• 제목/요약/키워드: Liquid-phase-sintering

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자기 통전식 SiC세라믹 발열체 개발을 위한 기초 특성 연구 (Study of Basic Properties to Develope SiC Ceramic Heater by Self-Charge with Electricity)

  • 신용덕;고태헌;주진영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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    • pp.124-125
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    • 2007
  • The composites were fabricated $\beta$-SiC and $TiB_2$ powders with the liquid forming additives of 8, 12, 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid by pressureless annealing at $1,650[^{\circ}C]$ for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$ were not observed in the microstructure and the phase analysis of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. The relative density, the flexural strength, the Young's modulus and the Vicker's hardness showed the highest value of 82.29[%], 189.5[MPa], 54.60 [GPa] and 2.84[GPa] for SiC-$TiB_2$ composites added with 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature. The relative density of SiC-$TiB_2$ composites was lowered due to gaseous products of the result of reaction between SiC and $Al_2O_3+Y_2O_3$. The electrical resistivity showed the lowest value of 0.012[${\Omega}{\cdot}cm$] for 16[wt%] at 25[$^{\circ}C$]. The electrical resistivity was all negative temperature coefficient resistance (NTCR) in the temperature ranges from 25[$^{\circ}C$] to 700[$^{\circ}C$].

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LAS (β-spodumene)와 Fe2O3 첨가에 따른 Al2TiO5의 소결체 특성 연구 (Characteristics of the sintered body of the Al2TiO5 with addition of LAS (β-spodumene) and Fe2O3)

  • 김상훈;강은태;김응수;황광택;조우석
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.57-63
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    • 2012
  • $Al_2TiO_5$에 LAS(${\beta}$-spodumene)와 $Fe_2O_3$를 첨가하여 고상법으로 세라믹 소결체를 제조하였다. $Al_2TiO_5$에 첨가된 LAS는 액상을 형성하고, $Fe_2O_3$는 입자 성장을 억제시켜 소결체를 치밀화하였다. 첨가제의 양을 변화시켜 소결특성, 기계적 특성 및 열충격 특성에 대하여 조사하였다. $Fe_2O_3$가 20 wt% 첨가된 LAS를 $Al_2TiO_5$에 20 wt% 첨가하였을 때, 꺽임 강도는 120 MPa 이상이었고, 열충격에 대한 저항성은 $1200^{\circ}C$ 이상으로 우수함을 확인하였다.

La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$의 안정한 결함구조 (Stable Defect Structure of La2O3-Modified BaTiO3)

  • 김정수;박휴범;안태호;김시중
    • 대한화학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.309-318
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    • 1994
  • La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$의 안정한 결함구조와 단일상 영역을 X-선 회절분석기와 주사전자현미경을 사용하여 연구하였다. La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$의 안정한 결함구조는 La$^{3+}$ 이온이 격자구조내의 Ba$^{3+}$ 이온을 치환하고 Ti빈자리가 전하 불균형을 보상하기 위한 결함으로 생성된 [($Ba^x_{Ba})_{1-2x}(La{\cdot}_{Ba})_{2x}][Ti^x_{Ti})_{1-x/2}(V""_{Ti})_{x/2}]O_3$이다. 안정한 결함구조가 형성되도록 BaTi$O_3$에 La$_2O_3{\cdot}3/2TiO_3$를 혼입할 때 단위격자는 약 3 mol%가 혼입될 때부터 정방정에서 입방정으로 변하였고, 고용한계는 약 14 mol%이었다. La2$O_3{\cdot}3/2TiO_2$를 고용한계 이상으로 혼입할 때는 이차상으로 La_4Ba_2Ti_5O){18}$가 생성되었다. La$_2O_3$-변형 BaTi$O_3$ 조성에서 BaO가 과량 존재하면 소결성이 나쁘지만, Ti$O_2$가 과량으로 존재하면 액상소결에 의하여 소결성이 좋아짐을 확인할 수 있다.

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고온단조에 의한 액상소결 탄화규소의 미세구조 및 기계적 특성 (Microstructure and mechanical properties in hot-forged liquid-phase-sintered silicon carbide)

  • 노명훈;김원중
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.1943-1948
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    • 2010
  • 평균 입도의 크기가 ${\sim}1.7\;{\mu}m$${\sim}30\;nm$인 두 종류의 탄화규소 분말을 7 wt% $Y_2O_3$, 2 wt% $Al_2O_3$, 1 wt% MgO를 소결 첨가제로 사용하여 $1800^{\circ}C$에서 1 시간동안 Ar 분위기에서 압력을 가하여 고온가압소결을 하였다. 고온 가압소결한 시편은 $1950^{\circ}C$에서 6 시간동안 Ar 분위기에서 40 MPa의 압력을 가하여 고온 단조 하였다. 두 시편 모두 고온가압소결 후의 미세구조는 등방형 모양의 결정립을 나타내었으며, 고온 단조 후에 결정립 성장이 나타났다. 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소 분말로 소결한 시편의 결정립의 크기가 고온 단조 후에도 더 작은 결정립을 나타내었다. 고온 단조 후의 압력축과 평행한 방향과 수직한 방향의 미세구조는 비슷하였다. 탄화규소의 $\beta$에서 $\alpha$로의 상변태가 활발하게 발생하지 않아 집합조직의 발달은 발견되지 않았다. 평균 입도의 크기가 큰 탄화규소 분말로 제작된 시편의 파괴인성 (${\sim}3.9\;MPa{\cdot}m^{1/2}$), 경도 (~ 25.2 GPa), 굽힘강도가 (480 MPa) 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소로 제작된 시편보다 높게 나타났다.

$BaTiO_3$계 PTC 재료에서 입계 modifier의 역할 (The role of grain boundary modifier in $BaTiO_3$ system for PTCR device)

  • 이준형;조상희
    • 한국재료학회지
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    • 제3권5호
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    • pp.553-561
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    • 1993
  • 본 연구에서는 입계의 성질을 이용한 PTCR 재료에 입계 modifier로서 $Bi_2O_3$를 첨가하고 입계의 미세구조와 결함농도를 변화시켜 이에 따른 소결 및 전기적 특성변화를 TMA, XRD, 복합 임피던스방법 등을 이용하여 해석하였다. 실험 결과 Y이 도우핑된 $BaTiO_3$PTCR 재료에 $Bi_2O_3$를 첨가하였을때 약 0.1mol%까지 고용이 되는 것으로 밝혀졌다. $Bi_2O_3$를 고용한계 이하로 첨가시에는 생성되는 vacancy등의 결함으로 말미암아 $Y-BaTiO_3$의 치밀화가 촉진되었으나, 그 이상 첨가하면 치밀화 뿐만 아니라 결정립 성장도 억제되었다. $Bi_2O_3$의 첨가량에 따라 계내에 존재하는 각 이온의 반경, 결함 반응식 및 격자 탄성 변형 에너지 등을 고려하면 $Y-BaTiO_3$결정립 내부에 Ba와 Ti vacancy가 동시에 생길 수 있어 고온저항이 높아짐을 알 수 있었다. BN은 $BaTiO_3$에 고용이 되지 않는 것으로 밝혀졌으며 $B_2O_3$를 주성분으로한 액상형성으로 인하여 저온에서의 급격한 치밀화가 관찰되었다. 또 Ba-Y-Ti-B-O의 비정질 상이 tripie junction에 존재함으로써 상온저항이 크게 변화하였으며, PTCR jump도 높아졌다.

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밀스케일과 적점토를 원료로한 축열재에서 원료성분과 소성조선에 따른 특성 변화 (Property Change of Heat-reservoir Refractory Brick With Varying Compositions and Sintering Conditions Utilizing Mill-scale and Red-firing Clay As Raw Materials)

  • 김정석;김홍
    • 자원리싸이클링
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    • 제8권1호
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    • pp.23-28
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    • 1999
  • 적점토와 밀스케일, 물유리를 원료로한 축열용 난방재를 개발하기 위해 제반 기초적 실험을 수행하였다. 원료배합 및 소성 조건에 따른 축열재 시료의 소성특성, 열용량, 항절력, 미세조직 등을 분석하였다. 소성체의 수축은 적점토의 비율이 높을수록 증가하였다. $300^{\circ}C$까지는 건조수축이, $300~700^{\circ}C$ 영역에서는 산화철의 상변화에 의한 완만한 팽창, $1200^{\circ}C$ 이상에서는 급격한 팽창을 나타내었다. 항절력은 밀스케일 : 적점토 비가 1:1에서 3:1로 변함에 따라 5.6MPa에서 2.35MPa로 감소하였다. 열용량은 밀스케일 : 적점토의 비율이 1:1~3:1인 경우, $1.25~1.35J/g^{\circ}C$의 값을 나타내었다. 시험편과 공기와의 접촉을 제한함으로써, 시료 내 밀스케일 성분이 소성과정에서 용융하여 시편 표면으로 용출되는 현상을 억제시킬 수 있었고, 이에 따라 균일한 표면의 시료를 제작할 수 있다. 밀스케일의 첨가는 소성체를 다공질화시켜, 축열재의 축열 후 냉각속도를 낮추는데 기여할 것으로 판단된다.

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RF 모듈용 LTCC 소재 개발 (Development of LTCC Materials for RF Module)

  • 김용철;이경호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.13-17
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    • 2003
  • 본 연구에서는 $ZnWO_4-LiF$계를 이용하여 RF모듈 구현을 위한 새로운 조성의 LTCC 소재를 개발하고자 하였다. 순수 $ZnWO_4$의 경우 98% 이상의 상대밀도를 얻기 위해서는 $1050^{\circ}C$이상의 소결온도가 필요하였고 소결체의 고주파유전특성은 유전율($\epsilon_r$) 15.5, 품질계수($Q{\times}f0$) 74000 GHz, 공진주파수 온도계수$(\tau_f)-70ppm/^{\circ}C$이었다. $ZnWO_4$에 LiF의 첨가는 상호 반응에 의해 $810^{\circ}C$ 부근에서 액상을 형성하였고 따라서 0.5에서 1.5 wt%의 LiF의 첨가로 $ZnWO_4$$820^{\circ}C$에서 치밀화를 얻을 수 있었다. 주어진 LiF의 첨가범위에서 소결 수축률은 LiF 량의 증가와 함께 증가하였다. LiF의 첨가는 LiF 자체의 낮은 유전율에 의해 유전율을 15.5에서 14.2∼15의 범위로 감소시켰으며 품질계수($Q{\times}f0$)도 LiF와 $ZnWO_4$의 반응 및 미세구조의 불균일화로 LiF의 첨가량의 증가와 함께 낮아지는 경향을 보였다.

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