• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2006.09a
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• pp.355-356
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• 2006

WC-TiC-TaC binderless cemented carbide was oxidized under low partial pressure of oxygen (50ppm) at 873K for 1 to 20 h. Surface roughness was measured using atomic force microscope, and effect of TiC amount on oxidation behavior of the carbide was investigated. WC phase was oxidized more easily than WC-TiC-TaC solid solution phase. With an increase in TiC amount, WC-TiC-TaC phase increased and the oxidation resistance of the carbide increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.298-298
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• 2007

Influence of $TiO_2$ on the dielectric properties of the $Bi(Nb_{0.7}Ta_{0.3})O_4$ ceramic with 7 wt% zinc borosilicate(ZBS) glass was investigated as a function of the $TiO_2$ contents with a view to applying this system to LTCC technology. The $Bi(Nb_{0.7}Ta_{0.3})O_4$ ceramic addition of 7 wt% ZBS glass ensured successful sintering below $900^{\circ}C$. But, TCF of $Bi(Nb_{0.7}Ta_{0.3})O_4$ ceramic is large negative values, respectively, it is necessary to adjust to zero TCF for practical applications Therefore, the addition of materials having positive TCF, such as $TiO_2$, might be an effective method for the improvement. In general, increasing addition of $TiO_2$ increased dielectric constant and TCF but it decreased the sinterability and $Q{\tiems}f$ value significantly due to the dielectric property and high sintering temperature of $TiO_2$. $Bi(Nb_{0.7}Ta_{0.3})O_4$ ceramic with 7 wt% ZBS glass and then addition 0.5 wt% $TiO_2$ sintered at $900^{\circ}C$ demonstrated 42 in the dielectric constant(${\varepsilon}_r$), 1,000 GHz in the $Q{\times}f$ value, and $10{\pm}5\;ppm/^{\circ}C$ in the temperature coefficient of resonant frequency(${\tau}_f$).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.132-132
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• 2016

기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.22 no.3
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• pp.114-120
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• 2002

A new titanium based alloy, Ti-10Ta-10Nb, has designed to examine the improved mechanical properties and biocompatibility. A specimen of titanium alloy was melted in a consumable vacuum arc furnace and homogenized at $1050^{\circ}C$ for 24 h. The effect of hot rolling on microstructure was estimated after rolling at $400^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ respectively. Surface of melted alloy by consumable vacuum arc melting was consisted of rough surface and it was changed to sound surface by coating of $ZrO_2$ slurry on copper mold surface. The hardness of Ti-10Ta-10Nb alloy increased with the amount of${\alpha}+{\beta}$ phase. Ti-10Ta-10Nb alloy showed $Widmanst{\"{a}}ten$ structure by hot rolling at $800^{\circ}C$ and in the rolling ${\beta}-region$ was negligible effects on microstructure refining.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05c
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• pp.249-252
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• 2003

The microwave dielectric properties of $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3TiO_2$ ceramics were investigated. All samples were prepared by the conventional mixed oxide method. The structural properties were investigated with sintering temperature by X-ray Diffractor meter. According to. the X-ray diffraction patterns of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3TiO_2$ ceramics, major phase of the hexagonal $Mg_4Ta_2O_9$ were appeared. In the case of $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3TiO_2$ ceramics sintered at $1400^{\circ}C$, dielectric constant, quality factor and temperature coefficient of resonant frequency were 11.72, 126,419GHz, $-31.82ppm/^{\circ}C$, respectively.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• v.36 no.4
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• pp.849-861
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• 2006

타이타늄은 기계적 특성이 우수하고 생체적합성이 뛰어나 의료용 장비의 주 재료로 사용되고 있으며 타이타늄 보다 기계적 특성이 더 우수한 타이타늄 합금들(주로 Ti-6Al-4V와 Ti-6Al-7Nb 합금)도 개발되어 치과와 의료용 임플란트로 사용되고 있다. 그러나 타이타늄 합금 성분들 중 알루미늄 (aluminum)과 바나디움(vanadium)은 인체에 노출되면 세포손상과 신경계에 문제를 일으킬 수 있다. 따라서 인체에 독성이 없으면서 기계적 성질과 생체적합성이 우수한 타이타늄 합금의 개발이 필요하다. 최근 인체에 독성이 없는 성분들이 함유된 새로운 ${\beta}$ - 형태의 타이타늄 합금들이 개발되고 있는데, ${\beta}$ - 타이타늄 합금은 그 기계적 성질이 기존의 ${\alpha}+{\beta}$ 타이타늄 합금에 비해 우수하다고 알려져 있다. 최근 새로운 ${\beta}$ - 타이타늄 합금이 전남대학교 부설 타이타늄 연구소에서 개발되었다. 이 연구는 새로 개발된 ${\beta}$ - 타이타늄 합금의 생채 적합성을 세포 증식도, 알카리 인산 분해 효소 활성과 유전자 증폭을 통해 알아보고자 하였다. 그 결과는 다음과 같다; 1. Titanium-6aluminum-4vanadium (Ti-6Al-4V) 합금 표면애서의 세포 증식율은 Titanium-Titanium8Tantalum-3Niobium (Ti-8Ta-3Nb) 합금과 순수 타이타늄 표면에 비해 유의하게 낮았다(p<0.00l). Ti-8Ta-3Nb 합금 표면에서의 증식도는 순수 타이타늄 표면과 유사하였다. 2. Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 배양된 세포이 알카리 인산 분해 효소의 활성도는 Ti-6Al-4V 합금에서의 것보다 유의하게 높았다 (p<0.001). 3. 유전자 증폭 분석 결과, Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄에서 collagen type I과 bone sialoprotein mRNA 가 유사한 수준으로 발현되었다. 이상의 결과는 생체 적합성 측면에서 Ti-8Ta-3Nb 합금과 순수 타이타늄의 차이가 없음을 보여주며 따라서 Ti-8Ta-3Nb 합금이 의학 및 치의학 영역에서 새로운 임프란트 재료로 사용될 수 있음을 의미한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.12 no.10
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• pp.814-819
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• 2002

TiN and TaN films as electrode materials of reactive sputtered $Ta_2$$O_{5}$ were prepared by sputtering to compare their thermal stabilities with $Ta_2$$O_{5}$ The microstructural change of $Ta_2$$O_{5}$ films with annealing was also investigated. As- deposited $Ta_2$$O_{5}$ film on $SiO_2$ was amorphous and annealing of 80$0^{\circ}C$ for 30 min made it transform to $\beta$-Ta$_2$O$_{5}$ crystalline which contains amorphous particles with the size of a few nm. Crystallization temperature of Ta$_2$Ta_2$$O_{5}$ on TaN is higher than that on TiN electrode. The interface between TaN and Ta$_2$O$_{5}$ maintained stably even after vacuum annealing up to $800^{\circ}C$ for 1 hr, but TiN interacted with $Ta_2$$_O{5}$ and so interdiffusion between TiN and $Ta_2$$O_{5}$ occurred by vacuum annealing of 80$0^{\circ}C$ for 1 hr. It indicates that TaN is thermally more stable with $Ta_2$$O_{5}$ than TiN.N.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2003.10a
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• pp.98-100
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• 2003

The microwave dielectric properties and microstructure of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3CaTiO_3$ ceramics were investigated. All sample of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3CaTiO_3$ ceramics were prepared by conventional mixed oxide method. The sintering temperature was $1375^{\circ}C{\sim}1450^{\circ}C$. The structural properties of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3CaTiO_3$ ceramics were investigated by X-ray diffractormeter. According to the X-ray diffraction patterns of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3CaTiO_3$ ceramics, the major phase of the hexagonal $Mg_4Ta_2O_9$ were presented. In the case of the $0.7Mg_4Ta_2O_9-0.3CaTiO_3$ ceramics sintered at $1425^{\circ}C$, density, dielectric constant, quality factor were $5.799g/cm^2$, 23.26, 40,054 GHz, respectively.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1996.11a
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• pp.74-74
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• 1996

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.36 no.5
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• pp.701-720
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• 1998

Research advances in dental implantology have led to the development of several different types of materials and it is anticipated that continued research will lead to advanced dental implant materials. Currently used pure titanium has relatively low hardness and strength which may limit its ability to resist functional loads as a dental implant. Ti-6Al-4V also has potential problems such as corrosion resistance. osseointegration properties and neurologic disorder due to aluminium and vanadium, known as highly toxic elements, contained in Ti-6Al-4V. Newly developed titanium based alloys(Ti-20Zr-3Nb-3Ta-0.2Pd-1In, Ti-20Zr-3Nb-3Ta-0.2Pd) which do not contain toxic metallic components were designed by the Korea Institute of Science and Technology (KIST) with alloy design techniques using Zr, Nb, Ta, Pd, and In which are known as non-toxic elements. Biocompatibility and osseointegration properties of these newly designed alloys were evaluated after implantation in rabbit femur for 3 months. The conclusions were as follows : 1. Mechanical properties of the new designed Ti based alloys(Ti-20Zr-3Nb-3Ta-0.2Pd-1In, Ti-20Zr-3Nb-3Ta-0.2Pd) demonstrated close hardness and tensile strength values to Ti-6Al-4V. 2. New desinged experimental alloys showed stable corrosion resistance similar to the pure Ti but better than Ti-6Al-4V. However, the corrosion rate was higher for the new alloys. 3. Cell culture test showed that the new alloys have similar cell response compared with pure Ti and Ti-6Al-4V with no cell adverse reaction. 4. New designed alloys showed similar bone-metal contact ratio and osseointegration properties compared to pure Ti and Ti-6Al-4V after 3 months implantation in rabbit femur. 5. Four different surface treatments of the metals did not show any statistical difference of the cell growth and bone-metal contact ratio.