| 초록 |
본 연구에서는 온도가 다른 두 종류의 플라즈마, 최고온도가 약 3,000K인 마이크로파 플라즈마와 최고온도가 약 10,000K인 비이송식 직류 열플라즈마를 각각 이용하여, 철-실리콘-산소 다성분계에서 미립자를 합성하며 이로부터 고온 환경에서 다성분계에서 미립자 생성에 관여하는 요소에 대하여 밝히는 것을 목적으로 한다. 마이크로파 플라즈마를 이용하여 합성된 입자는 산화철-실리카 복합상을 보인 반면, 열플라즈마를 이용하여 합성된 입자는 산화철과 실리카가 구분된 형태를 보였다. 또한 철과 실리콘의 주입비를 변수로 하여 복합 입자 합성에 끼치는 영향을 파악하였다. 본 연구의 실험결과와 메커니즘에 대한 열역학적 고찰을 통하여 확산속도는 플라즈마의 냉각속도에 따라 결정됨을 확인할 수 있었다. 마이크로웨이브 플라즈마에서는 냉각속도가 상대적으로 느리기 때문에 응축입자 내의 확산이 발생하는 반면, 상대적으로 냉각속도가 빠른 직류 열플라즈마에서는 응축 단계에서 확산이 억제되어 입자의 형태와 상이 유지되기 때문에 상기와 같은 실험 결과를 보이는 것으로 판단되었다. 이를 수치적으로 검증하기 위하여 산화철-실리카가 응축된 후 냉각과정 동안 입자 내부에서 발생하는 상 확산 거리를 계산하였다. |
