• Journal of Powder Materials
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• v.29 no.5
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• pp.424-431
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• 2022

3Y-TZP ceramics obtained by doping 3 mol.% of Y₂O₃ to ZrO₂ to stabilize the phase transition are widely used in the engineering ceramic industry due to their excellent mechanical properties such as high strength, fracture toughness, and wear resistance. An additional increase in mechanical properties is possible by manufacturing a composite in which a high-hardness material such as oxide or carbide is added to the 3Y-TZP matrix. In this study, composite powder was prepared by dispersing a designated percentage of WC in the 3Y-TZP matrix, and the results were compared after manufacturing the composite using the different processes of spark plasma sintering and HP. The difference between the densification behavior and porosity with the process mechanism was investigated. The correlation between the process conditions and phase formation was examined based on the crystalline phase formation behavior. Changes to the microstructure according to the process conditions were compared using field-emission scanning electron microscopy. The toughness-strengthening mechanism of the composite with densification and phase formation was also investigated.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• v.20 no.1
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• pp.1-12
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• 2006

This work reviews the effects of catalyst formulation and exhaust gas composition on soot oxidation in CDPF (Catalytic Diesel Particulate Filter). DOC's (Diesel Oxidation Catalysts) have been loaded with Pt catalyst (Pt/$Al_{2}O_3$) for reduction of HC and CO. Recent CDPF's are coated with the Pt catalyst as well as additives like Mo, V, Ce, Co, Fe, La, Au, or Zr for the promotion of soot oxidation. Alkali (K, Na, Cs, Li) doping of metal catalyst tends to increase the activity of the catalysts in soot combustion. Effects of coexistence components are very important in the catalytic reaction of the soot. The soot oxidation rate of a few catalysts are improved by water vapor and NOx in the ambient. There are only a few reports available on the mechanism of the PM (particulate matter) oxidation on the catalysts. The mechanism of PM oxidation in the catalytic systems that meet new emission regulations of diesel engines has yet to be investigated. Future research will focus on catalysts that can not only oxidize PM at low temperature, but also reduce NOx, continuously self-cleaning diesel particulate filters, and selective catalysts for NOx reduction.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2004.08a
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• pp.1030-1033
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• 2004

We herewith report for the effect of dielectric surface modification on the electrical characteristics of organic thin-film transistors (OTFTs). The kist-jm-1 as an organic molecule for the surface modification is deposited onto the surface of zirconium oxide ($ZrO_2$) gate dielectric layer. The OTFTs are elaborated on the flexible plastic substrates through 4-level mask process to yield a simple fabrication process. In this work, we also have examined the dependence of electrical performance on the interface surface state of gate dielectric/pentacene, which may be modified by chemical properties in the gate dielectric surface.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers C
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• v.52 no.4
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• pp.153-158
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• 2003

This thesis deal with ferroelectric and ferromagnetic materials. PZT/Ferrite ceramics were made by the making process using PZT powder and garnet ferrite powder. PZT and ferrite are mixed as much 90%-10%, 50%-50%, and so on. After making samples, we are polishing samples until thickness is 0.1~0.2mm. We measured all kinds of samples in room temperature and applied magnetic field from -4500 to 4500 Oersted and conducted test of magnetical and electrical measurement using VSM and lpC resolution electrometer calibrated with RT66A pulsed tester. From this measurement, we can calculate tunability of these samples using C value obtained from P-E loop. As a result, it was able to measure magnetic characteristic when two matter had each other component ratio, and it was compound. However, it confirmed the possibility that was able to have ferroelectric characteristic with you in PZT 90% and ferrite 10%. Therefore, If this thing comes for PZT 50% and ferrite 50% have ferroelectric characteristic as him in a compound sample ore, can use this in an oscillator, supersonic waves detector in addition to a piezoelectric element. It may contribute to multipurpose of an element and demands such as a miniaturization of equipment, efficiency, reduce of a price which can use a characteristic of two components.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.4
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• pp.385-392
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• 2003

Sol-gel preparation technique using a chemical reaction of metal alkoxides has been widely used for the fabrication of various materials including ceramics. However, its mechanism has been studied till now because a number of chemical ways are possible from various alkoxides and additives. In this study, the mechanism of hydrolysis, condensation, and polymerization of alkoxides were investigated from the fabrication of lead-zirconate-titanate (PbZr$\_$x/Ti$\_$l-x/O$_3$; PZT) thin film that is used as various micro-actuator, transducer, and sensor because of its high electro-mechanical coupling factors and thermal stability. Furthermore, the fabrication process and characteristics of self-patternable PZT film using photosensitive stabilizer were studied in order to resolve the problem of physical damage and properties degradation during dry etching for device fabrication. Using an optimum condition to prepare the self-patternable PZT film, more than 5000 ${\AA}$ thick self-patternable PZT film could be fabricated by three times coating. The PZT film showed 28.4 ${\mu}$c/cm$^2$ of remnant polarization (Pr) and 37.0 kV/cm of coercive field (E$\_$c/).

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.2 no.4
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• pp.416-423
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• 1993

Hydrogen depth profiling was performed by H(19F, $\alpha$${\gamma}$) nuclear resonance reactin . A cesium sputtering ion sorce and 1.7MV Tandem Van de Graaff accelerator was used for the production of 6.5MeV 19F ion. The ${\gamma}$ rays produced by the reaction were measure dby 3" $\times$3" and 6" $\times$8" Nal detectors . A test measurement was done for hydrogen contaminatin layer of a bare silicon wafer, Si3N4(H) and Zr(O)a-Si/Si for the purpose of verifying the applicability , detection limit and the reliability of the method.ility of the method.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.75-75
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• 2003

본 연구에서는 대기 중 극 미량으로 존재하는 환경 유해 가스 성분을 검출할 수 있는 미세 소자로의 응용을 위해 마이크로 칸티레버를 제작하고 가스 센서로의 활용 가능성을 검토하였다. 마이크로 칸티레버는 크게 구동층 캐패시터로서 대표적인 압전 재료인 Pb(Zr,Ti)O$_3$ (PZT)를 사용하고 SiNx 박막을 지지층으로 하는 형태로 제작되었다. 제작된 마이크로 칸티레버는 치수 및 형상에 따라 17~29 KHz 의 기본 공진 주파수 값을 나타내었다. Electron beam evaporator를 이용한 copper (Cu) 박막의 단계적인 증착을 통해 칸티 레버 표면에 질량을 증가시키고 그에 따른 마이크로 칸티레버의 공진주파수 변화를 관찰한 결과 질량 증가에 대해 34 Hz/ng의 선형적인 주파수 감소를 나타내었으며, 이로부터 694.4 $\textrm{cm}^2$/g 의 gravimetric sensitivity factor를 얼을 수 있었다. 마이크로칸티레버의 가스 감지능력 시험을 위해 가스 흡착층으로 일차 알콜류의 vapor를 흡착 하는 것으로 보고된 poly methyl metacrytate (PMMA)를 마이크로 칸티레버 표면에 코팅하였다. 마이크로칸티 레버의 기본 공진 주파수 및 PMMA 흡착층 형성과 가스의 흡착에 따른 주파수 변화는 마이크로 칸티 레버로부터 의 전기적 신호를 이용하는 복소 임피던스 분석에 의해 측정되었다. PMMA가 코팅된 마이크로 칸티레버는 ethanol 및 methanol vapor 의 농도가 증가함에 따라 선형적인 공진주파수 감소를 나타내었으며, methanol vapor 의 경우 0.06 Hz/ppm 의 가스 검출 감도를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.02a
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• pp.73-82
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• 2004

This paper studies the leaching behaviors of pyrochlore-rich synroc incorporated 46.8wt% simulated actinides waste under the five simulated geological disposal media, which included the bentonite, granite, granite ＋ ferroferric oxide, granite ＋ cement, bentonite ＋ ferroferric oxide, respectively. The mass loss rates reached to equilibrium after 182 day and was 10-7 g/$\textrm{mm}^2{\cdot}d$. That suggests the mass loss rate of pyrochlore-rich synroc, loaded 46.8wt% actinides waste, was very low. The surfaces of the leached specimens were analyzed by XRD, SEM/EDS. The experimental results show that the pyrochlore-rich synroc samples in the systems, which contained bentonite and cement, have two new phases formed on the leached specimens surface at $90^{\circ}C$ for 728d; The bentonite and cement can retard the elements leaching; $Fe_3O_4$ can speed the elements leaching; Expect for Ti ion depleted on the sample surface, other ion, such as U, Zr, AI, Ca, were in equable states and Ba ion was enriched during test time, which indicated the simulated disposal media have good ability to retard the leaching behavior of the pyrochlore-rich synroc.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2001.06a
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• pp.13-13
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• 2001

현재 초고속 가공 공구의 국내 시장은 150억원이며 향후 3년 내에 1500억원으로 급성 장활 전망이다. 무윤활 초고속 가공을 실현하기 위해서는 윤활특성이 우수한 초고경도 코팅의 개발이 필요하며 이를 통해 기계설비의 수명향상과 폐유문제 해결을 기대할 수 있다. 기존의 고체윤활 코팅은 초고경도 코팅의 상부에 $MoS_2$, Graphite 등 윤활성 박막을 합성하였으나, 이들은 Hexagonal 구조의 연질 박막이며 수분이 존재하는 대기중에서는 윤활 및 내마모 특성이 급격히 저하된다. 환경친화 대체소재 개발의 일원으로 TiN, ZrN 박막 등이 이미 개발되었고 기계적 특성이 우수하여 널리 응용되고 있으나 아직 경도(약 20GPa 내외) 및 윤활성의 한계 (마찰계수 $\mu=O.6$)를 극복하지 못하고 있다. TiN박막 위의 Cu의 첨가는 TiN의 구조와 성질을 크게 변화시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 TiN 기지 위에 Cu를 도핑함으로써 경도의 상승을 통환 내구력의 향상과 마찰계수의 감소를 통한 윤활성의 향상을 보고자하였다. TiN합성의 안정화를 위하여 magnetron sputtering과 arc ion pIatingd을 병용한 hybrid 공정을 이용하였다. Cu첨가에 따른 결정 성장 거동의 변화를 보기 위해 XRD 분석을 실행하였고, EDS 분석을 통해 Cu target 전류밀도에 의한 기지내의 Cu의 함량변화를 고찰하였으며, 경도 및 윤활특성을 고찰하기 위해서 경도 시험과 마모 시험(ball-on disc type test)를 하였다.