• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.259-279
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• 1996

최근 정보·전자산업의 발전으로 고 신뢰성 전자재료에 대한 수요가 증대되고 있으며 이러한 첨단산업의 기반의 될 신소재 중 전자세라믹스가 차지하는 비중이 그 대부분을 차지하고 있으며 이에 대한 수요와 기대가 점점 커지고 있다. 이러한 전자세라믹스는 유전재료, 자성재료, 압전재료, 도전성 재료 등으로 나뉘게 된다. 어떠한 분류에 들어가든 그 조성은 금속의 산화물 형태가 일반적이며 미세한 분말의 성형체를 소결(sintering) 함으로써 최종제품으로 완성된다. 이러한 전잣라믹스가 최근 요구되는 고 신뢰성, 고 밀도화를 달성하기 위해선 원료 분말 제조단계부터 제어가 필요하다. 원료분말의 균일·균질성과 그 입도는 소결특성 뿐만아니라 전기적 특성에도 큰 영향을 미치기 때문이다. 세라믹스의 분말제조 방법 중 일반적으로 사용되는 방법으로는 고상 산화물을 혼합하여 하소(calcination)한 후 분쇄하는 '고상합성법'과 금속의 염 또는 alkoxide 용액을 이용하여 화학적으로 제조하는 '습식 화학적 합성법'이 있다. 고상합성법은 합성온도가 높고 기계적 분쇄와 혼합에 의존하므로 균일·균질성이 떨어지고 분말크기를 1㎛ 이하로 만들기 힘들다. 반면에 습식화학적 합성법은 기계적인 분쇄와 혼합에선 얻을 수 없는 원자 혹은 분자단위의 균일한 혼합과 submicron 이하의 미세한 분말을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 습식 화학적 합성으로 얻은 분말을 사용하면 미세한 입자의 특성으로 인해 소결온도를 낮출 수 있으며 균일한 미세구조와 균질한 조성을 갖게되어 기계적·전기적 물성증진도 가져올 수 있게 된다. 습식 화학적 분말합성법은 전술하였듯이 alkoxide의 가수분해를 이용하는 sol-gel 법과 금속의 염(salt) 용액을 이용하여, 화학적으로 화합물 침전을 얻거나 또는 공침전물(coprecipitate) 형태의 분말을 얻는, 침전법으로 나뉠 수 있다. 침전법의 근본원리는 pH 및 pCO3 등에 따른 이온종의 용해도 차이를 이용하는 것으로써 각 이온종에 따른 solubility product(ksp)를 이용하여 설명된다. 본 연구에서는 침전법을 사용한 Ba-, Pb-계 전자세라믹스의 분말합성에 대한 이론적 고찰과 공정개발 및 실험을 통한 물성증진 효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹반도체, 압효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹 반도체, 압전재료로 널리 사용되는 BaTiO3, PZT(PbZrO3-PbTiO3)와 수직 자기기록매체로 큰 가능성이 있으며 hard ferrite로 널리쓰이는 Ba-feerite(BaFe12O19)로써 수산화물 형태의 침전에 대한 기구(mechanism)와 물성에 대해 살펴보았다. 이러한 침전법에 의한 분말합성 과정에는 소결체의 물성에 영향을 미치는 pH 조절제나 원료에서 혼입될 수 있는 Na+, K+, Cl-, SO4- 등의 제거(washing 혹은 filtering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filtering media에 끼이게 되어 견고하면서도 상당한 부피를 가지는 filter cake을 형성하기 때문에 filtering에 많은 시간과 다량의 filtering agent (본 실험의 경우엔 증류수)가 필요하게 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 colloid 상태의 침전물을 얼렸다 녹이는 freezing process를 개발, 적용하여 그 원리 및 효과, 그로인한 분말형태를 관찰하여 보았다.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권3호
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• pp.253-260
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• 1992

In this study, the dielectric, structural and electrical properties of Pb(ZnS11/3TNbS12/3T)OS13T-BaTiOS13T-PbTiOS13T system ceramics were investigated with respect to the variation of YS12TOS13T addition amount. As the YS12TOS13T addition amount is increased, the resistivity at 100$^{\circ}C$ and the resonant/antiresonant frequencies and the frequency constant are slowly increased, and the grain growth is restrained until 0.4 wt% YS12TOS13T addition amount but continuously increased with the addition amount more than 0.4 wt% YS12TOS13T. As the YS12TOS13T addition amount is increased, the density, the diffuseness of dielectric constant and the induced polarization are increased until 0.4 wt% YS12TOS13T addition.

• 한국재료학회지
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• 제20권12호
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• pp.654-660
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• 2010

The influences of Na and K content on the crystal phase, the microstructure and the electrical property of $BaTiO_3$-based thermistors was found to show typical PTC effects. The crystal phase of powder calcined at $1000^{\circ}C$ for 4hrs showed a single phase with $BaTiO_3$, and the crystal structure was transformed from tetragonal to cubic phase according to added amounts of Na and K. In XRD results at $43^{\circ}\sim47^{\circ}$, the $(Ba_{0.858}Na_{0.071}K_{0.071})(Ti_{0.9985}Nb_{0.0015})O_{3-\delta}$ showed (002) and (200) peaks but the $(Ba_{0.762}Na_{0.119}K_{0.119})(Ti_{0.9975}Nb_{0.0025})O_{3-\delta}$ showed (002), (020) and (200) peaks. In sintered bodies, those calcined at $600^{\circ}C$ rather than at $1000^{\circ}C$ were dense, and for certain amounts of Na and K showed rapid decreases in grain size. In relative permittivity, the curie temperature due to the transformation of ferroelectric phase rose with added Na and K but decreased in terms of relative permittivity. In the result of the R-T curve, the sintered bodies have curie temperatures of about $140^{\circ}C$ and the resistivity of sintered bodies have scores of $\Omega{\cdot}cm$; the jump order of sintered bodies was shown to be more than $10^4$ in powder calcined at $1000^{\circ}C$.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제3권4호
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• pp.339-346
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• 1990

미소변위소자에 적합한 전왜세라믹스를 제조하기 위하여 0.85Pb(Zn$_{1}$3-x/MgxNb$_{2}$3/) $O_{3}$-0.10BaTi $O_{3}$-0.05PbTi $O_{3}$조성으로 Mg(mol%)를 변화시키면서 시편을 제조하고 구조적, 유전적, 전기적 특성 및 온도 안정성을 관찰하였다. 큐리온도는 Mg(mol%)가 증가함에 따라 감소하였고 Mg(mol%)가 0.15일 때 유전상수가 가장 높았으며 완만도는 -3.9, 산만도.DELTA.Tc는 21로 가장 컸다. 전계에 따른 유전상수는 감소하였고 Mg(mol%)가 증가할수록 압전정수 d$_{31}$은 감소하였으나 0.05, 0.10, 0.15일 때는 거의 일정하였다. Mg(mol%)가 0.15까지 증가함에 따라 전왜정수 Q$_{31}$은 감소하였고 그 이상에서는 Mg(mol%)가 1/3일때 가장 컸으며 ES-1시편에서의 AC 60(Hz), 11(kV/cm) 전계(electric field)에 의한 왜형을 253*$10^{-6}$을 나타냈다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권4호
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• pp.160-165
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• 2015

Lead-free piezoelectric materials have been actively studied to substitute for conventional PZT based solid solution, $Pb(Zr_xTi_{1-x}O_3)$, which occurs unavoidable PbO during the sintering process. Among them, Bismuth Sodium Titanate, $Na_{0.5}Bi_{0.5}TiO_3$ (abbreviated as NBT) based solid solution is attracted for the one of excellent candidates which shows the strong ferroelectricity, Curie temperature (Tc), remnant polarization (Pr) and coercive field (Ec). Especially, the solid solution of rhombohedral phase NBT with tetragonal perovskite phase has a rhombohedral - tetragonal morphotropic phase boundary. Modified NBT with tetragonal perovskite at the region of MPB can be applied for high frequency ultrasonic application because of not only its low permittivity, high electrocoupling factor and high mechanical strength, but also effective piezoelectric activity by poling. In this study, solid state ceramic processing of NBT and modified NBT, $(Na_{0.5}Bi_{0.5})_{0.93}Ba_{0.7}TiO_3$ (abbreviated as NBT-7BT), at the region of MPB using 7 % $BaTiO_3$ as a tetragonal perovskite was introduced and the structure between NBT and NBT-7BT were analyzed using rietveld refinement. Also, the ferroelectric and piezoelectric properties of NBT-7BT such as permittivity, piezoelectric constant, polarization hysteresis and strain hysteresis loop were compared with those of pure NBT.

• 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.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제53권3호
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• pp.128-132
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• 2004

The perovskite ferroelectric materials of the PZT, SBT and BST series will attract much attention for application to ULSI devices. Among these materials, the BST ($Ba_0.6$$Sr_0.4$/$TiO_3$) is widely considered the most promising for use as an insulator in the capacitors of DRAMS beyond 1 Gbit and high density FRAMS. Especially, BST thin films have a good thermal-chemical stability, insulating effect and variety of Phases. However, BST thin films have problems of the aging effect and mismatch between the BST thin film and electrode. Also, due to the high defect density and surface roughness at grain boundarys and in the grains, which degrades the device performances. In order to overcome these weakness, we first applied the chemical mechanical polishing (CMP) process to the polishing of ferroelectric film in order to obtain a good planarity of electrode/ferroelectric film interface. BST ferroelectric film was fabricated by the sol-gel method. And then, we compared the surface characteristics before and after CMP process of BST films. We expect that our results will be useful promise of global planarization for FRAM application in the near future.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권12호
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• pp.884-888
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• 2004

Effects of NiO were studied in aspects of dielectric properties and microstructure of $0.96(0.91Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-0.09PbTiO_3)­0.04BaTiO_3$ (PMN-PT-BT, PBT). The PBT was prepared by a conventional mixed oxide method using $(MgCO_3)_4{\cdot}Mg(OH)_2$ instead of MgO through Lewis acid-base interaction. NiO was added in the range of 0.5 to $3.0\;wt\%$ as thermally decomposable $2NiCO_3{\cdot}3Ni(OH)_2$ and it seemed to enhance densification to a large extent below $1000^{\circ}C$. But all the systems gave rise to ceramics with almost same relative sintered density of 96% by sintering at $1000^{\circ}C$ for 2 h. But it turned out that the addition of NiO was detrimental to dielectric constant but beneficial to the loss of dielectric constant.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제32권3호
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• pp.112-119
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• 1997

Coastal sediments collected near the Youngkwang Nuclear Power Plant were analysed for major(Al$_2$O$^_3$, Fe$^_2$O$^_3$, MgO, CaO, Na$^_2$O, K$^_2$O, TiO$^_2$, MnO), trace (Ba, Sr, V, Co, Cr, Cu, Ni, Zn, Pb) metal, and P$^_2$O$^_5$ contents. The composition of bulk metals from most stations fits within the range as those in the average crustal and sedimentary rocks, suggesting that the anthropogenic perturbation of these components is insignificant. The abundance and distribution of total contents for the majority of metals in the surface sediment could be explained by the grain size and were associated with mud (<63 ${\mu}$m) contents. However, distributions of Ca, K, Sr and Ba did not have any significant association with the sediment grain size. This may be due to the geochemical coherence among these metals in certain minerals abundant in coarse grained fractions. The distribution of Pb appears to be partly affected by the contribution from aerosol fallout. Using the R'-mode factor analysis, we show that the variance of the metal contents could be explained by four factors which account for 93.7% of the total variance. It appears that texturally controlled and/or sorting factors influenced by fine fraction are the most dominant factors which determine the relative abundance and distribution of metals in the study area.

• 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.