The composites were fabricated, respectively, using 61vol.% SiC - 39vol.% TiB$_2$ and using 61vo1.% SiC - 39vo1.% WC powders with the liquid forming additives of 12wt% $Al_2$O$_3$+Y$_2$O$_3$ by pressureless annealing at 180$0^{\circ}C$ for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal TiB$_2$, WC were not observed in this microstructure. The result of phase analysis of composites by XRD revealed SiC(6H), TiB$_2$ and YAG(Al$_{5}$Y$_3$O$_{12}$) crystal phase on the SiC-TiB$_2$, and SiC(2H), WC and YAG(Al$_{5}$Y$_3$O$_{12}$) crystal phase on the SiC-WC composites. $\beta$\$\longrightarrow$$\alpha$-SiC phase transformation was ocurred on the SiC-TiB$_2$, but $\alpha$\$\longrightarrow$$\beta$-SiC reverse transformation was not occurred on the SiC-WC composites. The relative density, the vicker's hardness, the flexural strength and the fracture toughness showed respectively value of 96.2%, 13.34GPa, 310.19Mpa and 5.53Mpaㆍml/2 in SiC-WC composites. The electrical resistivity of the SiC-TiB$_2$ and the SiC-WC composites is all positive temperature coefficient resistance(PTCR) in the temperature ranges from $25^{\circ}C$ to 50$0^{\circ}C$. 2.64${\times}$10-2/$^{\circ}C$ of PTCR of SiC-WC was higher than 1.645${\times}$10-3/$^{\circ}C$ of SiC-TiB$_2$ composites.posites.
The mechanical and electrical properties of the hot-pressed and annealed $\beta-SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites were investigated as a function of the liquid forming additives of Al_2O_3+Y_2O_34. The result of phase analysis of composites by XRD revealed $\alpha-SIC(6H)\;TiB_2,\; and YAG(Al5Y3O12) crystal phase. The relative density and the mechanical properties of composites were increased with increasing $Al_2O_3+Y_2O_34 contents because YAG of reaction between $Al_2O_3\; and\; Y_2O_3$ was increased. The Flexural strength showed the highest value of 432.5MPa for composites added with 12wt% $Al_2O_3+Y_2O_34 additives at room temperature. Owing to crack deflection crack bridging phase transition and TAG of fracture toughness mechanism the fracture toughness showed 7.1MPa.m1/2 for composites added with 12wt% $Al_2O_3+Y_2O_34 additives at room temperature. The electrical resistivity and the resistance temperature coefficient showed the lowest of $6.0\times10-4\Omega.cm\; and\; 3.1\times10-3/^{\circ}C4 respectively for composite added with 12wt% \Omega additives at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all positive temperature coefficient resistance (PTCR) in the temperature range of $25^{\circ}C\; to\; 700^{\circ}C$.
Hybrid $A1_2O_3-TiC$ ceramic particle reinforced 6061 and 5083 Al composite powders were prepared by the combination of twin rolling and stone mill crushing process, followed by consolidating processes of cold compaction, degassing and hot extrusion. The composite bar consists of lamellar structure of ceramic particle rich area and matrix area, in which the hybrid was decomposed into each TiC of about $3-4\mutextrm{m}$ and $AI_2O_3$ particles of about $1-2\mutextrm{m}$ in diameter. It also found that fine $Mg_2Si$ precipitates of about 30 nm were embedded in the matrix, which have grains of about 3 $\mutextrm{m}$. Higher UTS was measured at the 5083 composite bar compared to the conventionally fabricated composite, due to again refinement effect by the rapid solidification. No particle was shown to form in the interface between the matrix and reinforcement, whereas carbon was diffused into the matrix.
본 연구에서 HCl을 처리하지 않고 혹은 HCl 처리한 표면 처리된 MWCNT 및 TNB를 이용하여 $C/TiO_2$ 복합체를 제조하였다. XRD 결과 값으로부터 모두 시료에 한 가지 결정 구조 즉 anatase형을 존재하고 있음을 알 수 있었다. SEM 사진으로부터 $TiO_2$ 입자와 CNT는 균일하게 분포하고 있음을 알 수 있었다. EDX 결과에서, 모두 시료에 C, O, Al와 Ti 피크를 볼 수 있으며, 특히 시료 CT에 있는 C와 Ti의 함량은 시료 HCT에 있는 것보다 많게 나타났다. 마지막으로, $C/TiO_2$ 복합체는 $TiO_2$보다 더 좋은 광촉매 특성을 가지고 있음을 알 수 있었다.
질화갈륨(GaN)은 높은 전자이동도 및 높은 항복전계를 가지며 낮은 온저항으로 인하여 에너지효율이 우수하기 때문에 고출력 전력소자 분야에서 많은 관심을 받고 있다. GaN을 이용한 고출력 전력소자의 경우 상용화 수준에 근접할 만한 기술적 진보가 있었으나, 페르미 레벨 고정(Fermi-level pinning) 현상, 소자의 누설전류 등 아직 해결되어야 할 문제를 갖고 있다. 본 연구에서는 실리콘 기판 위에 성장된 GaN 에피탁시를 활용한 고출력 전력소자의 누설전류를 억제시키기 위해 오믹 접합 중 Au의 상호확산을 억제하는 중간층 금속(Mo or Ni)을 변화시켰으며 오믹 열처리 온도에 따른 특성을 비교 연구하였다. $Cl_2$와 $BCl_3$를 이용하여 0.6 ${\mu}m$ 깊이의 메사 구조가 활성영역을 형성하였고, Si 도핑된 n-GaN 위에 Ti/Al/Mo/Au (20/100/25/200 nm) 와 Ti/Al/Ni/Au (20/100/25/200 nm) 오믹 접합을 각각 설계, 제작하였다. 오믹 열처리시의 GaN 표면오염을 방지하기 위해 $SiO_2$ 희생층을 증착하였다. 오믹 접합 형성을 위해 각 750$^{\circ}C$, 800$^{\circ}C$, 850$^{\circ}C$에서 30초간 열처리를 진행 하였으며, 이후 6 : 1 BOE 용액으로 $SiO_2$ 희생층을 제거하였다. 750, 800, 850$^{\circ}C$에서 Ti/Al/Mo/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 2.56, 2.34, 2.22 ${\Omega}$-mm 이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조의 오믹 접합 저항은 각 43.72, 2.64, 1.86 ${\Omega}$-mm이었다. Isolation 누설전류를 측정하기 위해서 두 개의 오믹 접합 사이에 메사 구조가 있는 테스트 구조를 제안하였다. Isolation 누설전류는 Ti/Al/Mo/Au 구조에서 두 오믹 접합 사이의 거리가 25 ${\mu}m$이고 100 V일 때 750, 800, 850 $^{\circ}C$의 열처리 온도에서 각 1.25 nA/${\mu}m$, 2.48 nA/${\mu}m$, 8.76 nA/${\mu}m$이었으며, Ti/Al/Ni/Au 구조에서는 각 1.58 nA/${\mu}m$, 2.13 nA/${\mu}m$, 96.36 nA/${\mu}m$이었다. 열처리 온도가 증가하며 오믹 접합 저항은 감소하였으나 isolation 누설전류는 증가하였다. 750$^{\circ}C$ 열처리에서 오믹 접합 저항은Ti/Al/Mo/Au 구조가 Ti/Al/Ni/Au 구조보다 약 17배 우수하였고, 850$^{\circ}C$ 고온의 열처리 경우 Ti/Al/Mo/Au 구조의 isolation 누설전류는 8.76 nA/${\mu}m$로 Ti/Al/Ni/Au의 누설전류 96.36 nA/${\mu}m$보다 약 11배 우수하였다. Ti/Al/Mo/Au가 Ti/Al/Ni/Au 보다 오믹 접합 저항과 isolation 누설전류 측면에서 전력용 GaN 소자에 적합함을 확인하였다.
본 연구에서는 $PbO-TiO_2-SiO_2-BaO-ZnO-Al_2O_3-CaO-B_2O_3-Bi_2O_3-MgO$계의 유리를 $1,400{\circ}C$에서 용융시킨 후, 급랭, 분쇄하여 glass frit을 제조하였다. Glass frit 분말을 일축가압성형한 후 $750~1,000{\circ}C$의 온도범위에서 2시간 동안 소성 및 결정화 하였다. Glass frit의 결정화는 $750{\circ}$ 전후의 온도에서 시작되었고, 저온에서의 주된 결정상은 $Al_2O_3$와 hexagonal celsian($BaAl_2Si_2O_8$)이었다. 소성온도가 높아지면서 monoclinic celsian, $ZnAl_2O_4,\;Zn_2SiO_4,\;CaTi(SiO_4)O,\;TiO_24 등이 주된 결정상으로 나타났고, 특히 celsian은 hexagonal에서 monoclinic으로 상전이가 발생하였다. 그리고 15wt%의 PbO를 첨가한 glass frit에만 $PbTiO_3-CaTiO_3$ 고용체가 나타났다. 1MHz 대역에서 유전특성을 살펴본 결과 유전상수는 11~16이었고, 유전손실은 0.020 미만이었다. 그러나 15wt%의 PbO를 첨가한 glass frit의 경우는 $PbTiO_3-CaTiO_3$ 고용체 결정상의 존재로 유전상수가 17~26으로 높았고, 유전손실은 0.010~0.015로서 다른 조성들에 비하여 우수한 특성을 나타내었다.
급냉응고방식으로 제조한 비정질 Z $r_{62-x}$N $i_{10}$C $u_{20}$A $l_{8}$$Ti_{x}$ (x=3, 6, 9at%) 합금을 사용하여 열적, 기계적 성질을 조사하였다. 시효온도에 따른 결정화 거동은 Ti 3at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Z $r_2$A $l_3$+Zr+(Ni,Ti)$\longrightarrow$Z $r_2$Cu+Al+(Ni,Ti)의 결정화 거동을 나타내었으며, Ti 6at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Al$\longrightarrow$A $l_2$Ti+NiZr+CuTi, Ti 9at%에서는 비정질$\longrightarrow$비정질+Zr+Al$\longrightarrow$Zr+A $l_2$Zr+Al $Ti_3$+CuTi의 결정화 거동을 보였다. 시효온도가 증가할수록 비정질 모상에 석출상의 체적율( $V_{f}$ )이 증가하고 그에 따라 비커스 경도 ( $H_{v}$ )간이 증가하였다. 파괴인장강도($\sigma_{f}$ )는 $V_{f}$ 의 증가에 따라 증가하다가 Z $r_{59}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$$Ti_3$은 $V_{f}$ =38%에서 1219MPa의 최대값을 보이고, Z $r_{56}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$$Ti_{6}$은 $V_{f}$ =2%에서 1203MPa의 최대값을 보이고, Z $r_{53}$A $l_{10}$N $i_{20}$C $u_{8}$$Ti_{9}$$V_{f}$ =5%에서 1350MPa의 최대값을 나타낸 후 그 이상의 $V_{f}$ 에서는 급격히 감소하였다. $\sigma_{f}$ 가 급격히 감소하는 $V_{f}$ 와 연성 파면에서 취성파면으로 천이되는 $V_{f}$ 가 일치하였다.f/가 일치하였다.
The mechanical properties of the various heat treatment conditions on Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si alloy plates were examined. XRD patterns from the surface of Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si were analyzed as a solution-treated Ti alloy has the single-phase ${\beta}$ structure whereas the aged Ti alloys have the ${\beta}$ matrix embedded with ${\alpha}$ needles. High strength (~1500 MPa) with decent ductility (7%) was obtained by the Ti alloy double aged at $300^{\circ}C$ and $520^{\circ}C$ for 8 hours each. The double-aged alloy exhibits the finer structure than the single-aged alloy at $300^{\circ}C$ for 8 hours because of the higher nucleation rate of ${\alpha}$ needles at an initial low aging temperature ($320^{\circ}C$). TEM observation revealed that the fine nanostructure with ${\alpha}$ needles in the ${\beta}$ matrix ensured the excellent mechanical properties in the double aged Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si alloy. In the solution treated alloy, the yield drop, stress-serrations and the ductility minimum typically associated with dynamic strain aging can be attributed to the dynamic interaction between dislocations and oxygen atoms. The yield drop and the stress serration were not observed in aged samples because the geometrically introduced dislocations due to phase precipitates suppressed the dynamic strain aging.
The composites were fabricated 61 vol% $\beta$-SiC and $39vol%TiB_2$ powders with the liquid forming additives of 8, 12, 16wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ by hot pressing at $1730^{\circ}C$ and subsequent pressed annealing and pressureless annealing at $1750^{\circ}C$ for 4 hours to form YAG. The result of phase analysis of composites by XRD revealed $\alpha$-SiC(6H), $TiB_2$, and YAG($Al_5Y_3O_{12}$) crystal phase. The relative density of composites were increased with increasing $Al_2O_3+Y_2O_3$ contents. The fracture toughness showed the highest value of $7.77MPa{\cdot}m^{1/2}$ for composites added with 12wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature. The electrical resistivity and the resistance temperature coefficient showed the lowest of $7.3{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$ and $3.8{\times}10^{-3}/^{\circ}C$, respectively, for composite added with 12wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all positive temperature coefficient resistance(PTCR) in the temperature range of $25^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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