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1. 실험 목적 및 이론적 배경
1.1. Mullite 분말의 특성 및 용도
Mullite 분말은 뛰어난 내화성과 내구성으로 인해 내화물 및 요업제품의 필수 재료로 주목받고 있다. 이 광물은 주로 화성암이 점토질 퇴적암을 용해시켜 생성되며, 천연 상태로는 채굴이 어려워 주로 인공적으로 합성되어 사용된다.
상업용 mullite는 일반적으로 Al2O3 함량이 50-70%이며, Fe2O3와 cristobalite 성분은 낮은 수준을 가진다. 또한 mullite 함량이 65-87% 범위 내에 있어야 한다. 열처리와 용해 공정을 통해 생산된 mullite는 녹는점이 1,650°C이며, 비중은 3.156이다.
Mullite는 뛰어난 내열성과 내구성으로 인해 다양한 용도로 활용된다. 내화물, 도자기, 주물, 정밀주조 등의 산업 분야에서 널리 사용되며, 스파크 플러그와 도자기 연구소 등에도 활용된다. 또한 지르코늄 함유 mullite는 부식 저항성과 낮은 열팽창계수로 인해 내열 특수제품에 사용되고 있다.이처럼 mullite 분말은 내화성과 내구성이 뛰어나 다양한 요업 및 세라믹 제품에 필수적인 원료 물질이다. 특히 열팽창 계수가 일정하고 고온, 오염 환경에서도 변형되지 않는 특성으로 인해 산업계 전반에 걸쳐 널리 활용되고 있다. 이러한 mullite의 탁월한 물성은 제품 수명과 내구성을 향상시켜 다양한 산업 분야에서 그 활용도가 지속적으로 증가할 것으로 기대된다.
1.2. XRD를 이용한 정성 분석
X선회절법에 의한 정성분석은 미지시료의 회절 패턴과 이미 알고 있는 물질의 회절 패턴등을 비교하여 전자중에 후자의 패턴이 포함되어 있으면 전자에는 후자의 물질이 함유되어 있다고 판정하는 방법이다. 이 방법으로 정성분석(Qualitative analysis)을 행하는 것을 분말X선 회절법(Powder X-ray Diffraction)에 의한 정성분석 동정(identification)이라고 한다.
분말X선회절법에 의한 동정법의 특징은 다음과 같다. 첫째, 단순하게 원소에 대한 정성분석이 아니고 화합물의 형태로 미지 물질이 동정된다. 구성원소의 상태를 알 수 있다. 둘째, 단일성분이 아닌 경우, 혼합물인지 고용체인지의 구별이 가능하다. 셋째, 화합물의 상변화,변태의 구별이 가능하다. 넷째, 시료는 소량으로도 좋으며, 시료조정이 비교적 간단하고, 측정하는 것으로 의해 손상되지 않는다. 다섯째, 시료가 분말로 되어있거나, 그 형상은 판형상, 괴상, 선상등의 어떤 모양이든지 측정수단을 바꾸어 측정이 가능하다.
그러나 X선에 의한 동정법에는 한계가 있다. 첫째, 시료는...
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