• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.253-253
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• 2007

압전 액츄에이터 및 초음파진동자의 응용범위가 넒어짐에 따라 변위량, 응력 등을 개선시키기 위해 전기기계결합계수 kp 및 압전 d상수가 종전보다 큰 재료가 요구되고 있으며, 초음파진동자나 압전 모터와 같이 마찰에 의한 열손실이 많이 발생하는 액츄에이터에 적용할 큰 기계적품질계수롤 가지는 저손실 압전 액츄에이터 및 초음파진동자용 재료가 필요한 실정이다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만, $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전특성의 저하가 문제시 되고 있다. $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$는 약 $-120^{\circ}C$정도의 큐리온도룰 가지는 강유전체로 Pb(Zr, Ti)$O_3$계 세라믹스에 치환 시 유전상수와 전기기계결합계수를 개선시키는 대표적인 성분이다. 따라서 본 연구에서는 저온소결 저손실의 적층형 압전 액츄에이터를 개발하기 위해 PMS-PMN-PZT계 세라믹스에 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 세라믹스를 치환하고 $Li_2CO_3$와 $Na_2CO_3$ ZnO를 소결조재로 사용하여 저온소결 하였으며 PNN 치환량에 따른 결과를 관찰 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제34권1호
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• pp.27-33
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• 2024

Al₂O₃ has excellent sintering properties and is important in semiconductor manufacturing processes that require high-temperature resistance and chemical inertness in a plasma environment. In this study, a comprehensive analysis of the chemical characteristics, physical properties, crystal structure, and dispersion stability of three commercially available Al₂O₃ powders was conducted. The aim was to provide a technological foundation for selecting and utilizing appropriate Al₂O₃ powders in practical applications. All powders exhibited α-Al₂O₃ as the main phase, with the presence of beta-phase Na₂O-11Al₂O₃ as the secondary phase. The highest Na⁺ ion leaching was observed in the aqueous slurry state due to the presence of the secondary phase. Although the average particle size difference among the three powders was not significant, distinct differences in particle size distribution were observed. ALG-1SH showed a broad particle size distribution, P162 exhibited a bimodal distribution, and AES-11 displayed a uniform unimodal distribution. High-concentration Al₂O₃ slurries showed differences in viscosity due to ion release when no dispersant was added, affecting the electrical double-layer thickness. Polycarboxylate was found to effectively enhance the dispersion stability of all three powders. In the dispersion stability analysis, ALG-1SH exhibited the slowest sedimentation tendency, as evidenced by the low TSI value, while P162 showed faster precipitation, influenced by the particle size distribution.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권11호
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• pp.1074-1082
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• 2002

소결온도가 $1200{\circ}C$인 PMN-PT-BT에 소량의 $AgNO_3$와 MgO 졸을 첨가하여 $950{\circ}C$ 소결로 PMN-PT-BT/Ag/MgO 나노복합체를 제조하였다. Modified mixed oxide 방법으로 제조된 저온 소결용 PMN-PT-BT/Ag 분말을 $600{\circ}C$/1h 하소한 다음 MgO 졸을 0-1.0wt% 첨가하여, 산소 분위기에서 $850-950{\circ}C$에서 4시간 소결하여 MgO 졸의 첨가량과 소결온도에 따른 미세구조의 발달과 유전특성을 조사하였다. MgO 졸이 0.5wt% 첨가되고, $950{\circ}C$에서 소결하여 얻은 PMN-PT-BT/Ag/MgO(0.5wt%) 소결체는 $1-3{\mu}m$의 입의 크기에 $0.1-0.3{\mu}m$의 MgO가 2차상을 입경, 삼중접, 입내에 분포되어 있음을 SEM으로 볼 수 있었으며, Ag는 SIMS로 << $1{\mu}m$로 분포되어 있음을 정성적으로 확인하였다. 상대소결밀도 99%, 실온유전율 17200, 유전손실 2.1%, 비저항 $5.46{\times}10^{12}{\Omega}{\cdot}cm$의 특성을 나타내었다. 그러나 MgO 졸이 첨가되지 않은 PMN-PT-BT/Ag/MgO(0 wt%)의 $950{\circ}C$ 소결체는 상대 소결밀도 99.5%, 상온유전율 19500, 유전손실 2.1%, 비저항 $7.30{\times}10^{12}{\Omega}{\cdot}cm$의 좀더 높은 특성을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제7권1호
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• pp.13-18
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• 1997

기본 조성 N $i_{0.18}$Z $n_{0.68}$C $u_{0.14}$F $e_{2}$ $O_{4}$와 N $i_{0.14}$Z $n_{0.64}$C $u_{0.22}$F $e_{2}$ $O_{4}$ 및 N $i_{0.24}$Z $n_{0.64}$C $u_{0.12}$F $e_{2}$ $O_{4}$에 입계의 고저항층을 형성하고 소결을 촉진시키기 위해서 0.1 mol %의 Ca $Co_{3}$와 입자의 성장을 촉진시키고 높은 투자율을 얻을 목적으로 $V_{2}$ $O_{5}$를 0.04 mol% 첨가하였다. 이들 원료들을 혼합한 후 950 .deg. C에서 3시간 하소 과정을 거친후 ball mill해서 toroid 시편을 만들고 1030 .deg. C, 1050 .deg. C 및 1070 .deg. C 에서 2시간 동안 공기중에서 소결 시켰다. Raw material의 조성비 변화 및 소결 온도 변화에 따른 여러 가지 물리적 특성들을 조사하였다. X-선 회절 분석 결과 이들 시편들이 spinel 구조를 이루고 있음을 확인하였고 금속현미경으로 측정한 결정 입자의 크기는 6 .mu. m ~ 16 .mu. m 이었다. 초투자율, 자기 유도는 소결 온도가 1030 .deg. C에서 1050 .deg. C로 증가함에 따라 증가하였고 Q factor와 보자력은 감소하였다. 보자력과 큐리온도는 각각 0.17 Oe 및 220 .deg. C 근처로 모든 시편들에서 거의 비슷하였다. 본 시편의 사용 주파수 범위는 0.4 ~ 20 MHz로 확인되었으며, 소결 온도 1050 .deg.C와 기본 조성 N $i_{0.14}$Z $n_{0.64}$C $u_{0.22}$F $e_{2}$ $O_{4}$ 에서 다른 사람들 보다 더욱 더 우수한 자기유도값(B, $B_{m}$ )을 얻을 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.87-92
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• 2003

출발 물질로 TiCx(x=0.67)와 Al 분말을 사용하여 800~150$0^{\circ}C$ 온도 구간에서 상압 또는 가압 반응으로 Ti$_3$AlC$_2$를 합성하였다. 출발 물질로 TiCx(x=0.67)와 Al 분말을 사용한 반응 합성에서는 Ti-Al intermetallic compound 또는 Al-C compound와 같은 중간 형성물은 형성되지 않았으며 Ti$_3$AlC$_2$을 합성할 수 있었다. TiCx(x=0.67)와 용융 Al의 직접 반응으로 80$0^{\circ}C$에서는 Ti$_2$AlC 상이 합성되었으며, 1200~150$0^{\circ}C$ 반응온도 구간에서는 Ti$_3$AlC$_2$ 상이 우선적으로 합성되었다. 저온에서 합성된 Ti$_2$AlC 상은 고온에서 TiC와 반응으로 Ti$_3$AlC$_2$ 상으로 합성되었다. 본 연구에서는 출발 물질로 TiCx와 Al을 사용한 Ti$_3$AlC$_2$ 상의 합성기구를 제시하였다. 합성된 Ti$_3$AlC$_2$의 미세구조는 Ti$_3$AlC$_2$ 상으로 이루어진 결정립이 45~120nm크기로 적층된 구조를 갖는다.

• 전기화학회지
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• 제24권3호
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• pp.52-64
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• 2021

Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y (x = 0.2, 0.5)계 유리에서 Fe doping과 BO₃ 치환이 유리 또는 결정화유리(glass-ceramics) 전해질의 구조적, 열적 및 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, Li_1.5Fe_0.5Ti_1.5(BO₃)₃ 유리분말을 소결하고, 소결 온도에 따른 결정상과 이온전도도 영향도 검토하였다. Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y 유리에서 Fe²⁺ 및 Fe³⁺ 이온은 network modifier로서 FeO₆ 팔면체를 형성하거나 network former로서 유리망목구조에 들어가 FeO₄ 유사 사면체를 형성하면서 유리의 구조를 변화시키는 것으로 확인되었다. 한편, BO₃는 BO₃ 또는 BO₄ 그룹을 형성하였는데, BO₃ 치환량이 작은 경우 boron은 (PB)O₄ 망목구조를 형성하지만, BO₃ 치환량이 증가하면 붕소이상현상(boric oxide anomaly)이 생겨나면서 BO₄는 BO₃로 변화하고 이로 인하여 비가교산소(non-bridging oxygen)가 증가하였다. BO₃ 치환은 유리전이온도와 결정화 온도를 낮추는 효과가 있으며, Fe 첨가량이 증가하면 Fe³⁺의 일부는 Fe²⁺로 환원되며, 유리전이온도와 연화온도를 낮아지게 하고 결정화온도를 높아지게 하는 것으로 확인되었다. Li_1+xFe_xTi_2-x(PO₄)_3-y(BO₃)_y (x = 0.2, 0.5) 유리에서 BO₃ 함량이 증가함에 따라 이온전도도는 증가하였으며, x = 0.2 및 0.5에서 각각 8.85×10^-4 및 1.38×10^-4S/cm의 이온전도도값을 나타내었다. 본 연구에서 얻어진 높은 이온전도도는 Fe³⁺의 산화상태 변화와 붕소이상현상에 의한 BO₃ 생성 및 이로 인한 비가교산소의 생성에 기인한 것으로 생각된다. Li_1.5Fe_0.5Ti_1.5(BO₃)₃ 유리를 800℃에서 소결한 결과 이온전도도가 급격히 저하되었는데 이는 결정화유리 분말이 고온에서 유리화되었기 때문으로 생각된다. 따라서 유리분말을 800℃에서 소결한 후, 다시 460℃에서 조핵하고, 600℃에서 결정성장을 시킨 결과, 이온전도도가 열처리전과 동등 수준으로 회복되는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.81-86
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• 2003

고상합성한 $CaTiO_3$와 $YAlO_3$의 혼합분말을 소결하여 조성에 따른 미세조직과 고주파 유전특성의 변화를 조사하였다. $CaTiO_3-YAlO_3$ 고용체의 고주파 유전특성은 조성에 민감하게 의존하였다. 최적의 유전특성은 $0.75CaTiO_3-0.25YAlO_3$를 $1500^{\circ}C$에서 3시간 소결하였을 때 유전율 47, 품질계수 35000. 공진주파수의 온도계수 +11 ppm/$^{\circ}C$이었다. 동일 조성을 저온에서 치밀화 시키기 위하여 $CaB_2O_4$를 첨가하였을때 $1200^{\circ}C$ 이상에서 완전 치밀화 되었으며. $1300^{\circ}C$에서 3시간 소결하였을 경우, 유전율 47, 품질계수 37000, 공진주파수의 온도계수 +17ppm/$^{\circ}C$로 유전특성의 저하 없이 저온에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있었다. $CaB_2O_4$를 소결조제로 한 $CaTiO_3-YAlO_3$계 소결체는 5~7GHz에서 중간유전율과 높은 품질계수를 갖는 고주파용 유전재료로 활용이 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.147-152
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• 2010

본 연구에서는 인공골재를 제조하기 위하여 저급 점토에 석탄회(Fly Ash와 Bottom Ash)를 각각 첨가하여, 여러 분석기기(SEM, XRD, XRF, TG-DTA, Dilatometer, UTM)를 이용하여 물리 화학적 특성을 조사하였다. Fly ash, bottom ash, clay의 화학조성은 $SiO_2$가 33.01, 53.73 및 68.36 wt% $Al_2O_3$는 28.54, 32.42 및 18.12 wt%와 이외에 $Fe_2O_2$와 알카리 성분 등이 함유하고 있다. 소성에 의한 인공골재의 치밀화 과정을 관찰하기 위해 Dilatometer를 측정하였다. 시편들은 $850^{\circ}C$ 부근에서 서서히 수축이 시작되어 $1100^{\circ}C$ 부근에서 급격하게 수축하는 것을 볼 수 있었다. 소성온도와 배합조성에 따른 시편의 결정상을 알아보기 위하여 $1150^{\circ}C$에서 30분간 열처리 하였으며 fly Ash를 사용한 시편의 주 결정상은 quartz, anorthite, albite상이 관찰되었고 bottom ash를 사용한 시편은 quartz, anorthite, mullite가 관찰되었다. $1150^{\circ}C$에서 소성한 시편에서 플라이애쉬 보다 바탐애쉬를 첨가한 시편이 압축강도가 우수 하며, 바탐애쉬 첨가한 시편의 경우 압축강도 87.5 kgf/$cm^2$로 가장 우수 하였으며 인공골재로의 이용이 가능함을 알 수가 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권1호
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• pp.102-108
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• 1997

수용성 ZrOCl2.8H2O, YCl3.6H2O 및 Ce(NO3)3.6H2O를 사용하여 공침법으로 다양한 조성의 Y2O3-CeO2-ZrO2 분말을 합성하고, 이들의 압분체를 1400, 150$0^{\circ}C$에서 2시간동안 공기 중에서 상압소결하였다. 2mol%Y2O3-ZrO2 조성의 140$0^{\circ}C$ 소결체는 강도(1003MPa)와 미세경도(12.6GPa) 면에서 제일 우수하였으나, 인성은 10mol%CeO2-ZrO2의 경우가 13.3MPa.m1/2로 제일 높았다. CeO2-ZrO2에Y2O3의 첨가는 소결체의 평균 결정입자의 크기를 감소시켰고, 이로 인하여 강도와 경도는 증가하지만 인성은 감소하였다. 반면에 Y2O3-ZrO3에 CeO2의 첨가는 수열분위기에서 장시간 저온시효동안 정방정상의 안정화를 향상시키는 효과를 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.77-82
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• 2011

우리 삶의 질을 좌우하는 전자기 기기의 고기능화, 자동화, 소형화 추이에 따라 사용량이 급격히 증가하고 있는 연자성 소재로서 가장 널리 사용되고 있는 전기강판과 에너지 고효율화라는 시대의 요구에 따라 새롭게 부상되고 있는 연자성 복합 분말 소재에 대해 각 연자성 소재 분야에서 철손 제어 인자 및 이들 인자들의 제어 방안에 대해 문헌을 고찰했다. 전기강판에서는 히스테리시스 손실을 낮추기 위해 정련공정을 통해 자구이동을 방해하는 결함을 제거하고 결정립의 크기를 최적화하고 있으며, 와전류 손실의 감소를 위해 합금첨가원소를 통해 비저항을 높이고 판재의 두께를 박판화하고 있다. 이와 동시에 코팅을 통해 자구의 이동이 용이하도록 응력의 방향 및 크기를 제어하며, 압연기술과 열처리 기술을 통해 집합조직을 최적화하여 고투자율 및 저철손을 동시에 충족시켜 나가고 있다. 연자성 복합 분말 소재의 경우, 분말 표면의 복합화를 통해 철계 조성, 코팅, 윤활재 및 바인더, 성형 및 열처리 조건 등에 복합적으로 의존하는 연자성 코어의 최종 자기특성을 제어하고 있다. 온간 및 다단 성형과 같은 새로운 성형공정, 2단 소둔/자성 열처리와 같은 소둔 조건, 나노결정질, 비정질 및 벌크 비정질 등과 같은 새로운 조성, 적절한 코팅층의 변수들을 최적화할 경우, 연자성 복합 소재의 자성특성은 향상될 것으로 기대된다.