• 제목/요약/키워드: Crystal grain

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이방성 결정립 계면에너지의 2차원 결정립 성장에 미치는 효과에 대한 컴퓨터 모사 (Computer simulation of the effects of anisotropic grain boundary energy on grain growth in 2-D)

  • 김신우
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.178-182
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    • 2012
  • 결정립 성장은 여러 가지 재료의 성질에 미치는 큰 영향으로 재료공학에서 매우 중요하다. 그래서 본 연구에서는 PC에서 대규모 상장 모델을 사용하여 이방성 결정립 계면에너지의 2차원 결정립 성장에 미치는 효과를 조사하였다. 컴퓨터 모사에서는 $2000{\times}2000$의 그리드 시스템과 약 7300개의 초기 결정립 개수가 사용되었다. 결정립계 에너지의 이방성의 비, ${\sigma}_{max}/{\sigma}_{min}$는 1부터 3까지 변경되었다. 이방성이 증가함에 따라 결정립 성장 지수, n은 2.05에서 2.37로 증가하였다. 결정립 크기의 분포는 등방성인 경우에는 중앙에 평탄한 영역을 보였으나 이방성의 경우에는 중앙의 평탄한 영역이 사라지고 매우 느리게 사라지는 작은 결정립에 기인하여 작은 결정립 크기의 분포가 약간 증가하였다. 마지막으로 모사된 결정립 미세구조가 이방성에 따라 비교, 분석되었다.

결정소성학 모델과 손상 모델을 이용한 박판소재의 네킹 예측 (Prediction of Necking in Tensile Test using Crystal Plasticity Model and Damage Model)

  • 김종봉;홍승현;윤정환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.818-823
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    • 2012
  • In order to predict necking behaviour of aluminium sheets, a crystal plasticity model is introduced in the finite element analysis of tensile test. Due to the computational limits of time and memory, only a small part of tensile specimen is subjected to the analysis. Grains having different orientations are subjected to numerical tensile tests and each grain is discretized by many elements. In order to predict the sudden drop of load carrying capacity after necking, a well-known Cockcroft-Latham damage model is introduced. The mismatch of grain orientation causes stress concentration at several points and damage is evolved at these points. This phenomenon is similar to void nucleation. In the same way, void growth and void coalescence behaviours are well predicted in the analysis. For the comparison of prediction capability of necking, same model is subjected to finite element analysis using uniform material properties of polycrystal with and without damage. As a result, it is shown that the crystal plasticity model can be used in prediction of necking and fracture behavior of materials accurately.

MgO가 첨가된 (Ca,Sr)(Zr,Ti)O3의 결정구조, 미세구조 및 저손실 유전특성 (Crystal structure, microstructure, and low-loss dielectric property of MgO-added (Ca,Sr)(Zr,Ti)O3)

  • 이도혁;문경석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.261-267
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    • 2023
  • 마이크로파 유전체 적용을 위해 (Ca, Sr)(Zr, Ti)O3 (CSZT) 계에서 MgO 첨가에 따른 결정 구조, 미세 구조, 및 유전 특성을 연구하였다. 고상 반응법을 통해 합성된 CSZT 분말은 orthorhombic 단일상을 형성하였다. CSZT의 시편을 각각 1200℃, 1300℃ 및 1400℃에서 소결하였고, 소결 후 모든 시편은 orthorhombic 단일상을 확인하였다. 또한 모든 소결 시편은 온도가 증가함에 따라 입자 크기가 증가하였다. 1 mol% MgO를 첨가한 시편의 경우도 소결 이후에 orthorhombic 구조를 갖는 것을 확인하였다. EDS 분석을 통해 1400℃에서 소결 중에 이차상이 형성된 것을 확인하였다. MgO 첨가된 CSZT의 입자크기분포와 치밀화는 첨가하지 않은 경우와 거의 유사했으나, 입자크기분포가 좁아지며 균일해지는 것을 확인하였다. MgO 첨가된 CSZT는 1 k Hz에서 εr = 34.14, tanδ = 0.00047, τε = -3.58 ppm/℃로 우수한 저손실 유전 특성을 가졌다.

단결정 CMSX-2의 표면재결정 거동 (The Surface Recrystallization Behavior of Single Crystal CMSX-2)

  • 조창용;나영상;김학민;김우열;배차헌;이상래
    • 연구논문집
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    • 통권23호
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    • pp.15-27
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    • 1993
  • The single crystal specimens were solidified by modified Bridgeman method. The surface recrystallized single crystal specimens were prepared by shot peening followed by heat treatment. The surface recrystallization begins at the dendrite cores on the surface. The recrystallized grains grew into the inner side of the specimen. The growth of recrystallized grains was inhibited by the pores and eutectic phases. The primary $\gamma'$ phases were dissolved at the recrystallized grain boundaries during the grain growth. The grain growth of recrystallized grains was similar to the cellular type transformation. No orientation relationships were found bewteen the recrystallized grains and the parent phase.

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초음파 분무 열분해 알루미나 분체의 소결 동력학 (Sintering kinetics of ultrasonic spray pyrolyzed alumina powder)

  • 조경식
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.324-333
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    • 1997
  • 초음파 분무 열분해 알루미나 분체로부터 $1600^{\circ}$~$1700^{\circ}C$ 범위의 소정 온도에서 소결한 다공질 시편의 상대밀도는 80~92%이다. 소결 온도 및 유지 시간이 길어지면 과대 입성장을 일으킨다. 소결 중의 미세 구조 발달을 이미지 분석하였다. 초음파 분무 열분해 알루미나 분체의 소성시 결정립 성장 동력학에 대한 연구로부터 정상 입성장 결정립 성장 활성화 에너지는 386.77 kJ/mol이다.

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강유전 요업체에서의 잔류응력 영향 (Residual Stress Effect in Ferroeletric Ceramics)

  • 정훈택;김호기
    • 한국결정성장학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.70-75
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    • 1992
  • 강유전 요업체내에 존재하는 잔류응력에 대한 모델이 제시되었다. 모델로부터 다음과 같은 두가기 사실을 알 수 있었다. 첫째 잔류응력은 입계와 분역경계에 존재하며, 입계에 존재하는 응력이 분역경계에 존재하는 응력보다 컸다. 둘째는 입자내에 분역이 존재할 때, 잔류응력은 입자크기가 증가함에 따라 감소했다. 위와 같은 사실은 ($PbZr_{0.4}Ti_{0.6}O_3$)요업체에서 분극에 의해 유발된 미세균열과 입자크기에 따른 승온과 냉각시 유전율차이로부터 증명되었다.

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(100) ZnSe 결정에서 결함의 성장 속도에 대한 의존성 (Dependence of defects on growth rate in (100) ZnSe cryseal)

  • 박성수;이성국;김준홍;한재용;이상학
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.263-268
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    • 1998
  • 기상 결정 성장법을 이용하여 twin, grain free인 (100) ZnSe 결정을 성장하였다. (100) ZnSe 결정내의 결함은 X-ray Rocking Curve에 의해 분석하였으며, seed의 질과 성장 속도가 ZnSe 결정의 결함에 가장 큰 영향을 미쳤다. 성장된 (100) ZnSe 결정의 형태는 seed의 모양과 로내의 등온 곡선 및 면들의 성장속도에 의존하였다.

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The relationship between minority carrier life time and structural defects in silicon ingot grown with single seed

  • Lee, A-Young;Kim, Young-Kwan
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.13-19
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    • 2015
  • Among the various possible factors affecting the Minority Carrier Life Time (MCLT) of the mc-Si crystal, dislocations formed during the cooling period after solidification were found to be a major element. It was confirmed that other defects such as grain boundary or twin boundary were not determinative defects affecting the MCLT because most of these defects seemed to be formed during the solidification period. With a measurement of total thickness variation (TTV) and bow of the silicon wafers, it was found that residual stress remaining in the mc-Si crystal might be another major factor affecting the MCLT. Thus, it is expected that better quality of mc-Si can be grown when the cooling process right after solidification is carried out as slow as possible.

BaTiO3에서 Dy2O3 첨가가 결정구조, 입자성장 및 유전특성에 미치는 영향 (The effect of Dy2O3 addition on crystal structure, grain growth, and dielectric properties in BaTiO3)

  • 안원기;최문희;김민기;문경석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.136-142
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    • 2022
  • Dy2O3 첨가량에 따른 BaTiO3의 결정구조, 입자성장 거동 및 유전특성에 대해 연구하였다. 고상합성법으로 (100-x) BaTiO3-xDy2O3(mol%, x = 0, 0.5, 1.0, 2.0) 비율로 합성하고, 공기 중 1250℃에서 2시간 동안 소결하였다. Dy2O3가 첨가되면서 소결체의 결정구조는 정방정계 구조에서 입방정계 구조로 전이되어 tetragonality(c/a)가 감소하였다. 또한, Dy2O3가 첨가 시 Ba12Dy4.67Ti8O35은 이차상이 확인되었다. Dy2O3의 첨가량이 증가할수록 소결 후 평균입자의 크기가 감소하고 비정상 입자성장 거동을 보였다. 이를 통해 Dy2O3가 첨가된 BaTiO3의 입자성장은 이차원 핵생성 및 성장에 의해 입자성장이 일어나고 계면 반응이 지배적인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 결정구조 및 미세구조와 유전특성과의 상관관계에 대해서 고찰하였다.

상온분사분말공정에 의해 SrTiO3 (100), (110) Seed에 코팅된 BaTiO3의 고온 성장 거동 분석 (High Temperature Grain Growth Behavior of Aerosol Deposited BaTiO3 Film on (100), (110) Oriented SrTiO3 Single Crystal)

  • 임지호;이승희;김기현;지성엽;정승운;박춘길;정한보;정대용
    • 한국재료학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.684-689
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    • 2019
  • Single crystals, which have complexed composition, are fabricated by solid state grain growth. However, it is hard to achieve stable properties in a single crystal due to trapped pores. Aerosol deposition (AD) is suitable for fabrication of single crystals with stable properties because this process can make a high density coating layer. Because of their unique features (nano sized grains, stress inner site), it is hard to fabricate single crystals, and so studies of grain growth behavior of AD film are essential. In this study, a $BaTiO_3$ coating layer with ${\sim}9{\mu}m$ thickness is fabricated using an aerosol deposition method on (100) and (110) cut $SrTiO_3$ single crystal substrates, which are adopted as seeds for grain growth. Each specimen is heat-treated at various conditions (900, 1,100, and $1,300^{\circ}C$ for 5 h). $BaTiO_3$ layer shows different growth behavior and X-ray diffraction depending on cutting direction of $SrTiO_3$ seed. Rectangular pillars at $SrTiO_3$ (100) and laminating thin plates at $SrTiO_3$ (110), respectively, are observed.