• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.10
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• pp.955-962
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• 2015

The Vickers test can be used for all types of materials, and it has one of the widest scales among hardness tests. The hardness may be considered as a probability variable when evaluating the mechanical properties of materials. In this study, we investigate the statistical properties of the bending strength and Vickers hardness in $ZrO_2$ monolithic and $ZrO_2/SiC$ composites depending on the amount of $TiO_2$ additives. The bending strength and Vickers hardness were found to agree well with the Weibull probability distribution. We evaluate the scale parameter and shape parameter in as-received $ZrO_2$ and $ZrO_2/SiC/TiO_2$ ceramics, as well as their heat treated ceramics. We also evaluate the parameters in accordance with the increase in in the indentation load.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.9
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• pp.901-907
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• 2015

The Vickers hardness test is a common method used to characterize the hardness of ceramic materials. However, the hardness is not a deterministic value, but is a random variable. The objective of this paper is to investigate the statistical properties of the bending strength and a set of Vickers hardness values in single $ZrO_2$ and composite $ZrO_2/SiC$ with a SiC additive. In this work, we compare the characteristic value and variation with the results based on Weibull statistical analysis. The probability distributions of the bending strength and Vickers hardness agreed relatively well with the Weibull distribution. We evaluate the scale parameter and shape parameter in asreceived $ZrO_2$ and $ZrO_2/SiC$ composite ceramics, as well as in their heat treated ceramics.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.296-297
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• 2014

고체윤활제는 고온부품의 응용에 매우 적합한 소재이다. 세라믹스를 기반으로 하는 고온저마찰소재는 우주항공, 발전시설 등과 같은 다양한 분야에서 매우 중요하다. 본 연구는 고온저마찰 소재를 가지는 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층의 마찰마모거동에 초점을 맞추고 있다. 이 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층은 대기플라즈마 용사법으로 제작하였으며, 비윤활상태에서 마찰마모거동을 조사하였다.

• 한국전자현미경학회:학술대회논문집
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• 1995.06a
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• pp.40-41
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• 1995

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.12
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• pp.987-995
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• 2016

In this study, the effects of shot peening (SP) on the Vickers hardness of $ZrO_2$ were studied. The size of the shot balls were ${\phi}180{\mu}m$ and ${\phi}300{\mu}m$. The Vickers hardness was measured using an indentation load of 98 N and 294 N. The Vickers hardness was evaluated using Weibull statistical analysis. The scale parameters were significantly evident from the indentation load of 98 N and the shot ball of ${\phi}180 {\mu}m$. Generally, the shape parameters were also evident from the small short ball (180sp). Thus, it is shown that the introduction of a compressive residual stress by SP is an effective technique for increasing the mechanical properties of $ZrO_2$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.307-307
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• 2007

압전액츄에이터 및 초음파진동자는 전자제품의 소형화 및 경량화, 의료기기, 모바일기기 및 소형로붓의 발전에 힘입어 그 활용범위가 넓게 확장되고 있다. 1960년 Smolenski등에 의해 $A(B_1,B_2)O_3$형 복합 페로브스카이트 구조를 갖는 강유전성 세라믹스에 대한 연구가 시작된 이래 $Pb(Co,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Zn,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Mg,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$ 등 3성분계 세라믹스의 유전, 압전 및 강유전 특성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 압전성이 우수한 세라믹스들은 Pb가 포함되어 있기 때문에 $1000^{\circ}C$ 이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 환경오염뿐만 아니라, 경제적인 측면에서도 많은 문제점을 가지고 있다. 소결조제를 이용한 산화물 첨가법은 PbO의 휘발을 억제하는 저온소결 방법중 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 적층형 압전액츄에이터로 사용하기위한 저온소결 압전세라믹스를 개발하기 위하여 PZN-PZT세라믹스에 $Li_2CO_3$, $Bi_2O_3$, CuO 를 소결조제로 사용하여 $Li_2CO_3$의 첨가량 변화에 따른 압전 및 유전 특성을 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.27-28
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• 2005

본 연구에서는$Cr_2O_3$ 와 $Nb_2O_5$ 를 첨가한 $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.48})O_3$ 세라믹스에서 $Nb_2O_5$ 첨가량에 따른 소결 및 압전, 유전특성을 조사하였다. $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.48})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + wt% $Nb_2O_5$ ($0.{\sim}2wt.%$)의 첨가량에 따른 압전, 유전특성 및 미세구조에 관해 연구하였다. 본조성에서 $Nb_2O_5$ 첨가량이 증가함에 따라 입경의 크기는 증가하였으며, 0.5 wt% $Nb_2O_5$ 첨가조성에서 $4\sim5\mu m$의 최대 평균입경을 보이다가 그 이상의 첨가 조성에서 급격히 감소하였다. 유전상수와 kp 는 $Nb_2O_5$ 첨가량이 1.0 wt% 조성까지 증가하였다가 그 이상 조성에서 감소하였다. $Nb_2O_5$ 첨가량이 증가함에 따라 삼방정(rhombohedral)구조에서 정방정(tetragonal)구조로 상전이 일어났으며, 본 조성의 상경계 영역인 0.5 wt% 조성에서 $\varepsilon_r$ = 730, $k_p$ = 0.72, $d_{33}$ = 450, $g_{33}$ = 70의 우수한 압전 특성을 나타내었다. 이러한 조성은 접촉센서용 복합압전소재의 실용가능성을 제시하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.5
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• pp.546-552
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• 1993

본 연구에서는 입계의 성질을 이용한 PTCR 재료에 입계 modifier로서 $Bi_{2}$$O_{3}$와 BN을 첨가하고 입계의 미세구조와 결함농도를 변화시켜 이에 따른 소결 및 전기적 특성변화를 TMA, XRD, 복합 임피던스방법 등을 이용하여 해석하였다. 실험 결과 Y이 도우핑된 BaT$iO_{3}$ PTCR 재료에 $Bi_{2}$$O_{3}$를 첨가하였을때 약 0.1mol%까지 고용이 되는 것으로 밝혀졌다. $Bi_{2}$$O_{3}$를 고용한계 이하로 첨가시에는 생성되는 vacancy등의 결함으로 말미암아 Y-BaT$iO_{3}$의 치밀화가 촉진되었으나, 그 이상 첨가하면 치밀화 뿐만 아니라 결정립 성장도 억제되었다.$Bi_{2}$$O_{3}$ 결정립 내부에 Ba와 Ti vacancy가 동시에 생길 수 있어 고온저항이 높아짐을 알 수 있었다. BN은 BaT$iO_{3}$에 고용이 되지 않는 것으로 밝혀졌으며 $B_{2}$O/wub/3를 주성분으로한 액상형성으로 인하여 저온에서의 급격한 치밀화가 관찰되었다. 또 Ba-Y-Ti-B-O의 비정질 상이 tripie junction에 존재함으로서 상온저항이 크게 변화하였으며, PTCR jump도 높아졌다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.3
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• pp.267-273
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• 2016

This study evaluated the mechanical properties and crack-healing abilities of zirconia composite ceramics. The six kinds of specimens used were: partially stabilized zirconia (Z) and five zirconia composite (ZS, ZST1, ZST2, ZST3, and ZST5) with SiC and $TiO_2$. There was not a large difference between the Vickers hardness of the six types of zirconia ceramics. The bending strength of the ZS specimen degraded rapidly, but the zirconia specimens with $TiO_2$ (ZST1, ZST2, ZST3, and ZST5) showed improved strength. Therefore, it was determined that the bending strength is affected by the crystallization, which is due to the addition of SiC and $TiO_2$. From the crack-healing conditions having the highest bending strength, monolithic zirconia retained its cracks, while the specimens of four types with SiC healed their cracks.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.327-328
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• 2006

본 연구에서는 0-3 타입의 압전 세라믹 - 고분자 복합소재를 제조하기 위해서 $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.48})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1 wt% $Nb_2O_5$ 조성을 기본 조성으로 하여, 세라믹-고분자 첨가량에 따른 복합소재의 전기적 특성과 여러 분극조건, 즉 분극온도, 분극시간, 분극전압 변화에 의한 압전 특성을 고찰하였다. 세라믹 첨가비율이 증가함에 따라 유전상수와 압전상수($d_{33}$)는 증가하였으며, 전압상수($g_{33}$)는 급격히 감소하는 경향을 보였으며, 분극시간과 분극전압도 전기적 특성에 영향을 주는 것을 확인하였다. 분극전압 5KV 인가한 고분자 15% 첨가한 복합 소재에서 유전상수 13, 압전상수 $d_{33}$ 23(${\ast}10^{-12}C/N$), 전압상수 $g_{33}$ 170($10^{-3}v.m/N$)의 우수한 특성을 나타내었다.