• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.636-640
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• 2011

The lead-free $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-(hereafter NKN-BZT) CuO, ZnO-doped ceramics were prepared using a conventional mixed oxide method. NKN-BZT ceramics doped CuO, ZnO have superior structural and electrical properties than pure NKN-BZT ceramics. For the NKN-BZT-ZnO ceramics sintered at $1,120^{\circ}C$, piezoelectric constant ($d_{33}$) of sample showed the optimum values of 172 pC/N. The $0.98(Na_{0.5},K_{0.5})NbO_3-0.02Ba(Zr_{0.52},Ti_{0.48})O_3$-ZnO ceramics are a promising candidate for lead-free piezoelectric materials.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.30-30
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• 2008

Lead-free piezoelectric ceramics 0.97$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$-0.03Ba$(Ti_{1-x}Sn_x)O_3$ [NKN-BTS-x] ceramics doped with 1 mol% $MnO_2$ have been fabricated by a sintering technique with muffling. The $MnO_2$-doped NKN-BTS-x ceramics with x$\leq$0.2 have pure orthorhombic perovskite structure at room temperature. The dense microstructure was developed with grain growth as an increase of amount of Sn. Moreover, the addition of Sn was found to have a significant influence on piezoelectric properties. In particular, the $MnO_2$-doped NKN-BTS-0.1 ceramics showed improved piezoelectric properties of piezoelectric constant ($d_{33}$=145pC/N), relatively large electromechanical coupling factor ($k_p$=43%), dielectic constant (${\varepsilon}^T_{33}/{\varepsilon}_0$=676) dielectric loss (tan$\delta$=1.3%).

• 한국세라믹학회지
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• 제53권2호
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• pp.145-149
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• 2016

$(Bi_{1/2}Na_{1/2})_{0.94}Ba_{0.06}(Ti_{1-x}Nb_x)O_3$ (BNBTxNb) ceramics were investigated in terms of the crystal structure as well as the ferroelectric, dielectric, and piezoelectric properties. While little change was observed in the microstructure except for a slight decrease in the average grain size, a significant change was noticed in the temperature dependence of dielectric and piezoelectric properties. It was shown that the property changes are closely related to the downward shift in the position of the ferroelectric-to-relaxor transition temperature with increasing amount of Nb doping. A special emphasis is put on the fact that Nb doping is so effective at decreasing the ferroelectric-to-relaxor transition temperature that even at no more than 2 at.% Nb addition, the transition temperature was already brought down slightly below room temperature, resulting in the birth of a large strain at 0.46 %, equivalent to $S_{max}/E_{max}=767pm/V$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.1-33.1
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• 2009

Lead-free (1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$-xBa($Ti_{0.9}Sn_{0.1})O_3$ [NKN-BTS-100x] ceramics doped with 1 mol% $MnO_2$ have been prepared by the conventional solid state method and their structural and piezoelectric properties were investigated. The NKN-BTS-100x ceramics exhibited a dense and homogeneous microstructure when they were sintered at $1030-1150^{\circ}C$. Grain growth was observed for the specimen sintered at relatively low temperature of $1050^{\circ}C$. A tetragonal/orthorhombic morphotropic phase boundary (MPB) in the perovskite structure was also appeared for the NKN-BTS-100x ceramics (0.04$1050^{\circ}C$. The enhanced piezoelectric properties in the NKN-BTS ceramics with a MPB composition were obtained. Especially, for the NKN-BTS-6 ceramics, a high dielectric constant (${\varepsilon}^T_3/\varepsilon_0=1,400$), piezoelectric constant ($d_{33}=237$) and electromechanical coupling factor ($k_p=0.42$) were obtained.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권2호
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• pp.78-81
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• 2013

$0.95(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-0.05BaTiO_3+0.2wt%\;Ag_2O$ (hereafter, No excess NKN) ceramics and $0.95(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-0.05BaTiO_3+0.2wt%\;Ag_2O$ with excess $(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (hereafter, Excess NKN) were fabricated by the conventional solid state sintering method, and their phase transition properties and dielectric properties were investigated. The crystalline structure of No excess NKN ceramics and Excess NKN ceramics were shown characteristics of polymorphic phase transition (hereafter, PPT), especially shift from the orthorhombic to tetragonal phase by increasing sintering temperature range from $1,100^{\circ}C$ to $1,200^{\circ}C$. Also, the temperature coefficient of capacitance (hereafter, TCC) of No excess NKN ceramics and Excess NKN ceramics from $-40^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$ was measured to evaluate temperature stability for applications in cold regions. The TCC of No excess NKN and Excess NKN ceramics showed positive TCC characteristics at a temperature range from $-40^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. Especially, Excess NKN showed a smaller TCC gradient than those of Excess NKN ceramics in range from $-40^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. Therefore, NKN piezoelectric ceramics combined with temperature compensated capacitor having negative temperature characteristics is desired for usage in cold regions.

• 한국재료학회지
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• 제29권4호
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• pp.205-210
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• 2019

$Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) is used for the various piezoelectric devices owing to its high piezoelectric properties. However, lead (Pb), which is contained in PZT, causes various environment contaminations. $(K,Na)NbO_3$ (NKN) is the most well-known candidate for a lead-free composition to replace PZT. A single crystal has excellent piezoelectric-properties and its properties can be changed by changing the orientation direction. It is hard to fabricate a NKN single crystal due to the sodium and potassium. Thus, $(Na,K)NbO_3-Ba(Cu,Nb)O_3$ (NKN-BCuN) is chosen to fabricate the single crystal with relative ease. NKN-BCuN pellets consist of two parts, yellow single crystals and gray poly-crystals that contain copper. The area that has a large amount of copper particles may melt at low temperature but not the other areas. The liquid phase may be responsible for the abnormal grain growth in NKN-BCuN ceramics. The dielectric constant and tan ${\delta}$ are measured to be 684 and 0.036 at 1 kHz in NKN-BCuN, respectively. The coercive field and remnant polarization are 14 kV/cm and $20{\mu}C/cm^2$.

• 한국지구과학회지
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• 제27권1호
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• pp.49-60
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• 2006

본 연구는 나주지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 연구이다. 이를 위해 1차 수계를 대상으로 139개의 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 실험실에서 자연 건조시켰으며, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 기반암에 따른 지구화학적 특성을 알아보기 위하여, 화강암질편마암 지역, 편암류 지역, 화강암류 지역, 사질암 지역, 응회암 지역, 안산암 지역, 유문암 지역으로 분류하였다. 나주지역 하상퇴적물의 지질집단별 주성분원소 평균함량은 $SiO_2\;58.37{\sim}66.06wt.%,\;Al_2O_3\;13.98{\sim}18.41wt.%,\;Fe_2O_3\;4.09{\sim}6.10wt.%,\;CaO\;0.54{\sim}1.33wt.%,\;MgO\;0.86{\sim}1.34wt.%,\;K_2O\;2.38{\sim}4.01wt.%,\;Na_2O\;0.90{\sim}1.32wt.%,\;TiO_2\;0.82{\sim}1.03wt.%,\;MnO\;0.09{\sim}0.15wt.%,\;P_2O_5\;0.11{\sim}0.18wt.%$이다. 주성분원소의 평균함량 비교에서 $Al_2O_3$와 $K_2O$는 화강암질편마암 지역에서, $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5$는 응회암 지역에서, MgO와 $TiO_2$는 안산암 지역에서, $Na_2O$는 유문암 지역에서 높고, $SiO_2$와 MnO 함량은 사질암 지역에서 약간 높다. 미량성분 및 희토류원소의 지질집단별 평균함량은 $Ba\;1278{\sim}1469ppm,\;Be\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Cu\;18{\sim}25ppm,\;Nb\;25{\sim}37ppm,\;Ni\;16{\sim}25ppm,\;Pb\;21{\sim}28ppm,\;Sr\;83{\sim}155ppm,\;V\;64{\sim}98ppm,\;Zr\;83{\sim}146ppm,\;Li\;32{\sim}45ppm,\;Co\;7.2{\sim}12.7ppm,\;Cr\;37{\sim}76ppm,\;Cs\;4.8{\sim}9.1ppm,\;Hf\;7.5{\sim}25ppm,\;Rb\;88{\sim}178ppm,\;Sc\;7.7{\sim}12.6ppm,\;Zn\;83{\sim}143ppm,\;Pa\;11.3{\sim}37ppm,\;Ce\;69{\sim}206ppm,\;Eu\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Yb\;1.8{\sim}4.4ppm$이다. Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, Yb 평균함량은 화강암질편마암 지역에서, Ba, Co, Cr 평균함량은 편암류 지역에서, Nb, Ni, Zr 평균함량은 사질암 지역에서, Sr 평균함량은 응회암 지역에서 높고, Be, Cu, V, Sc, Zn 평균함량은 안산암 지역에서 다른 지질집단에서 보다 높다.

• 암석학회지
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• 제12권3호
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• pp.119-134
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• 2003

육십령 복운모화강암은 광물학$.$지화학적으로 과알루미나 성질을 특징적으로 나타낸다. 육십령 화강암체는 1.15∼l.20 범위의 높은 알루미나 포화 지수와 2.20∼2.98wt% 범위의 높은 CIPW norm 강옥 함량을 나타낸다. 색지수는 <16%이고, FeO$^{T}$ +MgO+TiO$_2$,는 평균 1.9 wt%로서 우백질화강암에 해당한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 SiO$_2$성분이 증가함에 따라, TiO$_2$, $Al_2$O$_3$, FeO, Fe$_2$O$_3$, MgO, CaO, $K_2$O, P$_2$O$_{5}$ , Rb, Ba, Sr 은 감소하는 경향을 나타내는 반면, Zr과 Th는 증가하는 경향을 나타내는데, 이는 장석, 흑운모, 인회석 저어콘의 분별경정작용에 기인한 것으로 해석된다. 거정질 암맥에는 SiO$_2$and P$_2$O$_{5}$ 는 높게, 그 외의 주원소는 결핍되어 나타난다. Manaslu, Hercynian 복운모 우백질화강암, Lachlan습곡대의 S-형 화강암과 비교해 보면, 육십령 복운모 우백질화강암은 낮은 Rb, 높은 Ba, Sr을 나타낸다. 거정질 암맥의 지화학적 특징은 육십령 복운모화강암을 형성했던 멜트로부터 일부 원소들의 제거 혹은 유동성에 의해 높은 Rb, Nb와, 낮은 Ba, Sr, Zr, Th, Pb 함유를 나타낸다. 육십령 복운모 우백질화강암은 총 휘토류 함량이 95.7∼123.3ppm 범위를 나타내며, 운석에 대해 표준해보면, 저 내지 중정도의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.7∼0.9)을 가지면서 경희토류원소가 풍부하고 중희토류원소가 결핍된 매우 경사가 져 있는((La/Yb)$_{N}$ = 6.9∼24.8) 변화를 보여준다. 반면에 페그마틱 암맥은 총 휘토류원소의 함량이 7.0ppm으로 운석에 대해 표준화하면, 강한 부의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.2)을 가진 편평한 양상을 나타낸다. 복운모 우백질화강암을 형성했던 멜트의 성분은 기원암 뿐만 아니라 기원암이 녹은 후의 잔류물질의 양에도 의존한다. 특히 CaO/$Na_2$O의 비와 Rb/Sr-Rb/Ba의 비들은 강한 과알루미나질 화강암에서는 기원암의 성분에, 즉, 기원암의 사장석과 점토 함량 비에 주로 의존한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 사장석 성분보다 점토 성분이 풍부한 암석에서 기원한 Manaslu와 Hercynian 복운모 우백질화강암들(예를 들면 Millevaches와 Gueret)보다는 더 높은 CaO/$Na_2$O의 비와 더 낮은 Rb/Sr-Rb/Ba 비를 나타내고 있는데, 이러한 지화학적 특징은 점토 성분보다는 사장석이 풍부한 석영장석질 암석으로부터 기원했던 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제27권1호
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• pp.37-47
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• 2018

백두산에서 역사시대에 분화한 화산재의 시료에 대하여 다양한 방법으로 주성분과 미량성분을 분석하였다. 화산재의 주성분 원소 함량은 $SiO_2$ 58.8~71.1 wt.%, $Al_2O_3$ 9.6~16.8 wt.%, ${Fe_2O_3}^T$ 4.5~6.9 wt.%, MgO 0.1~1.7 wt.%, CaO 0.3~1.6 wt.%, $Na_2O$ 5.2~6.3 wt.%, $K_2O$ 4.3~5.9 wt.% 그리고 $TiO_2$ 1.2 wt.%이하로 분석되었다. Ba, Cu, Cr. Co, Ni, Sr, V, Zn와 Zr을 포함하는 32개 미량원소가 분석되었는데, 이들 화산재는 일부 미량원소와 경희토류 원소의 부화정도에 따라 두 그룹(그룹 A, 그룹 B)으로 구분되며, 그룹 A에는 1천년 전의 밀레니엄 분화물, 1668년과 1903년 분화물이, 그룹 B에는 1702년 분화물이 해당된다. 중금속원소인 Cu, Co, Zn, Mn 등은 소량 함유되어 나타난다. 백두산 화산재는, 섭입대 기원의 일본 사쿠라지마 화산의 화산재와 비교하여, 미량성분원소 중 Y, Nb, Pb, U, Sc, V, Ni 그리고 Cu 함량은 낮게 나타나며, Zr, Ba, Hf, Cr, Co, Zn 그리고 희토류(Eu제외) 등은 높은 함량을 나타낸다.

• 한국재료학회지
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• 제25권7호
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• pp.317-321
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• 2015

The effects of Nb doping on the crystal structure, microstructure, and dielectric ferroelectric and piezoelectric properties of $(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.935}Ba_{0.065}Ti_{(1-x)}Nb_xO_3-0.01SrZrO_3$ (BNBTNb-SZ, with ${\chi}=0$, 0.01 and 0.02) ceramics have been investigated. X-ray diffraction patterns revealed that all ceramics have a pure perovskite structure with tetragonal symmetry. The grain size of the ceramics slightly decreased and a change in grain morphology from square to spherical shape was observed in the Nb-doped samples. The maximum dielectric constant temperature ($T_m$) increases with increasing amount of Nb; however, ferroelectric-relaxor transition temperature ($T_{F-R}$) and maximum dielectric constant (${\varepsilon}_m$) values decrease gradually. Nb addition disrupted the polarization hysteresis loops of the BNBT-SZ ceramics by leading a reduction in the remnant polarization coercive field and piezoelectric constant.