• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권7호
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• pp.563-567
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• 2011

The most widely used piezoelectric ceramics are lead oxide based ferroelectrics (PZT). However, the toxicity of lead oxide and its high vapor pressure during processing have led to a demand for alternative lead-free piezoelectric materials. We synthesized Lead-free piezoelectric ceramics of $0.96(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3-0.04SrZrO_3+x$ mol% $ZrO_2$ [KNN-SZ+$xZrO_2$; x= 0~0.10] doped with 0.1 wt% $MnO_2$ by a conventional solid state method. We investigated the piezoelectric properties and microstructures of these disk samples sintered in reduced atmosphere in order to evaluate the possibility of the multilayered piezoelectric ceramics having the base metal such as Ni as a internal electrode. All of these KNN-SZ samples sintered in 3%$H_2-97%N_2$ atmosphere at $1,140^{\circ}C$ exhibit pure perovskite structure irrespective of the content of $ZrO_2$. Meanwhile, the sintering denisty and piezoelectric properties such as $K_p$, $Q_m$ and $d_{33}$ of KNN-SZ samples as a function of $ZrO_2$ content show the maxima ($k_p$=28.07%, $Q_m$= 101.34, $d_{33}$= 156 pC/N) at x= 0.04 and it is likely that there is some morphotropic phase boundary(MPB) in this KNN-SZ+$xZrO_2$ composition system. These results indicate that the ceramic composition is a promising candidate material for applications in lead free multilayer piezoelectric ceramics.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제4권2호
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• pp.24-28
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• 2003

(Ba,Sr,Ca)TiO$_3$ powders, prepared by the sol-gel method, were mixed with organic binder and the BSCT thick films were fabricated by the screen printing techniques on alumina substrates. All the BSCT thick films, sintered at 1420$^{\circ}C$, showed the typical XRD patterns of a perovskite polycrystalline structure. The average grain sizes decreased with increasing amounts of ZrO$_2$, and the BSCT(40/40/20) thick films doped with 2wt% MnO$_2$ showed a value of 8$\mu\textrm{m}$. The thickness of thick films by four-cycle on printing/drying was approximately 951$\mu\textrm{m}$. The relative dielectric constant decreased with increasing Ca content and MnO$_2$ doping amount. The relative dielectric constant, dielectric loss and tunability of the BSCT(50/40/10) thick films doped with 2.0wt% ZrO$_2$ were 772, 0.184％ and 15.62%, respectively.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권1호
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• pp.21-24
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• 2010

고주파 유전체 세라믹 $(Ca_{0.7}Sr_{0.3})_m(Ti_yZr_{1-y})O_3$ 의 미세구조 및 전기적 특성에 대한 Ti 이온 및 몰비의 영향을 조사하였다. $CaZrO_3$의 Zr 위치에 Ti 이온의 치환은 세라믹 소체의 소결밀도 및 미세구조에 큰 영향을 미친다. Zr 위치에 Ti 이온의 치환량 증가에 따라, 소결밀도는 급격히 증가하고, 몰비 m=1.01에서 치밀한 미세조직이 얻어졌다. 한편, 몰비 m=0.99 조성에 대해서는 Ti 치환량이 증가하여도 소결밀도 및 미세구조는 거의 변화가 없이 일정하였다. Ti 치환량 증가에 따라 TCC (temperature coeITicient of capacitance) 곡선은 시계방향으로 회전하여 몰비 m=0.99, 1.01 조성에 대해 COG 특성을 만족하였다. $CaZrO_3$의 TCC 및 소결특성 제어를 위해서는 Ti 치환량이 몰비보다는 효과적임을 보여준다.

• 암석학회지
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• 제12권3호
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• pp.119-134
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• 2003

육십령 복운모화강암은 광물학$.$지화학적으로 과알루미나 성질을 특징적으로 나타낸다. 육십령 화강암체는 1.15∼l.20 범위의 높은 알루미나 포화 지수와 2.20∼2.98wt% 범위의 높은 CIPW norm 강옥 함량을 나타낸다. 색지수는 <16%이고, FeO$^{T}$ +MgO+TiO$_2$,는 평균 1.9 wt%로서 우백질화강암에 해당한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 SiO$_2$성분이 증가함에 따라, TiO$_2$, $Al_2$O$_3$, FeO, Fe$_2$O$_3$, MgO, CaO, $K_2$O, P$_2$O$_{5}$ , Rb, Ba, Sr 은 감소하는 경향을 나타내는 반면, Zr과 Th는 증가하는 경향을 나타내는데, 이는 장석, 흑운모, 인회석 저어콘의 분별경정작용에 기인한 것으로 해석된다. 거정질 암맥에는 SiO$_2$and P$_2$O$_{5}$ 는 높게, 그 외의 주원소는 결핍되어 나타난다. Manaslu, Hercynian 복운모 우백질화강암, Lachlan습곡대의 S-형 화강암과 비교해 보면, 육십령 복운모 우백질화강암은 낮은 Rb, 높은 Ba, Sr을 나타낸다. 거정질 암맥의 지화학적 특징은 육십령 복운모화강암을 형성했던 멜트로부터 일부 원소들의 제거 혹은 유동성에 의해 높은 Rb, Nb와, 낮은 Ba, Sr, Zr, Th, Pb 함유를 나타낸다. 육십령 복운모 우백질화강암은 총 휘토류 함량이 95.7∼123.3ppm 범위를 나타내며, 운석에 대해 표준해보면, 저 내지 중정도의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.7∼0.9)을 가지면서 경희토류원소가 풍부하고 중희토류원소가 결핍된 매우 경사가 져 있는((La/Yb)$_{N}$ = 6.9∼24.8) 변화를 보여준다. 반면에 페그마틱 암맥은 총 휘토류원소의 함량이 7.0ppm으로 운석에 대해 표준화하면, 강한 부의 Eu 이상(Eu/Eu＊= 0.2)을 가진 편평한 양상을 나타낸다. 복운모 우백질화강암을 형성했던 멜트의 성분은 기원암 뿐만 아니라 기원암이 녹은 후의 잔류물질의 양에도 의존한다. 특히 CaO/$Na_2$O의 비와 Rb/Sr-Rb/Ba의 비들은 강한 과알루미나질 화강암에서는 기원암의 성분에, 즉, 기원암의 사장석과 점토 함량 비에 주로 의존한다. 육십령 복운모 우백질화강암은 사장석 성분보다 점토 성분이 풍부한 암석에서 기원한 Manaslu와 Hercynian 복운모 우백질화강암들(예를 들면 Millevaches와 Gueret)보다는 더 높은 CaO/$Na_2$O의 비와 더 낮은 Rb/Sr-Rb/Ba 비를 나타내고 있는데, 이러한 지화학적 특징은 점토 성분보다는 사장석이 풍부한 석영장석질 암석으로부터 기원했던 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1987년도 정기총회 및 창립40주년기념 학술대회 학회본부
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• pp.242-244
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• 1987

Using the energy trapping theory and the acoustic coupling theory. the Bandpass filter(center frequency = 10.7 MHz) of the fundamental thickness mode was made from the composition of $Pb_{0.96}Sr_{0.04}(Zr_{0.53}Ti_{0.47})O_3$+ 1wt% $Fe_2O_3$. Also, in the double mode monolithic filter, It was observed that as decreasing the size of the electrodes, or shortening the gap between two electrodes, the percent frequency separation was increased. Based on these. a 10.7 MHz uniwafer filter was made having the characteristics that bandwidth was 700 KHz and the percent frequency separation was 6 [dB] and selectivity was 29 [dB], end spurious response was 24 [dB] and insertion loss was 7 [dB].

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.218-218
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• 2008

최근 미관을 위하여 소형 네온관 등이 사용되고 있다. 따라서 네온관 등 구동에 사용되는 인버터는 안정기 역할을 하면서 소형화와 경량화가 중요한 요소이다. 본 연구는 압전 특성이 우수한 PZT계 세라믹스 조성인 $(Pb_{0.94}Sr_{0.06})[(Ni_{1/2}W_{1/2})_{0.02}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.07}(Zr_{0.51}Ti_{0.49})_{0.91}]O_3$에 특성 향상을 위해 PbO, $Fe_2O_3$, $CeO_2$, Xwt% $Nb_2O_5$ 조성별로 첨가하였으며 그에 따른 유전, 압전 특성을 조사하고 또한 Rosen type의 압전 트랜스포머를 제작하여 각 조성별 변환효율을 측정하였다. 실험방법은 일반적인 세라믹스 제조공정으로 파우더 혼합 후 24시간 ball milling하고 $850^{\circ}C$ 에서 2시간 하소 후 $1230^{\circ}C$에서 2시간 소결하였다. 또한 최종 소결 시편을 이용하여 Rosen type의 압전 트랜스포머를 제작하였다. 상 분석을 위해 XRD를 이용하여 perovskite구조를 확인하고 미세구조확인을 위해 SEM으로 관찰하였다. 압전 특성을 평가하기 위해 압전 $d_{33}$ Meter를 사용하였으며, Impedence analyzer HP 4194A를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.727-738
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• 2007

운봉지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 자연 배경치를 제시하고, 그 기반암(압쇄상화강암, Kim et al., 1992)과의 비교를 통해 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 73개의 하상퇴적 물시료를 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 채취하였고, XRD, XRF ICP-AES, NAA를 이용하여 주성분원소 및 미량성분원소를 분석하였다. 운봉지역의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;36.94{\sim}65.39 wt.%,\;Al_2O_3\;10.15{\sim}21.77wt.%,\;Fe_2O_3\;3.17{\sim}10.90wt.%,\;CaO\;0.55{\sim}5.27wt.%,\;MgO\;0.52{\sim}4.94wt.%,\;K_2O\;1.38{\sim}4.54wt.%,\;Na_2O\;0.49{\sim}3.36wt.%,\;TiO_2\;0.39{\sim}1.27wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.22wt.%,\;P_2O_5\;0.08{\sim}0.54wt.%$의 범위를 보이며, 미량성분 및 희토류원소 함량은, $Cu\;4.8{\sim}134ppm,\;Pb\;24.2{\sim}82.5ppm,\;Sr\;95.9{\sim}739ppm,\;V\;19.9{\sim}124ppm,\;Zr\;52.9{\sim}145ppm,\;Li\;25.2{\sim}3.3ppm,\;Co\;3.87{\sim}50.0ppm,\;Cr\;17.4{\sim}234ppm,\;Hf\;3.93{\sim}25.2ppm,\;Sc\;4.60{\sim}20.6ppm,\;Th\;3.82{\sim}36.9ppm,\;Ce\;45.7{\sim}243ppm,\;Eu\;0.89{\sim}2.69ppm,\;Yb\;1.42{\sim}5.18ppm$의 범위를 보인다. 주성분원소의 함량비교에서 CaO, $Na_2O,\;K_2O$ 함량은 하상퇴적물에서 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992)인 압쇄상화강암류보다 높게 나타난다. 그리고 $Al_2O_3$와 $SiO_2$는 하상퇴적물과 기반암(압쇄상화강암류, Kim et al., 1992) 모두에서 높은 상관관계를 보인다. 하상퇴적물에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량도 같이 증가하는 특징을 보이나, 압쇄상화강암류에서는 $SiO_2$ 함량이 높아질수록 희토류원소 함량은 감소하는 특징을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제39권3호
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• pp.329-342
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• 2006

이 연구에서는 곤양지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성을 규명하고 환경오염과 지질재해에 대해서 이해하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 178개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRD, XRF, ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 석영반암 지역, 퇴적암류 지역, 아노르도사이트 지역과 편마암류 지역으로 분류하였다. 곤양지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;41.86{\sim}76.74\;wt.%,\;Al_{2}O_{3}\;9.92{\sim}30.00\;wt.%,\;Fe_{2}O_{3}\;2.74{\sim}12.68\;wt.%,\;CaO\;0.22{\sim}3.31\;wt.%\;,MgO\;0.34{\sim}3.97\;wt.%,\;K_{2}O\;0.75{\sim}0.93\;wt.%,\;Na_{2}O\;0.25{\sim}1.92\;wt.%,\;TiO_{2}\;0.40{\sim}3.00\;wt.%,\;MnO\;0.03{\sim}0.21\;wt.%,\;P_{2}O_{5}\;0.05{\sim}0.38\;wt.%$이다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Cu\;7{\sim}102\;ppm,\;Pb\;15{\sim}47\;ppm,\;Sr\;48{\sim}513\;ppm,\;V\;29{\sim}129\;ppm,\;Zr\;31{\sim}217\;ppm,\;Li\;14{\sim}94\;ppm,\;Co\;5.6{\sim}32.1\;ppm,\;Cr\;23{\sim}259\;ppm,\;Cs\;1.7{\sim}8.7\;ppm,\;Hf\;2.1{\sim}109.0\;ppm,\;Rb\;34{\sim}247\;ppm,\;Sc\;4.5{\sim}21.9\;ppm,\;Zn\;24{\sim}609\;ppm,\;Sb;0.8{\sim}2.6\;ppm,\;Th\;3{\sim}213\;ppm,\;Ce\;22{\sim}1000\;ppm,\;Eu;0.7{\sim}5.3\;ppm,\;Yb\;0.6{\sim}6.4\;ppm$의 범위를 보인다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.675-687
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• 2006

이 연구에서는 청풍지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 규명을 통해, 주성분원소 및 미량원소에 대한 청풍지역의 자연배경치를 제시하고, 지구화학적 재해에 대해 예견하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰으며, 화학적 분석을 위해 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였다. 주성분원소 및 미량성분원소는 XRD, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 분석하였다. 청풍지역 하상퇴적물의 기반암에 따른 지질집단별 지구화학적 특성 비교를 위해, 화강암질편마암지역, 메타텍틱편마암지역, 다도응회암지역, 유치역암 지역, 능주용암지역으로 분류하였다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 주성분원소 함량은 $SiO_2\;47.31{\sim}72.81\;wt.%,\;Al_2O_3 \;11.26{\sim}21.88\;wt.%,\;Fe_2O_3\;2.83{\sim}8.39\;wt.%,\;CaO\;0.34{\sim}7.54\;wt.%,\;MgO\; 0.55{\sim}3.59\;wt.%,\;K_2O\;1.71{\sim}4.31\;wt.%,\;Na_2O\;0.56{\sim}2.28\;wt.%,\;TiO_2\;0.46{\sim}1.24\;wt.%,\;MnO\;0.04{\sim}0.27\;wt.%,\;P_2O_5\;0.02{\sim}0.45\;wt.%$이다. 청풍지역 하상퇴적물 전체에 대한 미량성분원소 및 희토류원소 함량은 $Ba\;700ppm{\sim}8990ppm,\;Be\;1.0{\sim}3.50ppm,\;Cu\;6.20{\sim}60ppm,\;Nb\;12{\sim}28ppm,\;Ni\;4.4{\sim}61ppm,\;Pb\;13{\sim}34ppm,\;Sr\;65{\sim}787ppm,\;V\;4{\sim}98ppm,\;Zr\;32{\sim}164ppm,\;Li\;21{\sim}827ppm,\;Co\;3.68{\sim}65ppm,\;Cr\;16.7{\sim}409ppm,\;Cs\;72{\sim}37.1ppm,\;Hf\;4.99{\sim}49.2ppm,\;Rb\;71.9{\sim}649ppm,\;Sb\;0.16{\sim}5.03ppm,\;Sc\;4.97{\sim}5ppm,\;Zn\;26.3{\sim}375ppm,\;Ce\;60.6{\sim}373ppm,\;Eu\;0.82{\sim}6ppm,\;Yb\;0.71{\sim}10ppm$의 범위를 보였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.191-191
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• 2008

강유전성 세라믹스 재료로써는 PZT계열의 세라믹재료가 널리 쓰이고 있다. 이는 우수한 유전 및 압전특성을 가지고 있으나, PbO을 다량 함유하고 있어 $1000^{\circ}C$이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질 때문에 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 PbO를 과잉 첨가시키기 때문에 PbO휘발로 인한 강한 독성이 인체에 유해하고, 비환경 친화적인 물질로 최근에는 환경문제가 대두됨에 따라 대체 또는 보완 할 수 있는 방안에 검토되고 있다. 본 연구는 그 해결책의 한 방안으로 압전특성이 우수한 $(Pb_{0.94}Sr_{0.06})[(Ni_{1/2}W_{1/2})_{0.02}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.07}(Zr_{0.51}Ti_{0.49})_{0.91}]O_3$계 조성을 설계하고 Glass frit(0~1.1 wt%)를 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하고 $1000^{\circ}C$ 이하의 저온에서 소결하여 유전 및 압전 특성을 평가하였다. 실험방법은 일반적인 세라믹스 제조공정으로 24시간 ball milling하고 $850^{\circ}C$에서 2시간 하소 후 Glass frit를 소결조제로 소랑 첨가하여 $1000^{\circ}C$ 이하 온도에서 소결을 진행하여 각 소결온도에 따른 유전 및 압전 특성을 평가하였다. 최종 소결된 시편의 밀도와 수축율을 분석하여 최적의 소결온도를 확립하였으며 XRD분석을 통해 perovskite구조를 확인하고 미세구조확인을 위해 SEM으로 관찰하였다. 압전 특성을 평가하였다.