• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.346-346
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• 2007

압전세라믹 재료는 현재 압전 변압기, actuator, transducer, sensor, speaker 등에 광범위하게 이용이 되고 있다. 이 중에서 압전세라믹 소결체를 이용한 스피커의 제조는 가공이 까다롭고, 대형의 크기로 제작 시 소자가 깨지는 등의 많은 제약을 받고 있으며, 저음 특성이 떨어져 응용 범위가 한정되어 있다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 극복하기 위하여 세라믹/고분자 복합체를 이용한 필름 스피커를 제작하고자 시도하고 있다. 이러한 세라믹/고분자 0-3형 압전 복합체를 이용할 경우, 제품의 경량화를 실현할 수 있고, 크기나 환경의 영향을 거의 받지 않으므로, 고기능성 스피커로의 응용에 적합할 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 PZT계의 세라믹와 PVDF, PVDF-TrFE, Polyester, acrylic resin 등의 여러 고분자 물질과의 복합체를 제조하여 압전특성을 평가하였다. 본 실험은 먼저 $(Pb_{1-a-b}Ba_aCd_b)(Zr_xTi_{1-x})_{1-c-d}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_c(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_dO_3$ (이하 PZT라 표기)의 최적화 조성을 선택하여, $1050^{\circ}C$에서 소결된 분말을 48시간 ball milling방법 로 약 $1{\mu}m$ 크기로 분쇄하였다. 고분자 물질들은 알맞은 용제들을 선택하여 녹였다. 그 다음 소결된 PZT분말과 고분자를 50:50, 60:40, 65:35, 70:30등의 무게 분율로 혼합하고, 분산제, 소포제 등을 첨가하여 3단 roll mill을 이용하여 충분히 분산시켜 페이스트 (Paste)를 제조하였다. 제조된 페이스트를 ITO가 코팅된 PET필름 위에 스크린 프린팅 법을 사용하여 인쇄하여 $120^{\circ}C$에서 5분간 건조하였다. 코팅된 복합체의 두께는 약 $80{\mu}m$ 정도로 측정되었다. Ag 페이스트를 이용한 상부 전극 형성에도 스크린 프린팅 법을 적용하였다. 이를 $120^{\circ}C$에서 4 kV/mm의 DC 전계로 분극 공정을 수행한 후 전기적 특성을 평가하였다. 유전특성을 조사하기 위해서 LCR meter (EDC-1620)를 사용하였고, 시편의 결정구조는 XRD (Rigaku; D/MAX-2500H)을 통해 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 이용하여 미세구조를 분석하였다. 압전 전하상수$(d_{33})$ 값은 APC 8000 모델을 이용하여 측정하였다. PZT의 혼합비가 증가할수록 비유전율 및 압전 전하 상수 등의 전기적 특성이 증가되었다. 또 여러 고분자 물질 중에서 PVDF-TrFE 수지가 가장 우수한 특성을 보였다. 이는 PVDF-TrFE 수지가 압전성을 나타내기 때문인 것으로 판단되었다.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.49 no.2
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• pp.120-127
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• 2011

Purpose: The purpose of this study was to examine the effects of chromium chloride addition on coloration, mechanical property and microstructure of 3Y-TZP. Materials and methods: Chromium chloride was weighed as 0.06, 0.12, and 0.25 wt% and each measured amount was dissolved in alcohol. $ZrO_2$ powder was mixed with each of the individual slurry to prepare chromium doped zirconia specimen. The color, physical properties and microstructure were observed after the zirconia specimen were sintered at $1450^{\circ}C$. In order to evaluate the color, spectrophotometer was used to analyze the value of $L^*$, $C^*$, $a^*$ and $b^*$, after placing the specimen on a white plate, and measured according to the International Commission on Illumination (CIE) standard, Illuminant D65 and SCE system. The density was measured in the Archimedes method, while microstructures were evaluated by using the scanning electron microscopy (SEM) and XRD. Fracture toughness was calculated Vickers indentation method and indentation size was measured by using the optical microscope. The data were analyzed with 1-way ANOVA test (${\alpha}$ = 0.05). The Tukey multiple comparison test was used for post hocanalysis. Results: 1. Chromium chloride rendered zirconia a brownish color. While chromium chloride content was increased, the color of zirconia was changed from brownish to brownish-red. 2. Chromium chloride content was increased; density of the specimen was decreased. 3. More chromium chloride in the ratio showed increase size of grains. 4. But the addition of chromium chloride did not affect the crystal phase of zirconia, and all specimens showed tetragonal phase. 5. The chromium chloride in zirconia did not showed statistically significant difference in fracture toughness, but addition of 0.25 wt% showed a statistically significant difference (P<.05). Conclusion: Based on the above results, this study suggests that chromium chlorides can make colored zirconia while adding in a liquid form. The new colored zirconia showed a slight difference in color to that of the natural tooth, nevertheless this material can be used as an all ceramic core material.