크리소베릴의 크롬 확산 처리에 관한 연구

Abstract

H+이온과 전자빔에 의해 조사(irradiation)된 크리소베릴(BeAl2O4)에 Cr3+ 확산 처리된 것과 조사되지 않은 천연시료에 확산 처리된 것과 비교하여 연구 하였다. H+이온빔 조사는 6MeV의 에너지로 1×10^16cm^-2의 dose로 25분 동안 시료에 조사되었고 전자빔은 10MeV의 에너지로 2×10^17cm^-2의 dose 량으로 1시간 동안 진행되었다. 325 nm He-Cd 광원을 사용한 photoluminescence의 측정으로부터 전자빔이 조사된 시료에서 더 많은 결함이 나타났음을 알 수 있었다. 이 세 가지 종류의 시료들은 200시간 동안 1500도에서 1650도까지의 범위에서 50도 간격으로 수평 알루미나 튜브의 진공 전기로에서 Cr3+확산 처리되었다. SEM-EDX를 사용하여 확산 처리된 것을 측정하였다. 1500도에서 1650도의 온도 범위에서 Cr3+의 확산 계수(diffusion coefficient)를 위한 아레니우스 식(arrhenius equations)은 다음과 같이 나타냈다. Electron beam irradiated chrysoberyls, Dcr = 2.1ｘ10-5× exp (-482.3 ±18.2 kJ mol-1/RT )m2s-1 Proton beam irradiated chrysoberyls, Dcr = 2.3ｘ10-3× exp (-545.4 ±25.0 kJ mol-1/RT) m2s-1 Natural non-irradiated chrysoberyls Dcr = 2.2ｘ10-3× exp (-547.9 ±36.8 kJ mol-1/RT) m2s-1 전자빔이 조사된 시료에서 크롬이 가장 깊게 확산 되었음을 본 연구를 통하여 확인 할 수 있었다.