In this study, an α-Fe2O3 (hematite) coated porcelain plate was sintered in a temperature range from 1100 oC to 1250 oC using ferrous sulfate. The specimens were investigated by X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), and UV-visible spectrophotometer. It was confirmed that α-Fe2O3 (hematite) was densely fused to the surface at several tens of μm, the α-Fe2O3 (hematite) was in the form of thin platelet and polyhedra, and no other compounds appeared in the sintering process. In the specimen coated with α-Fe2O3 (hematite), the reflectance spectra show a red absorption band of 560-650 nm. The L* value decreased from 53.18 to 46.94 with the firing temperature. The values of a* and b* were at 19.03 and 15.25 at 1100 oC and gradually decreased with increasing temperature; these values decreased rapidly at 1250 oC to 11.54 and 7.98, respectively. It is considered that the new phases are formed by the phase transition of the porcelain plate (clay), and thus the a* and b* values are greatly influenced.

전통적 약재가공법인 초쉬법으로 수치된 적철석 약광물의 광물조성과 원소성분 변화를 고찰하였다. 적철석은 650˚C와 900˚C에서 각각 5회씩 초쉬법으로 수치되었다. 약재로 가공된 적철석은 수용액에서 원소 용출실험이 수행되었다. 초쉬법 수치에 따른 적철석의 광물상 변화는 없었다. 또한 650˚C와 900˚C에서 수치횟수와 원소 용출량의 변화 경향이 없는 것으로 보아 전통적 초쉬법에 의한 적철석의 약재 가공 효과는 불분명한 것으로 보인다. 그러나 가열된 약재를 식초에 담금질하는 가공법은 적철석을 부드럽고 분쇄되기 쉬운 약광물로 변화시키는 효과가 있다.

Maghemite and hematite nanospheres were synthesized by using the Sol-gel technique. The structural properties of these nanosphere powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and pore size distribution. Hematite phase shows crystalline structures. The mean particle size that resulted from BET and XRD analyses were 4.9 nm and 2 nm. It can be seen from transmission electron microscopy that the size of the particles are very small which is in good agreement with the FESEM and the X-ray diffraction. The BET and pore size method were employed for specific surface area determination.

다결정 (Fe2O3)1-x(In2O3)x (x=0과 0.02)의 자기상 변환을 Mossbauer 분광방법에 의해서 연구하였다. 연구결과 분석은 시료가 각 온도에서 반강자성과 약강자성 두 개의 자기상이 공존한다는 가정하에서 행하였다. x=0 시료에서 온도 변화에 따른 Mossbauer 매개변수의 비정상적인 변화의 원인은 여러인자에 의해서 좌우되지만, x=0 시료와 비교할 때 주된 인자는 결정내의 양이온 자리에 위치하는 Fe3+와 In3+이온의 무질서한 분포로 설명할 수 있다. x=0과 0.02시료와 자기상변환온도를 각각 257±3과 205±3K로 결정하였다.

지난 10여 년간 미항공우주국 주도로 진행된 화성탐사 연구는 화성 암권의 주요 자성광물임을 적철석으로 판명하였다. 금번 연구에서는 적철석의 열잔류자화와 저온 실온포화잔류자를 이용하여 화성 암권에 존재하는 적철석의 자화안정도 검증을 시도하였다. 적철석의 실온포화잔류자화는 모린변환온도인 260 K를 기점으로 급격히 감소한다. 10 K까지 냉각시킨 적철석 시료를 가열하면 260~265 K에서 자화회복이 발생하며, 잔류자화기억도는 37%이다. 실제 화성지표의 일교차는 모린변환온도를 포함하므로, 화성 지표에서 적철석을 함유하는 암체의 자화는 모린변환에 의한 자화안정도가 고려되어야 한다. 지표용암의 고결과 동시에 생성되는 열잔류자화의 강도는 50 μm 이하 크기에서 적철석 입자반경에 비례하며 증가한다. 화성의 온도구배가 관측된 적은 없지만, 지구의 온도구배를 기준으로 유추하면 대략 1.5 km 이하의 화성 암권은 모린변환온도와 무관하게 적철석의 자화보유가 상시 가능하다. 따라서 행성의 진화가 멈춰진 대략 40억 년 이전에 존재하던 내부기원의 화성자기장 기록이 화성의 암권에 현재까지 보전되어 화성 암권의 자기이상을 유지해온 것으로 해석된다.

철 (산수)산화물들 중 지표환경에서 가장 안정된 형태로 알려진 적철석의 비소에 대한 흡착제로서의 다양한 특성을 조사하고 비소와의 흡착특성을 규명하였다. 본 연구에서 합성된 적철석은 31.8g m2/g의 비표면적을 가졌으며, 전위차 적정법(potentiometric titration)에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 8.5로 비소에 대한 높은 흡착능은 이러한 적철석의 특성들에 기인한 것으로 판단된다. 동일한 수용상 농도와 pH 2.0~12 범위에서 3가 비소와 5가 비소의 적철석에 대한 흡착량을 비교한 결과 3가 비소가 5가 비소보다 큰 흡착량을 보였다. 그리고 pH에 따른 흡착경향은 3가 비소의 경우에는 pH 9.2까지 지속적으로 흡착량이 증가하다가 그 이상의 pH에서는 흡착량이 급격하게 감소한 반면, 5가 비소는 pH 2.0에서 가장 높은 흡착량을 나타내다가 pH가 증가하면서 지속적으로 감소하는 것으로 조사되었다. 이러한 pH에 따른 흡착특성은 pH에 따라서 적철석의 표면전하 특성과 비소 화학종의 존재형태가 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 흡착 반응속도에 대한 실험 결과에 의하면, 두 비소 종 모두 20시간 이내에 평형 흡착에 도달하는 것으로 나타났다. 그리고 비소의 화학종과 관계없이 적철석과의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델로는 유사이차(Pseudo-second-order) 모델로 평가되었으며, 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

용출구조를 보이는 티탄철석-적철석 광석시료에 대한 구조분석을 리트벨트법을 이용하여 시행하였다. 구조유사체인 두 광물의 분석결과, 기본구조인 팔면체의 형태는 티탄철석의 Ti를 중심으로 한 팔면체(M2)가 정팔면체에 가장 가까운 형태를 보여주며, 다음은 티탄철석의 Fe를 중심으로 한 팔면체(M1)이다. 적철석 팔면체의 경우 M1과 M2 중간정도이다. 고압실험은 두 광물의 회절선이 중첩되는 5.8 GPa까지 시행하였다. 이 압력구간에서 티탄철석은 정상적인 압축성을 보이나, 적철석의 압축은 미미하게 발생하는 비정상적인 거동을 보인다. 이러한 이상거동은 두 광물의 압축성 차이에 의한 차등대응에 의한 것으로 판단된다.