A thick film of Li7La3Zr2O12 (LLZO) solid-state electrolyte is fabricated using the tape casting process and is compared to a bulk specimen in terms of the density, microstructure, and ion conductivity. The final thickness of LLZO film after sintering is 240 μm which is stacked up with four sheets of LLZO green films including polymeric binders. The relative density of the LLZO film is 83%, which is almost the same as that of the bulk specimen. The ion conductivity of a LLZO thick film is 2.81 × 10−4 S/cm, which is also similar to that of the bulk specimen, 2.54 × 10−4 S/ cm. However, the microstructure shows a large difference in the grain size between the thick film and the bulk specimen. Although the grain boundary area is different between the thick film and the bulk specimen, the fact that both the ion conductivities are very similar means that no secondary phase exists at the grain boundary, which is thought to originate from nonstoichiometry or contamination.

Rare-earth zirconates, such as lanthanum zirconates and gadolinium zirconates, have been intensively investigated due to their excellent properties of low thermal conductivity as well as chemical stability at high temperature, which can make these materials ones of the most promising candidates for next-generation thermal barrier coating applications. In this study, three compositions, lanthanum/gadolinium zirconates with reduced rare-earth contents from stoichiometric RE2Zr2O7 compositions, are fabricated via solid state reaction as well as sintering at 1600oC for 4 hrs. The phase formation, microstructure, and thermo-physical properties of three oxide ceramics are examined. In particular, each oxide ceramics exhibits composite structures between pyrochlore and fluorite phases. The potential of lanthanum/ gadolinium zirconate ceramics for TBC applications is also discussed.

Lanthanum zirconate, La2Zr2O7, is one of the most promising candidates for next-generation thermal barrier coating (TBC) applications in high efficient gas turbines due to its low thermal conductivity and chemical stability at high temperature. In this study, bulk specimens and thermal barrier coatings are fabricated via a variety of sintering processes as well as suspension plasma spray in lanthanum zirconates with reduced rare-earth contents. The phase formation, microstructure, and thermo-physical properties of these oxide ceramics and coatings are examined. In particular, lanthanum zirconates with reduced rare-earth contents in a La2Zr2O7-4YSZ composite system exhibit a single phase of fluorite or pyrochlore after fabricated by suspension plasma spray or spark plasma sintering. The potential of lanthanum zirconate ceramics for TBC applications is also discussed.

Lanthanum/gadolinium zirconate coatings are deposited via suspension plasma spray with suspensions fabricated by a planetary mill and compared with hot-pressed samples via solid-state reaction. With increase in processing time of the planetary mill, the mean size and BET surface area change rapidly in the case of lanthanum oxide powder. By using suspensions of planetary-milled mixture between lanthanum or gadolinium oxide and nano zirconia, dense thick coatings with fully-developed pyrochlore phases are obtained. The possibilities of these SPS-prepared coatings for TBC application are also discussed.

Yttria-stabilized zirconia (YSZ) coatings are fabricated via suspension plasma spray (SPS) for thermal barrier applications. Three different suspension sets are prepared by using a planetary mill as well as ball mill in order to examine the effect of starting suspension on the phase evolution and the microstructure of SPS prepared coatings. In the case of planetary-milled commercial YSZ powder, a deposited thick coating turns out to have a dense, vertically-cracked microstructure. In addition, a dense YSZ coating with fully developed phase can be obtained via suspension plasma spray with suspension from planetary-milled mixture of Y2O3 and ZrO2.

현대의학에서 핵의학 검사는 암의 진단에 많이 이용된다. 방사선 작업종사자가 개봉 방사성동위원소를 사용할 때 방사선 피폭에 노출된다. 환자에게 방사성동위원소를 투여할 때 방사선 작업종사자가 받는 피폭 선량을 감소시키는 방법을 연구하였다. 납 차폐소재를 이용하여 연당량 0.2 mmPb, 300 mm × 500 mm × 15 0 mm 크기로 차폐기구를 제작하였다. 차폐기구의 사용 유무, 실린더를 차폐기구와 함께 사용하였을 때 3가지 실험방법으로 갑상선, 가슴, 생식선의 흡수선량을 나노닷으로 측정하였다. 생식선 위치에서 0.908 mG y가 측정되었고, 실린더와 제작한 차폐기구를 함께 사용하였을 때 20.8% 감소한 0.719 mGy로 가장 큰 피폭 저감이 나타났다. 방사선 작업종사자가 받는 1년 예상 유효선량은 1.223 mSv로 가슴부위가 가장 높았으며 실린더와 차폐기구를 함께 사용하였을 때 0.994 mSv로 감소하였다. 방사성동위원소를 환자에게 투여할 때 제작된 차폐기구만을 사용하여도 방사선 작업종사자의 피폭을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

자기공명영상에서 금속 물질이 삽입된 환자에서 자기감수성에 의한 허상이 발생하여 영상의 진단적 가 치가 저하되는 문제가 발생하고 있다. 여러 가지 인공물 감소기법 중 VAT-SEMAC 기법을 적용하여 영상의 왜곡에 대해 연구 하였다. 정형외과 수술시 사용되는 금속 임플란트를 팬텀에 부착하여 T1WI, T2WI를 스캔 시 허상으로 인한 왜곡을 측정하였다. 감소기법의 미적용, VAT 적용, VAT-SEMAC을 호환 적용하여 검사를 실시한 후 허상을 비교 분석 하였다. 허상은 VAT-SEMAC에서 최소 8%에서 최대 26%의 감소를 보였다. VAT-SEMAC 기법을 적용하면 정형 보철물이 삽입된 환자에게도 영상의 질을 향상시켜 진단적 가치가 향상된 영상을 획득할 수 있다. 적절한 스캔시간과 영상의 질을 동시에 고려한다면 실제 임상에서 VAT -SEMAC의 적용하여 허상 감소효과를 얻을 수 있을 것이다.

방사선 검사로 환자의 병을 진단하기 위해서는 방사선 피폭이 따르게 된다. 최소한의 피폭으로 병변을 진단하는 일반촬영에 이중 엑스선 에너지 기법의 임상적용 가능성을 SNR 및 화질 점수화의 지표로 조사하였다. 이중 엑스선 에너지 기법은 검출기로 사용되는 두 개의 Image Plate 사이에 0.5 mm 두께의 Cu와 Al 필터를 추가함으로써 구현하였다. 한 번의 엑스선 조사로 획득된 두 IP 영상을 Subtraction 및 Enhance Contr ast 기법을 적용하여 획득하였다. Enhance 영상은 첫 번째 IP에서 획득한 First 영상보다 SNR이 우수한 것으로 측정되었다. 이 일반촬영의 이중 엑스선 에너지 기법은 피폭선량을 줄이면서 영상의 품질을 높일 수 있는 방법으로 임상에서 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.