• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.418.1-418.1
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• 2016

Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 증착된 aluminum oxide ($Al_2O_3$)는 우수한 패시베이션 특성을 가지고 있다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 화학적 패시베이션에 의한 실리콘 표면을 패시베이션 할 수 있다. 또한 $Al_2O_3$는 강한 고정전하를 가져 전계 효과 패시베이션을 할 수 있다. 따라서 $Al_2O_3$ 박막을 태양전지에 적용할 경우 높은 효율을 기대할 수 있다. 실리콘 태양전지를 제작하기 위해 소성공정(> $800^{\circ}C$)은 필수이다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 소성공정시 수소가스를 방출하여 $Al_2O_3$ 박막에 블리스터를 형성시킨다. 이 블리스터는 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 발생하여 패시베이션 특성을 감소시킨다. 블리스터를 억제하기 위해 수소의 양을 조절할 필요가 있다. 이 실험에서는 plasma-assisted atomic layer deposition (PAALD)으로 $Al_2O_3$를 증착하였다. PAALD의 RF power를 200 W부터 800 W까지 조절하여 $Al_2O_3$ 막에 포함되는 OH의 농도를 조절하였다. $Al_2O_3$ 박막에 포함되는 OH 농도는 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 분석하였다. 열처리공정 후, 화학적 패시베이션에 의한 유효 반송자 수명 (${\tau}_{eff}$) 향상이 나타났다 소성공정 후 블리스터가 형성되지 않는 조건에서 화학적 패시베이션과 전계 효과 패시베이션에 의해 ${\tau}_{eff}$가 증가하였다. 블리스터가 형성되었을 때 기존 논문들과 같이 패시베이션 특성이 감소하였다. 패시베이션 특성의 감소는 블리스터에 의한 화학적 패시베이션의 감소 때문이며 전계 효과 패시베이션은 오히려 증가하였다. 이를 통해 고온에서 열안정성을 갖는 $Al_2O_3$ 박막을 만들었으며 블리스터가 형성되지 않았고 패시베이션 특성이 증가하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.177-177
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• 2009

이동통신 시스템의 소형화 경량화 다기능화 추세에 따라 세라믹 모듈의 정밀도 및 집적도가 중요한 요소로 부각되고 있다. 이러한 모듈의 고집적화 추세에 대응하기 위하여 세라믹 소성시 수축율 제어가 필수적인 요소로 부각되고 있으며, 이에 따라 X, Y축의 소성 수축율을 0에 근접하게 제어하는 무수축 소성 기술이 요구되고 있다. 선행연구를 통하여 $Al_2O_3$/Glass/$Al_2O_3$ 구조의 glass infiltration법에 의한 무수축 소성 기술 구현 가능성을 확인하였으나, 아직 해결해야 할 문제점들이 있다. glass가 $Al_2O_3$층으로 infiltration되는 과정에서 glass층이 de-lamination 되는 결함이 발견되었으며 이는 유전체 기판의 Q값을 낮추고 기판의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있어 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$/Glass/$Al_2O_3$ 구조의 glass infiltration법에 의한 선행 실험에서 관찰된 기판 내부의 de-lamination 현상에 대한 원인을 규명하고 해결책을 제시하고자 하였다. glass 유동과 바인더 burn-out이 동시에 진행됨에 따라 기공이 생성되며 glass가 점성유동함에 따라 이 기공이 glass층으로 모이게 되어 de-lamination 현상이 발생하는 것으로 사료된다. 이를 해결하기 위하여 de-lamination층에 $Al_2O_3$의 tamping을 시도하여 glass층의 기공이 빠져 나갈 수 있는 channel 을 형성하고, 남아있는 기공을 $Al_2O_3$로 채우는 효과를 얻을 수 있었다. 이에 따라 기판의 밀도와 Quality factor 값이 향상되었으며 미세구조가 치밀한 무수축 기판을 제작할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제17권4호
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• pp.369-374
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• 2006

Ethyl pyruvate의 비대칭 수소화 반응에 $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매를 처음으로 적용하고 그 반응특성을 조사하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 촉매는 상용 $Pt/Al_{2}O_{3}$에 Rh을 담지하거나 $Al_{2}O_{3}$에 Pt와 Rh을 연속적으로 함침시켜 제조하여, 촉매제법, Rh 함량 및 환원온도에 따라 반응속도, 광학선택도(ee%)가 변화하는 경향을 비교하였으며, XRD, TEM을 통하여 촉매의 물리적 특성을 분석하였다. $Rh-Pt/Al_{2}O_{3}$ 이원금속 촉매는 환원온도가 증가함에 따라 반응속도와 광학순도가 향상되었다(63.6 ee%). 또한 Rh의 함량에 따라서도 촉매 반응속도의 큰 변화를 보여주었는데, 그 변화 경향은 촉매 제조과정에 따라 달랐으나 광학선택도는 모든 이원촉매가 단일촉매에 비해 떨어지는 결과(56~60 ee%)를 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권12호
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• pp.1392-1400
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• 1995

WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites, using both the SHS (Self-propagating High Temperature Synthesis) synthesized WC powder method and commercial WC powder, were prepared by varing WC-Co/Al2O3 vol% ratio and sintering temperature (1350℃∼1650℃) for 1 hr in Ar atmosphere. Mechanical characterization has been investigated by Instron meterial testing system and Vicker's hardness test. Compositional and structural chracterizations were carried out by energy-dispersive analysis of X-ray (EDAX) data and scanning electron microscope (SEM). Electrical characterization was carried out by the electrical resistivity measurement using 4-point probe method. As sintering period increased and Al2O3 contents decreased in WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composite, shrinkage and relative density increased, resulting in maximum values at 1600℃. Also the major matrix phase changed with increasing Al2O3 content from 0 to 100 vol%. It was also identified by SEM, EDAX, and electrical resistivity measurement. Based on the results of analysis of flexural strength, toughness and hardness, the mechanical properties of WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using the SHS synthesized WC powder were better than those WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using commercial WC powder because WC-10wt%Co-Al2O3 ceramic composites using the SHS synthesized WC powder were sintered very well due to small initial particle size. By the addition of 40 vol% Al2O3 [60(WC=10wt%Co)-40Al2O3], it was possible to obtain a proper candidate as a superalloy.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권4호
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• pp.377-387
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• 2023

Ni-W/Al₂O₃ nano-composites were electrodeposited on mild steel substrate for mechanical and corrosion resistance applications. This study focused on the preparation of Ni-W/Al₂O₃ nano-composite coating with various quantity of Al₂O₃ incorporations. The addition of Al₂O₃ in the electrolytes were varied from 1-10 g/L in electrolytes and the Al₂O₃ incorporation in Ni-W/Al₂O₃ nano-composite coatings were obtained from 1.82 to 13.86 wt.%. The incorporation of Al₂O₃ in Ni-W alloy matrix influenced the grain size, surface morphology and structural properties were observed. The distributions of Al₂O₃ particle in alloy matrix were confirmed using electron microscopy (FESEM and TEM) and EDAX mapping analysis. The crystal structure informations were studied using X-ray diffraction method and it confirms that the deposits having cubic crystal structure. The better corrosion rate (0.87 mpy) and microhardness (965 HV) properties were obtained for the Ni-W/Al₂O₃ nano-composite coating with 13.86 wt.% of Al₂O₃ incorporations.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권7호
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• pp.394-399
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• 2000

The mechanical and electrical properties of pressed and annealed $\beta-SiC-TiB_2$ electroconductive ceramic composites were investigated as a function of the liquid forming additives of $Al_2O_3+Y_2O_3$. Phase analysis of composites by XRD revealed $\alpha$-SiC(6H), TiB2, and (Al5Y3O12). Reaction between Al2O3 and $Y_2O_3$ formed YAG but the relative density decreased with increasing $Al_2O_3+Y_2O_3$ contents. The Flexural strength showed the value of 458.9 MPa for composites added with 4 wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperatures. Owing to crack deflection and crack bridging, the fracture toughness showed 6.2, 6.0 and 6.6 MPa.m1/2 for composites added with 4, 8 and 12 wt% Al2O3+Y2O3 additives respectively at room temperature. The resistance temperature coefficient showed the value of $3.6\times10^{-3},\; 2.9\times10^{-3}\; and\; 3.0\times10^{-3} /^{\circ}C$$^{\circ}C$ for composite added with 4, 8 and 12 wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$additives respectively at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all positive temperature coefficient resistance(PTCR) in the temperature range of $25^{\circ}C\; to\; 700^{\circ}$.

• 한국재료학회지
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• 제9권1호
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• pp.73-80
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• 1999

The effect of alloy compositions of the bond coating on the plasma sprayed-thermal barrier coatings was investigated. The performance of the coating composed of Rene80/NiCrAl/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$ and Rene80/CoNiCrAlY/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$was evaluated by isothermal and thermal cyclic test in an ambient atmosphere at 115$0^{\circ}C$. The failure of Rene80/NiCrAl/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$ coatings was occurred at the bond coating/ceramic coating interface while Rene80/CoNiCrAlY/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$ coating was failed at the substrate/bond coating interface after thermal cyclic test. The lifetime of Rene80/NiCrAl/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$coatings was longer than Rene80/CoNiCrAlY/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$coating. The oxidation rate of the NiCrAl bond coating examined by TGA was lower than CoNiCrAlY bond coatings. In summary, these results suggest that Rene80/CoNiCrAlY/ZrO$_2$-CeO$_2$-Y$_2$O$_3$system as thermal barrier coating be not suitable considering the durability of the coating layer for high temperature oxidation and thermal stress.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권4호
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• pp.284-288
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• 2004

Al$_2$O$_3$/ZrO$_2$복합체의 기계적 성질 향상을 위하여 분산되는 ZrO$_2$상을 Zr-Y-polyester의 고분자화(polyesterization) 공정(Pechin법)을 이용하여 알루미나 기지 중에 초미립으로 균질하게 분산시키기 위한 방안을 고찰하여 보았다. 일반적으로 공침법에 의해 제조되는 $Al_2$O$_3$/ZrO$_2$ 복합체의 경우 초기 ZrO$_2$입자의 크기가 매우 작아도 알루미나 내에 분산되는 ZrO$_2$입자가 소결시에 비교적 빠르게 성장 및 입자간의 응집이 발생하게 되며 이로 인해 분산의 불균일을 유발하여 미세하고 균질한 복합체를 얻기가 힘들다. 따라서 상용 이소결성 $\alpha$-Al$_2$O$_3$분말(Sumitomo.AES-11(0.5$mu extrm{m}$))에 ZrO(NO$_3$)$_2$와 Y(NO$_3$)$_3$를 citric acid/ethylene glycol과 혼합한 polyesterization시켜 $\alpha$-Al$_2$O$_3$입자 표면에 미세하고 균질하게 코팅 형태로 부착되도록 하였다. 이를 90$0^{\circ}C$에서 하소한 후 1450∼1$600^{\circ}C$의 온도에서 소결하여 미세한 ZrO$_2$입자가 매우 균질하게 분산된 $Al_2$O$_3$/ZrO$_2$ 복합체를 제조하였으며 이의 기계적 성질을 관찰하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권4호
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• pp.406-412
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• 1997

Al2O3/SiC hybrid-composite has been fabricated by the conventional powder process. The addition of $\alpha$-Al2O3 as seed particles in the transformation of ${\gamma}$-Al2O3 to $\alpha$-Al2O3 provided a homogeneity of the microstructure. The grain growth of Al2O3 are significantly surpressed by the addition of nano-size SiC particles. Dislocation were produced due to the difference of thermal expansion coefficient between Al2O3 and SiC and piled up on SiC particles in Al2O3 matrix, resulting in transgranular fracture. The high fracture strength of the composite was contributed to the grain refinement and the transgranular fracture mode. The addition of SiC platelets to Al2O3/SiC nano-composite decreased the fracture strength, but increased the fracture toughness. Coated SiC platelets with nitrides such as BN and Si3N4 enhanced fracture toughness much more than non-coated SiC platelets by enhancing crack deflection.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권9호
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• pp.516-522
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• 2000

The mechanical and electrical properties of the hot-pressed and annealed $\beta-SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites were investigated as a function of the liquid forming additives of$Al_2O_3+Y_2O_3$ Phase analysis of composites by XRD revealed $\alpha-SiC(6H) ZrB_2\; and YAG(Al_5Y_3O_{12})$ The relative density of composites were increased with increased Al2O3+Y2O3 contents. The Flexural strength showed the highest value of 390.6MPa for composites added with 20wt% Al2O3+Y2O3 additives at room temperature. Owing to crack deflection crack bridging phase transition and YAG of fracture toughness mechanism the fracture toughness showed the highest value of 6.3MPa.m1/2 for composites added with 24wt% Al2O3+Y2O3 additives at room temperature. The resistance temperature coefficient showed the value of$ 2.46\times10^{-3}\;, 2.47\times10^{-3},\; 2.52\times10^{-3}/^{\circ}C$ for composite added with 16, 20, 24wt% Al2O3+Y2O3 additives respectively. The electrical resistivity of the composites was all positive temperature coefficient resistance(PTCR) in the temperature range of $256{\circ}C\; to\; 900^{\circ}C$.