• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.53-59
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• 1999

$(Ba_{0.85}Ca_(0.15)TiO_3+ZnO$ 세라믹 커패시터는 ZnO를 0.1~0.4몰로 변화시켜 시편을 제조하였다. 본 연구에서는 고전압용 세라믹 커패시터의 구조적 및 전기적 특성에 관하여 연구하였다. 세라믹 커패시터의 상대밀도는 모든시료에서 높았다. 입자의 크기는 $1.0~1.22[\mum]$ 정도의 작은 크기이었으며 ZnO의 첨가량이 0.3몰일 때 가장 크게 성장하였다. 입자의 크기가 클 때 시정수는 증가하였다. 세라믹 커패시터의 온도계수는 0.12~10[kHz]에서 100[ppm]이하로 온도변화에 대해 유전율이 안정하였다. 유전 완화시간은 $[110^{\circ}C]$이상에서 계면분극의 영향으로 감소하였으며 $110[^{\circ}C]$이하에서는 상유전층의 공간전하 분극에 의해서 유전 완화시간이 증가하였다. 유전특성에 영향을 주는 절연층의 두께가 ZnO에 의해서 증가하였으며 유전율의 변화는 0.1[%]로 전압의 변동에 대해 유전율이 안정하였다.

• 한국재료학회지
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• 제15권12호
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• pp.756-759
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• 2005

A lead free piezoelectric material, bismuth sodium barium titanate $(Bi_{0.5}Na_{0.5})_{0.94}Ba_{0.06}TiO_3$ (BNBT), was considered as an environment-friendly alternatives for the current PZT system. A perovskite BNBT was synthesized by conventional bulk ceramic processing technique. In order to improve piezoelectric properties, $La_2O_3$ as a dopant was incorporated into the BNBT system up to 0.025 moi, ana the effects on subsequent the piezoelectric ana dielectric properties were systematically investigated. With increasing $La_2O_3$ contents, the equilibrium grain shape was remarkably evidenced and sintered density was increased. Piezoelectric and dielectric properties were s]town to have maximum values at the $La_2O_3$ contents of 0.02 mol. $La^{3+}$ ions seemed to act as a softener in the BNBT system and to enhance dielectric and piezoelectric properties in this study.

• 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 $20{\mu}C/cm^2$.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권1호
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• pp.95-101
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• 1995

Crystallizable glasses with precipitation of celsian, anorthite, wollastonite and gahnite were prepared for the purpose of insulating dielectric layers in devices such as integrated circuit substrates. The starting glasses were prepared by melting the batches for 1 hour at 1450.deg. C and then Quenching to a distilled water. And crystallization behavior of these glasses were studied by DTA, TMA, XRD analysis and by the measurement of dielectric properties. The overall composition of the glass-ceramic consists in weight percent of 30-35% A1$_{2}$O$_{3}$, 13-26% BaO, 5-21% CaO, 10-24% ZnO, 4.5-9.0% TiO$_{2}$ and 4-8% B$_{2}$O$_{3}$. As a result, in barium-rich glasses only celsian phase was developed in the range of 850-900.deg. C. Also, the thermal expansion coefficient, dielectric constant and quality factor of these glass-ceramics were 68*10$^{-7}$ /.deg. C, about 9 and more than 1000, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권10호
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• pp.771-776
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• 2004

Zr을 $8\%$ 첨가한 BZT 세라믹스를 종결정과 소재봉으로 사용하여 floating zone technique법으로 $Ba(Zr_{0.08}Ti_{0.92})O_3$ 다결정을 성장하였다. 열처리 효과를 알아보기 위하여 성장한 결정의 일부를 떼어내어 $1,200^{\circ}C$에서 10시간동안 산소 분위기에서 열처리하였다. $-100^{\circ}C$에서 $+150^{\circ}C$ 온도 영역에서 유전상수 및 유전손실을 10kHz, 100kHz, 그리고 1 MHz에서 측정하여 성장 결정의 유전특성을 알아보았다. 상온($27^{\circ}C$)과 저온($-73^{\circ}C$)에서 직류전장(-15kV/cm$\le$E$\le$15kV/cm)을 인가하면서 유전상수의 변화를 10kHz와 100kHz에서 측정함으로써 유전상수의 전장의존성을 알아보았다. 산소 열처리는 상온에서 10kHz의 튜너빌리티를 $47.5\%$에서 $51\%$로, 그리고 성능지수를 39.6에서 46.4로 향상시키었다. 바이어스 직류전장을 15kV/cm 이상 인가하면 성능지수가 46.4 이상으로 향상될 수 있으므로 이 물질이 마이크로파 전장 조절 소자에 응용될 수 있는 가능성이 있다.

• 한국재료학회지
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• 제30권7호
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• pp.343-349
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• 2020

NKN [(Na,K)NbO₃] is a candidate lead-free piezoelectric material to replace PZT [Pb(Zr,Ti)O₃]. A single crystal has excellent piezoelectric-properties and its properties are dependent of the crystal orientation direction. However, it is hard to fabricate a single crystal with stoichiometrically stable composition due to volatilization of sodium during the growth process. To solve this problem, a solid solution composition is designed (Na,K)NbO₃-Ba(Cu,Nb)O₃ and solid state grain growth is studied for a sizable single crystal. Ceramic powders of (Na,K)NbO₃-M(Cu,Nb)O₃ (M = Ca, Sr, Ba) are synthesized and grain growth behavior is investigated for different temperatures and times. Average normal grain sizes of individual specimens, which are heat-treated at 1,125 ℃ for 10 h, are 6.9, 2.8, and 1.6 ㎛ for M = Ca, Sr, and Ba, respectively. Depending on M, the distortion of NKN structure can be altered. XRD results show that (NKN-CaCuN: shrunken orthorhombic; NKN-SrCuN: orthorhombic; NKN-BaCuN: cubic). For the sample heat-treated at 1,125 ℃ for 10 h, the maximum grain sizes of individual specimens are measured as 40, 5, and 4,000 ㎛ for M = Ca, Sr, and Ba, respectively. This abnormal grain size is related to the partial melting temperature (NKN-CaCuN: 960 ℃; NKN-SrCuN: 971 ℃; NKN-BaCuN: 945 ℃).

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.993-996
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• 2001

In the composition of 0.16BaO-0.15(Nd$\_$0.87/,Bi$\_$0.13/)$_2$O$_3$-0.69TiO$_2$$.$Glass [EG-2782] 3wt% addition sintered at 1080$^{\circ}C$, we could obtained microwave properties of dielectric constant $\varepsilon$$\_$r/= 80.1, quality factor Q ${\times}$ f = 810 (at 3.5 GHz]) and temperature coefficient of resonant frequency $\tau$$\_$f/ = -1.3 [ppm/$^{\circ}C$]

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.2
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• pp.632-635
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• 2003

[ $(Ba,Sr,Ca)TiO_3$ ] powders, prepared by the sol-gel method, were mixed with organic vehicle and the BSCT thick films were fabricated by the screen printing techniques on alumina substrates. The dielectric properties were investigated for various composition ratio and $Nb_2O_5$ doping contents. All the BSCT thick films, sintered at $1420^{\circ}C$, showed the typical XRD patterns of a perovskite polycrystalline structure. The Curie temperature and the relative dielectric constant decreased with increasing Ca content and $Nb_2O_5$ doping amount. The relative dielectric constant, dielectric loss and tunability of the BSCT(50/40/10) thick films doped with 1.0wt% $Nb_2O_5$ were 1410, 0.65% and 17.29% respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2001년도 하계학술대회 논문집
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• pp.989-992
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• 2001

(Ba$\sub$0.6-x/Sr$\sub$0.4/Ca$\sub$x/)TiO$_3$(x=0.10, 0.15, 0.20) specimens were fabricated by the solid state reaction method and then the structural and dielectric properties as a function of the composition ratio and sintering temperature were studied. The BSCT(50/40/10) specimen sintered at 1500$^{\circ}C$ showed the highest average grain size(18.25 ${\mu}$m). The Curie temperature and dielectric constant at room temperature decreased with increasing Ca content. The dielectric constant and dielectric loss of the BSCT(50/40/10) specimen, sintered at 1450$^{\circ}C$, were about 4324 and 0.972% at 1KHz, respectively. Dielectric constant at room temperature decreased with increasing an applied field, tunability of the BSCT(50/40/10) sintered at 1300$^{\circ}C$ was 18%.

• 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.