• 제목/요약/키워드: Crucible Materials

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CCM용융에 대한 유리용융 조건 연구 (The Study on the Power Consumption for Glass Melting by Cold Crucible Melter)

  • 진현주;이규호;장영재;배소영;김태호;정영준;김영석;이강택;류봉기
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.65-68
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    • 2008
  • Generally CCM (cold crucible melting) is not suitable for melting glass. However, in this study we described the quantitative relationship between the basic property of glass and power balance, the power absorption in the melt, the losses in the coil and the cold crucible, for melting glass in CCM. The dependence of power balance on the applied frequency and the electric conductivity has been found. Above 300 kHz, the glass (B) contained alkali ion which has the low resistance $3.0{\Omega}{\cdot}cm$ at $900^{\circ}C$ and $1.36{\Omega}{\cdot}cm$ at $1,100^{\circ}C$ was melted easily and 60% of the overall power was absorbed in the melt and 30% and 10% of the overall power was lost in the cold crucible and coil respectively. Under the same condition, the glass (A) contained non-alkali ion was not melted easily and 50% of the overall power was absorbed in the melt and 40% and 10% of the overall power was lost in the cold crucible and coil respectively. In conclusion, the small absorbed power of the overall power in melt prevented a successful melting as for glass A, and the successful melting depends on the relative size of the absorbed power in melt irrespective of the melting volume. Hence, as typical for direct induction heating method(CCM), the successful melting strongly depended on the chosen working frequency based on electric conductivity of glass, power balance and the control of the critical power which was absorbed in melt.

TiAl 합금의 CaO 도가니 유도용융 및 정밀주조 (CaO Crucible Induction Melting and Investment Casting of TiAl Alloys)

  • 김명균;성시영;김영직
    • 한국주조공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.75-81
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    • 2002
  • The main objectives were to investigate the suitability of CaO crucible for melting TiAl alloys and to develop investment mold for investment casting of TiAl alloys. TiAl alloy specimen were prepared by plasma arc furnace under argon atmosphere. After melting of TiAl alloy using CaO crucible, the results showed that there is little contamination of oxygen in the TiAl bulk. Conventional vacuum induction furnaces can be readily adaptable to produce cast parts of TiAl without high skilled techniques. The determination of optical metallography and microhardness profiles in investment cast TiAl alloy rods has allowed the gradation of the relative thermal stability of the oxides examined. The molds used for the present study were $ZrO_2$, $Al_2O_3$, CaO stabilized $ZrO_2$ and $ZrSiO_4$. Even although high temperature of mold preheating, $Al_2O_3$ mold is a promising mold material for investment casting of TiAl alloys in terms of thermal stability, cost and handling strength. It is important to take thermal stability and preheating temperature of mold into consideration for investment casting of TiAl alloys.

Numerical Analysis on the Flow Pattern in the Melt of Cold Model for the Czochralski system

  • Kim, Min-Cheol;Lee, Sang-Ho;Yi, Kyung-Woo
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 15TH KACG TECHNICAL MEETING-PACIFIC RIM 3 SATELLITE SYMPOSIUM SESSION 4, HOTEL HYUNDAI, KYONGJU, SEPTEMBER 20-23, 1998
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    • pp.113-116
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    • 1998
  • A numerical study was performed on the fluid flow in the melt of the cold model for Czochralski growth system. The fluid flow in the melt of Woods metal with crucible diameter of 20cm was calculated using a three dimensional finite difference method. Since the crucible size is large, fully turbulent model as well as laminar model was used in the calculation. The effects of crucible rotation rate, crystal rotation rate and wall temperature difference on the velocity and temperature distribution were also investigated. For the purpose of verifying the results of calculation, a cold model experiment using Woods metal was also conducted and the velocity distribution in the melt of the model was measured.

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VGF법을 사용한 GaAs 단결정 성장시 계의 구성요소가 고액계면의 형상에 미치는 영향 (The effect of the system factors on the shape of the S/L interface in GaAs single crystal grown by VGF method)

  • Seung-Ho Hahn;Hyung-Tae Chung;Young-Kyu Kim;Jong-Kyu Yoon
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.33-41
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    • 1994
  • 단결정 성장과정에서 고액계면의 위치와 형상이 결정의 품질에 영향을 준다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 따라서 이를 결정해 주는 노내 온도분포의 파악은 매우 중요하다. 본 연구에서는 VGF 단결정법을 대사응로 발열체의 온도만을 이용하여 노내 온도분포를 구할 수 있는 프로그램을 개발하였으며,이를 사용하여 지지봉 및 도가니의 재질과 크기가 고액계면의 형상에 미치는 영향을 검토해 보았다. 지지봉의 반경이 클수록, 열전도도가 작을수록 평활한 고액계면이 나타나 . 열전도도가 등방성을 가진 도가니의 경우, 열확산계수의 증가에 따라 고액계면이 더 오목해지는 경향을 보였다. PBN과 석영 도가니의 계산 결과 비교를 통하여 도가니 열전도돋의 이방성이 고액계면에 미치는 영향을 고찰해 본 결과, 계면의 위치에 따라서 다른 양상을 보인다는 것을 알았다.것을 알았다.

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단결정 실리콘 제조용 석영유리도가니의 결정화에 대한 연구 (Study on the crystallization of quartz glass crucibles for preparation of single crystal silicon)

  • 임종원;김태희;박경봉
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.99-105
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    • 2018
  • 본 연구에서는 단결정 실리콘 제조수율에 영향을 미치는 것으로 알려진 석영도가니 표면의 불균일한 결정화를 피하기 위해, 결정화촉진제로 Ba이 포함된 코팅용액을 제조하여 분무열분해법으로 코팅 후, 열처리에 따른 석영도가니 표면의 결정화를 조사하였고, 다음과 같은 결과를 얻었다. 코팅하지 않은 도가니의 경우 온도가 상승함에 따라 $1350^{\circ}C$에서부터 결정화가 진행되는 것을 알 수 있었으며, $1450^{\circ}C$가 되어서야 균일하게 결정화가 되는 것을 확인하였으며, 결정상은 ${\beta}$-cristobalite로 확인되었다. Ba이 코팅된 도가니는 $1000^{\circ}C$부터 결정화가 진행되고 $1300^{\circ}C$에서 전체적으로 도가니 표면에 균일하게 결정화가 진행되는 것을 알 수 있었다. Ba이 코팅된 도가니는 결정상으로 ${\alpha}$-cristobalite와 침상 결정의 $BaSi_2O_5$이 생성되었다가 소멸하며, ${\beta}$-cristobalite 상이 최종적으로 균일한 결정상으로 남는 것을 알 수 있다.

BCP의 증착조건에 따른 전기적 및 광학적 특성에 미치는 영향 (Affect influenceable the Electrical and Optical Characteristics depending on the Deposition Condition of BCP)

  • 김원종;최현민;김정식;정인범;이상교;홍진웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.34-35
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    • 2009
  • We have studied the electrical and optical of organic light-emitting diodes depending on hole size of crucible boat using BCP materials. The thickness of TPD, $Alq_3$ and BCP was manufactured 40 nm, 60 nm and 5 nm under a base pressure of $5\times10^{-6}$ Torr using at thermal evaporation, respectively. In order to investigate the optimal surface roughness of BCP, the BCP was thermally evaporated to be 0.8 nun, 1.0 mm, 1.2 mm and 1.5 mm as a hole size of crucible boat, respectively. As the experimental results, we found that the luminous efficiency and the external quantum efficiency of the device is superior to others when hole size of crucible boat using BCP is 1.2 mm. Also, compared to the ones from the devices having the hole size of crucible boat is 1.0 mm and 1.5mm layer, the external quantum efficiency were improved by 2.5 and 2.4 times.

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$PbO-B_2O_3$ 플럭스에 의해 성장한 루비단결정의 특성평가 (Characterization of ruby single crystal grown by $PbO-B_2O_3$ flux)

  • 조민희;서진교;안용길;박종완
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.165-171
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    • 2009
  • 기존의 합성방법에 사용되는 백금 도가니의 단점을 보완할 수 있는 알루미나 도가니를 사용하여 천연 및 기존의 합성루비와 유사한 적색의 투명한 결정을 성장시켰다. $PbO-B_2O_3$ 가 흔합된 플럭스를 사용하여 $915{\sim}1350^{\circ}C$의 온도에서 약 240시간 실험 후 최대 9.02 ${\times}$ 6.36 mm 투명한 적색의 결정이 성장되었다. 이 결정을 보석학적 기초검사를 통하여 굴절률, 내포물, 비중 등의 특성과 FT-IR, UV-VIS spectrometer 및 XRD 를 사용하여 기존의 합성루비 및 천연루비의 특성과 비교분석하였다.

Bridgman 결정성장시 장입 주괴와 도가니 사이의 틈이 용액이 초기농도에 미치는 영향 (The effect of gap between ingot and crucible on the distribution of initial melt concentration in Bridgman crystal growth)

  • Seung-Mo Chung;Man-Sug Kang;Zin-Hyoung Lee
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.169-177
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    • 1994
  • 결정성장된 시편의 농도분포를 제어하기 위해서는 초기융액의 농도를 균일하게 하여야 한다. 용질농도가 초기융액에 있어서 균일하지 않다면, 성장된 시편에 예측한 것과 다른 거시편석이 발생할 수 있다. 위 쪽의 온도가 높은 온도 구배를 갖고 아래로부터 응고를 진행시키는 Bridgman 방법으로 Al-Cu 합금을 성장시키는 경우, 성장된 시편의 어용질 농도분포가 초기응고 부분이 높고 을고가 진행됨에 따라 감소하는 경향을 갖는 것으로 관찰되었다. 이런 현사은 주괴가 녹으면서 도가니와 주괴의 틈으로 스며나온 Cu의 농도가 높은 융액이 주괴가 완전히 녹은 후의 대류에 의해 아래부분에 축적됨으로 발생했다. Al-Mg 합금의 경우 도가니와 주괴의 틈으로 스며나온 Mg의 농도가 높은 융액이 주괴가 완전히 녹은 후의 대류에 의해 떠오르면서 용질 농도분포가 성장중에 최소값을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 거시편석을 억제하기 위하여, 균질화 처리 또는 도가니와 주괴의 틈을 없게 함으로 균일한 농도의 초기유액을 얻었다.

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초크랄스키법에서 도가니의 온도구배가 유동장에 미치는 영향에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study of Melt Flow Pattern by Thermal Gradient of the Crucible in the Czochralski Process)

  • 박종인;한정환
    • 대한금속재료학회지
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    • 제47권11호
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    • pp.734-739
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    • 2009
  • It is well known that the temperature and the flow pattern of the crystal-melt interface affect the qualities of the single crystal in the Czochralski process. Thus the temperature profile in the growth system is very important information. This work focuses on controlling the temperature of the silicon melt with a thermal gradient of the crucible. Therefore, the side heater is divided into three parts and an extra heater is added at the bottom for thermal gradient. The temperature of the silicon melt can be strongly influenced and controlled by the electric power of each heater.

$TiO_2$ 함유 고굴절솔 유리의 착색에 관한 연구 (Study on the Color of High Index Glass Containing $TiO_2$)

  • 김병훈
    • 한국세라믹학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.203-207
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    • 1980
  • The optical absorption of high index glasses of the system TiO2-BaO-B2O3 prepared from the raw materials for an optical waveguide glass has been measured in the near ultraviolet region. The amount of Ti3+ in the glass could be reduced to a level less than 5 ppm by melting a batch added with pure nitric acid, using a fused quartz crucible in an oxygen gas atmosphere. The ultra-pure glass of 10mm thick prepared in such a way did not show any appreciable color even for the one containing 30 mol% TiO2 and having refractive index nD of 1.84 and Abbe's number vD of 28.8. The wavelength of ultraviolet absorptin edge was longer for the glass of higher index and higher dispersdion. The melting of a TiO2 containing glass in a platinum crucible resulted in a coloration of the glass due to the dissolved plutinum from the crucible, which was more intense for the one containing larger amount of TiO2.

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