• Title/Summary/Keyword: ZrO_2$

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Properties of Sol-Gel PZT Thin films with Thickness for Micro Piezoelectric Actuators (마이크로 압전 엑츄에이터용 Sol-Gel PZT 박막의 두께 변화에 따른 특성)

  • 장연태;박준식;김대식;박효덕;최승철
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.220-223
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    • 2001
  • Pb가 10% 과잉되고 Zr : Ti = 52 : 48 조성을 갖는 PZT sol이 Pt(3500Å)/Ti(400Å)/SiO₂(3000Å)Si(525㎛)기판 위에 스핀 코팅법으로 반복 코팅된 후, 450℃에서 10분, 650℃에서 2분간 반복 열처리되었다. 이와 같이 다양한 두께로 적층된 박막은 각 시편에 대해 최종적으로 650℃ 30분 동안 어닐링 처리되었다. 제조된 PZT 박막의 두께는 4100Å에서 1.75㎛사이의 4종이었다. 이어서 스퍼터링법으로 Pt전극이 PZT 막 위에 증착되었다. 제조된 PZT 박막의 결정 구조 조사를 위해 XRD, 그리고 미세 구조 및 전기적 특성을 알아보기 위해 FESEM과 P-E 이력 곡선이 각각 관찰되었다. 4100Å에서 1.75㎛까지 두께 증가에 따른 장비상의 포화 이력 한계로 잔류 분극(Pr)값이 25μC/㎠에서 다소 감소되었다. 측정된 X선 회절 결과에서 최초 4회 코팅시 perovskite 결정 구조로 성장한 결정립은 (111)배향이 우세하었으나, 두께가 증가됨에 따라 (111)/(110)값이 감소되었으며, 이를 통해 두께 증가에 따른 (111)배향성이 다소 감소됨을 알 수 있었다. 이상의 결과로부터 제조된 PZT 박막은 큰 힘과 높은 내전압 특성을 갖는 마이크로 압전 액츄에이터에 적용될 수 있을 것으로 생각되었다.

Effects of Melting and Rolling Condition of Ti-10wt.%Ta-10wt.%Nb Alloy on Microstructure Variation (용해 및 가공조건 변화가 Ti-10wt.%Ta-10wt.%Nb합금의 미세조직에 미치는 영향)

  • Lee, Doh-Jae;Lee, Kwang-Min;Kim, Min-Ki;Lee, Kyung-Ku
    • 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.

Study on the effect of acid dipping and heat treatment on the adhesion of electroless Ni-P/electrolitic Cr deposition for liquid-fuel rocket combustor (액체 로켄 엔진 연소기 내벽 코팅용 무전해 Ni-P/전해 Cr 도금층의 밀착력 향상을 위한 산세 및 열처리 효과에 관한 연구)

  • Choe, Myeong-Hui;Byeon, Eung-Seon;Park, Yeong-Bae;Lee, Gyu-Hwan
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.154-154
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    • 2015
  • 현재 액체로켓 엔진 연소기 내벽은 bonding layer NiCrAlY과 Top layer $ZrO_2$가 플라즈마 용사 방식으로 형성 된다. 이는 뛰어난 열 차폐 특성과 작업시간이 짧은 장점이 있지만, bonding layer와 Top layer 사이의 열팽창 계수 차이로 인한 균열 발생 가능성이 내재 되어 있고, 연소실 내벽에 균일한 두께의 코팅층을 형성하기 어렵고 설비가 비싸다는 단점으로 인하여 세라믹 코팅 층을 금속 코팅 층으로 대체 하고자 한다. 금속 코팅층은 모재와의 밀착성이 높고, 우수한 산화 및 부식방지 기능을 가지며 저렴하다는 장점이 있다. 또한 코팅 후 연마 작업이 가능해 연소실 내부형상을 설계조건 대로 유지 할 수 있는 특징이 있다. 따라서 본 연구에서는 연소실 내벽에 적용할 모재, 무전해 Ni-P 도금과 전해 Cr 도금층 사이의 밀착력 향상을 위한 방법에 대한 연구를 하였다. 밀착력 향상을 위한 요소로 전처리 용액과 열처리 시간에 따른 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 위해서 5가지의 산세 용액으로 각 시편을 산세 한 후, 6시간, 12시간, 18시간 열처리 하여 단면을 비교하여 열처리에 영향을 알아보고자 하였다. 연구 결과 산세 용액의 영향은 크게 나타나지 않았으며, 열처리 시간이 길수록 Ni-P/Cr의 확산이 더 잘 일어나 확산층이 더 넓어지면서 밀착력이 더 좋아 진 것으로 판단되어 진다.

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A study on the characteristics of the PZT thin films prepared by Pulsed Laser Depositon (PLD에 의해 제초된 PZT 박막의 특성에 관한 연구)

  • 김민철;박용욱;백동수;신현용;윤석진;김현재;윤기현
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2000.07a
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    • pp.885-888
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    • 2000
  • The effects of deposition temperature and post annealing process of ferroelectric PbZr$\sub$0.52/Ti$\sub$0.48/O$_3$(PZT) thin films by pulsed laser deposition (PLD) were investigated. The PZT thin films were deposited at 400, 450, 500, and 550$^{\circ}C$, with/without post annealing at 650$^{\circ}C$ for 30 min. The PZT thin films deposited above 500$^{\circ}C$ without post annealing were crystallized into peroveskite phase, but the PZT thin films deposited below 450$^{\circ}C$ had pyrochlore phase. The PZT thin films deposited below 450$^{\circ}C$ with post annealing also crystallized into pure perovskite. Compared to the PZT thin films which were deposited at 450$^{\circ}C$ and post annealed, the films deposited at 550$^{\circ}C$ have a columnar microstructure and high remnant polarization 28 (${\mu}$C/cm$^2$). With in-situ annealing at oxygen ambient, the PZT thin films reduced oxygen vacancies and increased retained polarization.

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Influence of ZrO2 Particulates on Corrosion Resistance of Magnesium Alloy Coated by Plasma Electrolytic Oxidation (플라즈마 전해산화 처리된 마그네슘 합금의 내부식성에 미치는 코팅층 내 지르코니아 입자 영향)

  • Namgung, Seung;Ko, Young Gun;Shin, Ki Ryong;Shin, Dong Hyuk
    • Korean Journal of Metals and Materials
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    • v.48 no.9
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    • pp.813-818
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    • 2010
  • In current automobile and electronic industries, the use of magnesium alloys where both energy and weight saving are attainable is increasing. Despite their light weight, there has been an inherent drawback arising from the surface vulnerable to be oxidized with ease, specifically under corrosive environments. To protect magnesium alloy from corrosion, the present work deals with the electrochemical response of the oxide layer on magnesium alloy specimen prepared by plasma electrolytic oxidation (PEO) method in an electrolyte with zirconia powder. Surface observation using scanning electron microscopy evidences that a number of zirconia particles are effectively incorporated into oxide layer. From the results of potentio-dynamic tests in 3.5 wt% NaCl solution, the PEO-treated sample containing zirconia particles shows better corrosion properties than that without zirconia, which is the result of zirconia incorporation into the coating layer. Corrosion resistance is also measured by utilizing salt spray tests for 120 hrs.

Impacts of the calcination temperature on the structural and radiation shielding properties of the NASICON compound synthesized from zircon minerals

  • Islam G. Alhindawy;Hany Gamal;Aljawhara.H. Almuqrin;M.I. Sayyed;K.A. Mahmoud
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.55 no.5
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    • pp.1885-1891
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    • 2023
  • The present work aims to fabricate Na1+xZr2SixP3-xO12 compound at various calcination temperatures based on the zircon mineral. The fabricated compound was calcinated at 250, 500, and 1000℃. The effect of calcination temperature on the structure, crystal phase, and radiation shielding properties was studied for the fabricated compound. The X-ray diffraction diffractometer demonstrates that, the monoclinic crystal phase appeared at a calcination temperature of 250℃ and 500℃ is totally transformed to a high-symmetry hexagonal crystal phase under a calcination temperature of 1000℃. The radiation shielding capacity was also qualified for the fabricated compounds using the Monte Carlo N-Particle transport code in the g-photons energy interval between 15keV and 122keV. The impacts of calcination temperature on the g-ray shielding behavior were clarified in the present study, where the linear attenuation coefficient was enhanced by 218% at energy of 122keV, when the calcination temperature increased from 250 to 1000℃, respectively.

The radioactivity levels and beta dose rate assessment from dental ceramic materials in Egypt

  • Mohamed Hasabelnaby;Mohamed Y. Hanfi;Hany El-Gamal;Ahmed H. El Gindy;Mayeen Uddin Khandakerf;Ghada Salaheldin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.56 no.9
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    • pp.3898-3903
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    • 2024
  • There is a lack of available data on the radioactivity levels of these materials, despite the potential risks they may pose to patients, dental technicians, and dentists. A total of forty samples were collected from different dental markets in Egypt. Using an NaI(Tl) detector, the gamma-ray spectrometer measured the activity levels of uranium-238, radium-226, thorium-232, and potassium-40. The findings revealed that the mean concentration of 238U (below the minimum detectable activity, MDA), 226Ra (135 ± 5 and 132 ± 5 Bq/kg), 232Th (187 ± 4 and 243 ± 8 Bq/kg), and 40K (1560 ± 52 and 2501 ± 89 Bq/kg) in feldspar and zirconia (ZrO2) dental ceramic samples, respectively, were all within the limits established by the International Organization for Standardization (ISO) and the European Commission (EC). The use of feldspar and zirconia dental ceramics to restore all teeth would result in an estimated maximum beta dose of 1.5 mGy/year to the oral tissue. The results suggest that there is no cause for concern regarding any additional beta dose to the oral cavity from the use of feldspar and zirconia dental ceramics.

Electrocatalytic alcohol oxidation on Pt/ATO nanoparticle (ATO nanoparticle에 담지된 백금 촉매의 전기화학적 알콜 산화 반응에 관한 연구)

  • Lee, Kug-Seung;Park, In-Su;Jung, Dae-Sik;Park, Hee-Young;Sung, Yung-Eun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.11a
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    • pp.463-466
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    • 2006
  • 직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<

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Improvement of the Characteristics of PZT Thin Films deposited on LTCC Substrates (LTCC 기판상에 증착한 PZT 박막의 특성 향상에 관한 연구)

  • Hwang, Hyun-Suk;Kang, Hyun-Il
    • The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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    • v.12 no.1
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    • pp.245-248
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    • 2012
  • In this paper, the optimized growing conditions of PZT thin films on low temperature co-fired ceramics (LTCC) substrates are studied. The LTCC technology is an emerging one in the fields of mesoscale (from 10 um to several hundred um) sensor and actuator against silicon based technology due to low cost, high yield, easy manufacturing of 3 dimensional structure, etc. The LTCC substrates with thickness of 400 um are fabricated by laminating 100 um green sheets using commercial power (NEG, MLS 22C). The Pt/Ti bottom electrodes are deposited on the LTCC substrates, then the growing conditions of PZT thin films using rf magnetron sputtering method are studied. The growing conditions are tested under various rf power and gas ratio of oxygen to argon. And the crystallization and ingredient of PZT films are analyzed by X-ray diffraction method (XRD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The optimized growing conditions of PZT thin films are rf power of 125W, Ar/O2 gas ratio of 15:5.

Evaluation of Properties and Fabrication of Tubular Supports Segmented-in-Series Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) (세그먼트 SOFC 관형 세라믹 지지체의 제작 및 특성 평가)

  • Yun, Ui-Jin;Lee, Jong-Won;Lee, Seung-Bok;Lim, Tak-Hyoung;Park, Seok-Joo;Song, Rak-Hyun;Shin, Dong-Ryul;Han, Kyoo-Seung
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.21 no.3
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    • pp.214-219
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    • 2010
  • In this study, we fabricated tubular ceramic support for segmented-in-series solid oxide fuel cell (SOFC) by using CSZ(CaO-stabilized $ZrO_2$) as main material and activated carbon as pore former. Thermal expansion properties of ceramic support with different amounts of activated carbon were analyzed by using dilatometer to decide a suitable sintering temperature. The tubular ceramic supports with different amounts of activated carbon (5, 10, 15wt.%) were fabricated by the extrusion technique. After sintering at $1100^{\circ}C$ and $1400^{\circ}C$ for 5h., cross section and surface morphology of tubular ceramic support were analyzed by using SEM image. Also, the porosity, mechanical property, gas permeability of tubular ceramic supports was measured. Based on these results, we established the suitable fabrication technique of tubular ceramic support for segmented-in-series SOFC.