• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.53.2-53.2
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• 2011

Ti metal has superior mechanical properties along with biocompatibility, but it still has the problem of bio-inertness thus forming weaker bond in bone/implant interface and long term clinical performance as orthopaedic and dental devices are restricted for stress shielding effect. On the other hand, despite the excellent biodegradable behavior as being an integral constituent of the natural bone, the mechanical properties of ${\beta}$-tricalcium phosphate $(Ca_3(PO_4)_2;\;{\beta}-TCP)$ ceramics are not reliable enough for post operative load bearing application in human hard tissue defect site. One reasonable approach would be to mediate the features of the two by making a composite. In this study, ${\beta}$-TCP/Ti ceramic-metal composites were fabricated by spark plasma sintering in inert atmosphere to inhibit the formation of $TiO_2$. Composites of 30 vol%, 50 vol% and 70 vol% ${\beta}$-TCP with Ti were fabricated. Detailed microstructural and phase characteristics were investigated by FE-SEM, EDS and XRD. Material properties like relative density, hardness, compressive strength, elastic modulus etc. were characterized. Cell viability and biocompatibility were investigated using the MTT assay and by examining cell proliferation behavior.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• 한국자기학회지
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• 제18권4호
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• pp.136-141
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• 2008

Ru-Co가 복합 치환된 M-type Ba-ferrite($BaFe_{12-2x}Ru_xCo_xO_{19}$)의 치환량 x의 변화에 따른 자기적 특성과 전파흡수 특성에 관해 조사하였다. 기존의 Ti-Co를 치환시킨 경우보다 적은 양의 치환(x=0.3)으로 면내 자기이방성을 보이는 낮은 보자력($H_c$)과 높은 포화자화($M_s$) 값을 얻을 수 있었다. 따라서 Ru-Co 치환량 조절에 의해 GHz 대역에서 자연공명주파수의 조절이 가능하였다. 소결체 및 복합체에서 흡수 주파수 대역은 보자력이 증가할수록 고주파 대역으로 이동한다. 복합체에서 페라이트 혼합량이 증가함에 따라 복소투자율과 복소유전율의 값이 증가하기 때문에 정합주파수는 저주파 대역으로 이동한다. 이러한 특성들을 이용하여 순수한 M-형 육방정 페라이트에 Ru-Co의 치환량, 복합체에서 페라이트 분말의 혼합량, 그리고 흡수체의 두께의 제어를 통하여 GHz 주파수 대역에서 양호한 전자파 흡수체, 노이즈 감쇠재의 제조가 가능함을 제시할 수 있다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.501-506
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• 2019

To overcome the limitations of the conventional Ni anode-supported SOFCs, various types of ceramic anodes have been studied. However, these ceramic anodes are difficult to commercialize because of their low cell performances and difficulty in manufacturing anode-support typed SOFCs. Therefore, in this study, to use these ceramic anodes and take advantage of anode-supported SOFC, which can minimize ohmic loss from the thin electrolyte, we fabricated cathode support-typed SOFC. The cathode-support of LSCF-YSZ was prepared by the acid treatment of conventional Ni-YSZ (Yttria-stabilized Zirconia) anode-support, followed by the infiltration of LSCF to YSZ scaffold. The composite of $La(Sr)Ti(Ni)O_3$ and $Ce(Mn,Fe)O_2$ was used as the ceramic anode. The fabricated cathode-supported button cell showed a relatively low power density of $0.207Wcm^{-2}$ at $850^{\circ}C$; however, it is expected to show better performance through the optimization of the infiltration rate and thickness of LSCF-YSZ cathode-support layer.

• 암석학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-18
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• 1997

이 연구에서는 한반도 남해안 도서지역중 거제도 일대의 화산암류를 대상으로 암석 기재, 암석화학적 특성을 알아보고, 화산암류의 조구적 위치 및 성인에 대하여 고찰하고자 한다. 본 역의 화산암류는 백악기의 퇴적암층을 기반으로 피복하여 주로 안산암질 화성쇄설암과 용암류가 교호로 누적된 산상 즉, 최하부는 두터운 화산각력암, 응회각력암 및 라필리응회암 누층으로 구성되고, 상부로 감에 따라 상대적으로 안산암 용암류가 라필리응회암과 응회암을 협재하며 빈번하게 노출되고 최상부에는 데사이트-유문암질 용결회류응회암류가 분포한다. 본 역의 화산암류는 주성분 화학조성으로 볼 때, 현무암에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트 그리고 유문암에 이르는 넓은 성분 조성을 하며 전형적인 BAR조합을 나타낸다. 본 역의 화산암류는 칼크-알칼리암계열에 속하며, SiO2에 대한 K2O 성분에서 medium-K의 조성을 나타내고, La, Th 및 Nb 상관도에서 조산대안산암(orogenic andesite)의 영역에 도시된다. 미량원소 함량을 MORB값으로 표준화한 spider diagram에서 Sr, K, Rb, Ba, Th 등이 다른 원소에 비하여 상대적으로 높은 값을 가지는 반면, Nb, P, Ti, Cr의 함량이 낮은, 지판의 침강 섭입에 관련된 대륙연번부/도호의 조구적환경에 관련된 암석들에 나타나는 특징을 잘 나타낸다. 희토류원소를 chondrite로 표준화한 그림에서는 전체적으로 LREEs가 HREEs에 비하여 부화되어 있으며, 현무암에서 현무암질안산암, 안산암, 데사이트 및 유문암으로 감에따라 Eu의 '-'이상이 점진적으로 커지며, 변화패튼이 대체로 평행한 배영을 보여주므로 본 역의 암석들은 동원마그마에서 유래하였음을 알 수 있다. 지구조위치 판별도에서 본 역의 화산암류는 지판이 침강 섭입하는 지판경계부에서 생성된 마그마로부터 유래한 화산암의 조구적 위치 즉 정상적인 대륙연변호(normal continental margin arc)의 영역에 해당한다. 거제도지역의 화산암류는 약 10% 정도의 맨틀물질의 부분용융으로 형성된 현무암질 시원마그마가 생성되어 지각으로 상승하는 과정에서 분별되어 칼크-알칼리 안산암질 마그마가 형성되었으며, 이 마그마로부터 계속 분별결정작용, 동화작용 및 마그마 혼합 등의 과정을 거치면서 다양한 화산암류를 형성한 것으로 해석된다.

• 한국재료학회지
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• 제28권11호
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• pp.611-614
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• 2018

Laminate composites composed of $0.95Pb(Zr_{0.52}Ti_{0.48})O_3-0.05Pb(Mn_{1/3}Sb_{2/3})O_3$ piezoelectric ceramic and Fe-Si-B based magnetostrictive amorphous alloy are fabricated, and the effect of control of the areal dimensions and the thickness of the piezoelectric layer on the magnetoelectric(ME) properties of the laminate composites is studied. As the aspect ratio of the piezoelectric layer and the magnetostrictive layer increases, the maximum value of the ME voltage coefficient(${\alpha}_{ME}$) increases and the intensity of the DC magnetic field at which the maximum ${\alpha}_{ME}$ value appears decreases. Moreover, as the thickness of the piezoelectric layer decreases, ${\alpha}_{ME}$ tends to increase. The ME composites exhibit ${\alpha}_{ME}$ values higher than $1Vcm^{-1}Oe^{-1}$ even at the non-resonance frequency of 1 kHz. This study shows that, apart from the inherent characteristics of the piezoelectric composition, small thicknesses and high aspect ratios of the piezoelectric layer are important dimensional determinants for achieving high ME performance of the piezoelectric-magnetostrictive laminate composite.

• 한국지구과학회지
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• 제18권6호
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• pp.500-514
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• 1997

옥천습곡대 중앙부에 해당하는 문경지역예 분포하는 각섬암에 대하여 정밀한 산상, 조직 및 지화학적 성질을 조사하고, 지구조적 환경을 추적했다. 본역의 상내리층(옥천층군)과 석회암층(조선누층군)에 분포하는 각섬암은 변성된 조립현무암질 암상이며 주변암과 조화적로 분포함을 확인했다. 본 연구를 통하여 본 암석의 분포를 이전의 그것에 비해 크게 대선하였다. 상내리 지역을 중심으로 관찰한 암상을 최소한 4매 이상이다. 그 하나는 석회암층 내에 분포하며(Ls Sill, 두께 약 3 m), 나머지는 상내리층 내에 분포한다. 상내리층 내에 분포한 암상들을 하부로부터 각각 First Sill(두께 약 40 m), Second Sill(두께 약 100 m), Third Sill(두께 약 40 m)로 명명했다. 두꺼운 암상은 후기에 관입한 소규모의 암상을 포함하며, Third Sill은 2매의 주 암상과 2매의 소규모 암상으로 구성된다. 각 암상은 주변암과의 접촉부에서 세립질의 냉각대를 가지며, 내측으로 갈수록 입자의 크기가 증가한다. 두꺼운 암상은 다양한 암맥과 중심부에서 힌색의 단편을 가지며, 접촉부에서 중앙부로 감에 따라 화학적 성질도 규칙적으로 변한다. $SiO_2,\;Na_2O,\;K_2O,\;P_2O_5$는 증가하며, $TiO_2,\;FeO^*,\;Al_2O_3,\;CaO$는 감소하는 경향을 보인다. 각섬암의 산상과 화학적 특징을 고려하여, 초기에 관입한 마그마로 생각되는 대표적인 10개의 화학조성을 선택하여 그들의 주성분 및 부성분 변화를 조사하였다. 그들이 보여주는 조성변화는 단일 마그마의 분별결정작용으로 설명할 수 없다. 본 역의 각섬암에 관한 지질분포, 지화학적 특성 및 과거 연구자들의 자료는 각섬암의 원암(현무암질마그마)이 intracontinental rift 환경에서 암상형태로 관입하였음을 지시한다.

• 암석학회지
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• 제12권1호
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• pp.32-52
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• 2003

경상분지 내 유천소분지의 동남단에 위치하는 부산 백양산 일대에 분포하는 백악기 화산암류는 안산암질암류를 하위에 두고서 그 상부에 유문암질 화성쇄설암류가 놓이며, 이들은 화강반암, 규장암, 흑운모화강암에 의해 관입되어 있는 화산-심성암체이다. 이 지역 화산암류의 SiO$_2$ 함량은 52.4∼75.4 wt.%로, 대부분 medium-K 또는 high-K의 안산암에서 유문암에 이르는 암형을 보인다. SiO$_2$ 함량이 증가함에 따라 TiO$_2$, CaO, Fe$_2$O$_3$$^{t}$ , MnO, MgO 등의 함량은 점진적으로 감소하며, $K_2$O의 함량은 증가하고, $Na_2$O는 다소 분산되나 미약하나마 증가하는 경향을 나타낸다. 미량원소와 희토류원소의 패턴, 조구조 판별도는 본 역의 화산암류가 해양판의 섭입과 관련되어 형성된 칼크-알칼리 계열의 화성암류임을 시사해 주며, 공간적으로 대륙연변부를 통과한 대륙(화산)호에 속함을 보여준다 본 역의 현무암질 안산암 마그마는 섭입과 관련하여 상부 맨틀의 맨틀 웨지로부터 생성된 현무암질 초생 마그마로부터 분별정출작용에 의해 만들어졌을 가능성이 크다. 또한 지화학적으로 현무암질 안산암과 안산암류에서 유문암질암류(화강반암)으로 갈수록 불호정 원소의 증가, 호정성 원소의 감소, 희토류 원소 패턴에서 보이는 Eu의 부(-) 이상 증가 등은 본 역의 유문암질(화강암질) 마그마가 안산암질 마그마로부터 분별정출작용에 의해 진화되었을 가능성이 크다는 것을 시사해 준다. 즉, 본 역을 이루는 암석들을 형성한 근원마그마의 기원은 동일하며. 주로 사장석, 휘석, 그리고 각섬석의 분별결정작용을 통하여 현무암질 안산암 안산암 유문암질암류(화강암질암류)로 분화되었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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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.