• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
• /
• v.19 no.8
• /
• pp.707-711
• /
• 2006

ZnO was doped up to 0.3 wt% for improving the electrical properties of lead-free $[Li_{0.04}(Na_{0.44}Ko_{0.52})-(Nb_{0.86}\;Ta_{0.10}\;Sb_{0.04})]O_3$ piezoelectric ceramics. The ceramics were fabricated with the conventional sintering processes. Crystal structure of the samples was tetragonal phase regardless of ZnO amount. However, the piezoelectric properties were varied with the ZnO amount. The electro-mechanical coupling factor $(k_p)$ was with the ZnO amount up to 0.2 wt% but decreased with the further addition. the maximum value of $k_p$ was 0.475. Density, piezoelectric charge constant and relative dielectric constant was also showed maximum value at 0.2 wt%. The maximum values are $4.75g/cm^3$, 275 pC/N, 1403, respectively. In contrast, the mechanical quality factor $(Q_m)$ was not varied with increasing the ZnO addition up to 0.2 wt% but rapidly increased at 0.3 wt%.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.15 no.4 s.42
• /
• pp.391-405
• /
• 2005

Chemical and isotopic analysis for stream water, shallow groundwater, intermediate groundwater and deep groundwater was carried out to grasp hydrogeochemical characteristics of groundwater in the Heunghae area, Pohang city. Water type of stream water and shallow groundwaters is typified as Ca-Cl type, intermediate groundwater is $Na-HCO_3$, and deep groundwater is prominent in Wa-Cl type. $HCO_3^-\;and\;SiO_2$ in shallow groundwater are originated from weathering of silicate minerals, whereas those of deep groundwaters are resulted from weathering of carbonate minerals. Ca and Mg ions in both shallow and deep groundwaters are resulted from weathering of calcite and dolomite. $SO_4^{2-}$ in shallow groundwater is originated mainly from pyrite oxidation. As well depth increases, pH and TDS increase, but Eh and DO decrease. Alkali metal contents(K, Na, Li) increases as well depth increases, but alkali earth metal(Mg, Ca) and hi concentrations increase as well depth decreases. Anions, halogen elements(F, Cl, Br), and $HCO_3$ contents increase as well depth increases. The average stable isotope value of the groundwater of each depth is as follows; deep groundwater: ${\delta}^{18}O=-10.1\%o,\;{\delta}D=-65.8\%_{\circ}$, intermediate groundwater: ${\delta}^{18}O=-8.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-59.6\%_{\circ}$, shallow groungwater : ${\delta}^{18}O=-8.0\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.6\%_{\circ}$, surface water : ${\delta}^{18}O=-7.9\%_{\circ},\;{\delta}D=-53.3\%_{\circ}$ respectively.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2004.11a
• /
• pp.489-493
• /
• 2004

[ $Ba_2NaNb_5O_{15}$ ]은 orthorhombic tungsten bronze 결정구조를 갖는 강유전체로서, 단결정의 경우 $LiNbO_3$에 비해 우수한 비선형 전광계수 값을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 또한 주목할만한 초전, 압전, 강유전특성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 다른 강유전체박막에 비하여 상대적으로 연구가 덜 이루어진 BNN 박막을 세라믹 타겟을 사용하여 이온빔 보조 증착법을 사용하여 제조하였으며, $Ar/O_2$ 분위기에서 증착된 BNN 박막에 대한 결정화 및 배향 특성을 고찰하였고, 이에 따른 전기적 특성의 변화를 살펴보았다. 연구에 사용된 기판은 $Pt(100)/TiO_2/SiO_2/Si(100)$이었으며, 이온빔 보조 증착법에서 보조 이온빔의 에너지를 $0{\sim}400eV$로 변화 시키며 BNN 박막을 증착한 후, 열처리하였다. BNN 박막의 전기적 특성은 MFM 박막 커패시터의 형태로 제조하여 강유전 특성에 대해 살펴보았다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
• /
• v.6 no.6
• /
• pp.245-248
• /
• 2005

The physical and electrical properties of polycrystalline $\beta$-SiC were studied according to different nitrogen doping concentration. Nitrogen-doped SiC films were deposited by LPCVD(1ow pressure chemical vapor deposition) at $900^{\circ}C$ and 2 torr using $100\%\;H_2SiCl_2$ (35 sccm) and $5 \%\;C_2H_2$ in $H_2$(180 sccm) as the Si and C precursors, and $1\%\;NH_3$ in $H_2$(20-100 sccm) as the dopant source gas. The resistivity of SiC films decreased from $1.466{\Omega}{\cdot}cm$ with $NH_3$ of 20 sccm to $0.0358{\Omega}{\cdot}cm$ with 100 sccm. The surface roughness and crystalline structure of $\beta$-SiC did not depend upon the dopant concentration. The average surface roughness for each sample 19-21 nm and the average surface grain size is 165 nm. The peaks of SiC(111), SiC(220), SiC(311) and SiC(222) appeared in polycrystalline $\beta$-SiC films deposited on $Si/SiO_2$ substrate in XRD(X-ray diffraction) analysis. Resistance of nitrogen-doped SiC films decreased with increasing temperature. The variation of resistance ratio is much bigger in low doping, but the linearity of temperature dependent resistance variation is better in high doping. In case of SiC films deposited with 20 sccm and 100 sccm of $1\%\;NH_3$, the average of TCR(temperature coefficient of resistance) is -3456.1 ppm/$^{\circ}C$ and -1171.5 ppm/$^{\circ}C$, respectively.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2002.07c
• /
• pp.1494-1496
• /
• 2002

내열 충격성 및 적외선 투과를 갖는 LAS($Li_2O-Al_2O_3-SiO_2$)계 글라스세라믹스를 제조하였다. 본 연구에서는 LAS계에 $TiO_2$를 핵형성제로, 점도를 감소시키기 위해 $P_2O_5$를 첨가하여 유리를 제조한 후, 글라스세라믹 결정상을 석출시켰다. 석출된 주 결정상은 ${\beta}$-eucryptite(SS)이었으며, 열팽창 계수가 거의 제로에 가까운 값을 얻었다. 또한 선택적인 스펙트럼의 흡수를 위한 color dopants에 대한 기초 자료 등이 조사되었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.50 no.3
• /
• pp.186-194
• /
• 2013

The relationship between composition and properties of enamel glass was investigated by introducing a mixture design. The enamel glass was manufactured by mixing various components under the following constraints: $45{\leq}SiO_2{\leq}55$, $10{\leq}B_2O_3{\leq}18$, $6{\leq}Na_2O{\leq}15$, $1{\leq}Li_2O{\leq}6$, $5{\leq}K_2O{\leq}10$, $0{\leq}TiO_2{\leq}8$, $0{\leq}ZrO_2{\leq}8$, 13.3MO (mol %). A mathematical model for the calculation of some properties of enamel glasses as a function of their composition was developed by the experimental statistical method. The results showed that the proposed model with the experimental measurement were in good agreement and the mixture experimental design was an effective method for optimizing the composition of the enamel glass with respect to its properties.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
• /
• 1996.06b
• /
• pp.219-222
• /
• 1996

수열법은 밀폐용기중에서 10$0^{\circ}C$이상의 가열, 가압된 수용액이 반응에 관여하는 것으로써, 수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4 등과 같은 단결정의 육성 뿐만 아니라 균일분산계로부터 균일한 결정성의 미립자 합성에도 폭넓게 이용되고 있다. 세라믹분말의 합성에 있어서, 이 방법은 특히 형상, 입자크기의 제어가 용이할 뿐만 아니라 고상법, 졸-겔법, 공침법에서와 같은 열처리, 분쇄과정이 필요없기 때문에 고순도의 초미립자를 얻을 수 있는 장점이 있다. 근년 미국, 일본에서는 수열법을 이용한 유전, 압전체 등 세라믹분말의 일부가 공업적인 규모로 대량 생산되고 있다. 그러나 이에 대한 국내 기술은 아직 초기단계에 이르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구실에서는 수열법에 의한 단결정 육성 (예; 자수정, CaCO3, AlPO4, GaPO4, KTP, Emerald 등), 박막제조 (예; GaP, PbTiO3, BaTiO3 등), 정제 (고령토, 장석, 도석 등), 원석처리 (진주, 인공 emerald, 비취 등) 그리고 각종 세라믹분말의 합성 등과 같은 다양한 기반기술의 축적과 동시에 공업화에 대응한 수열장치를 위하여 반응용기의 대형화, 엄밀한 밀폐방식, 실용적인 수열조건 등을 개발해 오고 있다. 본 발표에서는 현재까지의 연구개발 내용 중에서 결정성 미립자에 관련한 세라믹분말의 합성에 대한 일부의 결과들을 보고한다. 일반적으로 수열장치는 전기로, 반응용기, 온도 및 압력제어계 등을 기본으로 하고 있으며 시판용의 대부분이 교반기가 부착된 수직형 (vertical type)이다. 이와 같은 방식에 있어서는 엄밀한 밀폐가 곤란, 반응온도의 한계성 (25$0^{\circ}C$ 이하), 증진율의 한계성 (소량생산) 등과 같은 점이 있기 때문에 본 연구실에서는 개폐식 전기로내에 엄밀한 밀폐가 가능한 수평식(horizontal type)의 반응용기를 채택한 뒤 이를 회전 또는 시이소(seesaw)식으로 움직일 수 있도록 하여 연속공정화, 온도구배의 자율조절 그리고 보다 저온에서도 인위적인 이온의 확산을 효율적으로 유도할 수 있도록 하였다. 이와 같은 방식은 기존의 방식과 비교하여 반응용기 내에 응집현상과 미반응물이 존재하지 않으며 또한 단분산으로 결정성 미립자를 대량적으로 얻을 수 있는 장점이 있었다. 다음은 이상과 같이 본 연구실에서 자체 개발한 수열장치를 이용하여 PbTiO3, (Pb,La)TiO3Mn, BaTiO3, ZnSiO4:Mn, CaWO4 등과 같은 세라믹분말에 대한 합성 실험의 결과이다. 압전성, 초전성이 우수한 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 분말의 수열합성은 PbO, TiO2, La2O3 등의 분말을 출발원료로 하여 합성도도 25$0^{\circ}C$부근의 알카리성 용액중에서 결정성 PbTiO3 및 (Pb,La)TiO3:Mn 미립자를 단상으로 얻었으며 입자의 형상 및 크기는 합성온도와 수열용매의 종류에 의존하였다. 유전체로서 폭넓게 응용되고 있는 BaTiO3 분말은 Ba(OH)2.8H2O, TiO2와 같은 최적의 출발원료를 선택함으로써 15$0^{\circ}C$ 부근의 저온영역에서도 용이하게 합성할 수 있었다. 특히 본 연구에서는 수용성인 Ba(OH)2.8H2O를 사용함으로써 host-guest적인 반응을 유도시키는데 있어 물의 가장 실용적이고 효과적인 수열용매임도 알았다. ZnSiO4:Mn, CaWO4, MgWO4와 같은 형광체 분말은 공업적으로 고상반응 또는 습식법에 의해 얻어지고 있으나 이들 방법에 있어서는 분쇄공정으로 인한 형광특성의 저하와 같은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 수열법을 이용하여 이들 화합물의 합성을 시도하였으며 그 결과 합성온도 30$0^{\circ}C$ 부근의 알칼리성 용액중에서 수열적으로 얻어짐을 알았다. 여기서의 합성분말을 이용하여 실제 조명램프로 제조한 결과 녹색, 청색 발광용 형광체로서 우수한 형광특성을 나타내었다. 천연에서 소량 산출되고 있는 고가의 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말은 도자기의 전사지용 청색안료로써 이용되고 있다. 본 연구실에서는 LiOH.H2O, Al(OH)3, MnO2 등의 분말을 출발원료로 하고 24$0^{\circ}C$ 온도 부근 그리고 물을 수열용매로 하여 천연산에 필적하는 (Li,Al)MnO2(OH)2:Co 분말을 인공적으로 합성하였다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.27 no.4
• /
• pp.83-89
• /
• 2020

For the past few decades, as part of efforts to protect the environment where fossil fuels, which have been a key energy resource for mankind, are becoming increasingly depleted and pollution due to industrial development, ecofriendly secondary batteries, hydrogen generating energy devices, energy storage systems, and many other new energy technologies are being developed. Among them, the lithium-ion battery (LIB) is considered to be a next-generation energy device suitable for application as a large-capacity battery and capable of industrial application due to its high energy density and long lifespan. However, considering the growing battery market such as eco-friendly electric vehicles and drones, it is expected that a large amount of battery waste will spill out from some point due to the end of life. In order to prepare for this situation, development of a process for recovering lithium and various valuable metals from waste batteries is required, and at the same time, a plan to recycle them is socially required. In this study, we introduce a nanoscale pattern transfer printing (NTP) process of Li2CO3, a representative anode material for lithium ion batteries, one of the strategic materials for recycling waste batteries. First, Li2CO3 powder was formed by pressing in a vacuum, and a 3-inch sputter target for very pure Li2CO3 thin film deposition was successfully produced through high-temperature sintering. The target was mounted on a sputtering device, and a well-ordered Li2CO3 line pattern with a width of 250 nm was successfully obtained on the Si substrate using the NTP process. In addition, based on the nTP method, the periodic Li2CO3 line patterns were formed on the surfaces of metal, glass, flexible polymer substrates, and even curved goggles. These results are expected to be applied to the thin films of various functional materials used in battery devices in the future, and is also expected to be particularly helpful in improving the performance of lithium-ion battery devices on various substrates.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2000.11a
• /
• pp.571-574
• /
• 2000

In this study, Tin oxide thin film for secondary battery was deposited on Pt/Ti/Si(100). It was fabricated by r.f. reactive sputtering with Tin metal target. At constant power (130W), pressure (Base 5$\times$10$^{-6}$ Torr, working 5$\times$10$^{-3}$ Torr) and at room temperature, it was fabricated by Ar/O2 gas ratio. After deposition, we got AFM & SEM to investigated surface of thin films and had XRD to find crystalline of thin films. Charge/discharge characteristics were carried out in 1M LiPF$_{6}$ , EC:DMC = 1:1 liquid electrolyte using lithium metal at room temperature.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.218-219
• /
• 2005

In this paper, in order to develop Pb-free piezoelectric ceramics, $[Li_{0.04}(Na_{0.44}K_{0.52})-(Nb_{0.86}Ta_{0.10}Sb_{0.04})]O_3$ ceramic was fabricated with the variation of ZnO addition. Piezoelectric properties of the ceramic were varied with the amount of ZnO addition and showed the maximum kp value at 0.2 wt% ZnO addition. Qm of ZnO added ceramics showed lower values than the non-added ceramics, however, the kp was increased by the addition of ZnO up to 0.2 wt%. At the sintering temperature of 1110$^{\circ}C$ and the calcination temperature of 850$^{\circ}C$, the optimal values of density=473g/$cm^3$, kp=0.473, $\varepsilon_r$=1403 were obtained.