• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.43-43
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• 2009

단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.159-159
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• 2015

금속의 기계적 강화방법인 결정립미세화의 일종으로 미세한 쌍정을 도입하여 기계적강도를 향상시키면서 전기전도도는 감소시키지 않는 방안으로 nanotwin 구조의 Cu가 보고되고 있다. Nanotwin 구조는 FCC결정구조에서 특정 결정면을 [(111) mirror plane]을 기준으로 정합계면을 유지하면서 원자층의 배열이 역전되는 구조가 수~수십나노 수준의 간격으로 이뤄진 미세조직을 의미한다. 전해도금법을 이용한 nanotwin Cu의 형성방법으로는 pulse 파형을 사용하는데, pulse파형의 on time동안의 높은 전류밀도로 인해 발생한 도금층의 stress가 off time동안에 release되면서 nanotwin구조가 형성되는 것으로 보고되고 있다. Nanotwin형성 조건으로 보고된 pulse 도금 조건은 수에서 수십밀리초의 on time에 duty cycle($t_{on}/(t_{off}+t_{on})$)이 1/100~1/10 수준이다. 본 연구에서는 전기이중층의 이온고갈에 필요한 회복시간인 수에서 수십 밀리초 보다 짧은 시간인 마이크로 초($1{\mu}s$, $10{\mu}s$ 및 $100{\mu}s$)의 pulse 전류를 인가하였을 때에 발생하는 구리 도금층의 미세조직의 변화에 대해 알아보고자 한다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.25 no.3
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• pp.7-12
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• 2018

The effects of Ru deposition temperature and post-annealing conditions on the interfacial adhesion energies of atomic layer deposited (ALD) Ru diffusion barrier layer and Cu thin films for the advanced Cu interconnects applications were systematically investigated. The initial interfacial adhesion energies were 8.55, 9.37, $8.96J/m^2$ for the sample deposited at 225, 270, and $310^{\circ}C$, respectively, which are closely related to the similar microstructures and resistivities of Ru films for ALD Ru deposition temperature variations. And the interfacial adhesion energies showed the relatively stable high values over $7.59J/m^2$ until 250h during post-annealing at $200^{\circ}C$, while dramatically decreased to $1.40J/m^2$ after 500 h. The X-ray photoelectron spectroscopy Cu 2p peak separation analysis showed that there exists good correlation between the interfacial adhesion energy and the interfacial CuO formation. Therefore, ALD Ru seems to be a promising diffusion barrier candidate with reliable interfacial reliability for advanced Cu interconnects.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.11a
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• pp.28-28
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였￡며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.8
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• pp.641-646
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• 2001

The $CoSi_2$ layers have been in-situ grown on undoped poly-Si by the reactive chemical vapor deposition of $Co({\Eta}^5-C_5H_5)(CO)_2$ at $650^{\circ}C$ and their thermal stabilities have been investigated in the temperature range of 800 to $1000^{\circ}C$. The $CoSi_2$ layer grown by the in-situ method had grains with large area of (111) plane, while grains with little area of (111) plane appeared on the $CoSi_2$ layer grown by the conventional two-step method where $CoSi_2$ formed first and transformed to $CoSi_2$. The thermal stability of the $CoSi_2$ layer grown by the in- situ process was improved by more than $100^{\circ}C$ higher than that of the $CoSi_2$ layer grown by the conventional two-step process. The $CoSi_2$ layer grown in situ on a large-grained Poly-Si was stable up to $950^{\circ}C$. The effect of stability improvement by the in situ growth was more pronounced when the grain sizes of the poly-Si substrate were small. The improved thermal stability of the in-situ grown $CoSi_2$ layer could be mainly due to the formation of a uniform $CoSi_2$ layer with the $CoSi_2$ grains, which are in the form of epitaxial-like growth on the each poly-Si grains, causing a reduction of the interfacial energy of the system.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.5 no.1
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• pp.28-42
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• 1992

본 논문에서는 ZnO 바리스터의 유전특성에 대해 검토하였다. 25~75[.deg.C]의 온도에서 1[kHz]~13[MHz]의 부파수 범위에서 LCR meter와 computer로 구성된 측정장치를 사용하여 정전용량-주파수, 및 손실계수-주파수의 관계를 측정하였다. 수학적 해석 방법에 의해 복소유전율의 실험결과로 부터 3-4개의 Debye 피크를 추출할 수 있었다. 각 피크를 .alpha., .betha., .gamma. 및 .delta.라 할 때 활성화에너지는 각각 0.35-0.48, 0.62-0.99, 0.48 및 0.33-0.41[eV]이었고, 각 피크 중 .gamma.는 공핍층에 형성된 도너준위, .alpha. 및 .delta.는 결정립 계면준위, .betha.피크는 도너이온에 의한 것으로 추정된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.225-225
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• 2008

PLZT 박막을 Pt/Ti/$SiO_2$/Si 기판 위에 RF-마그네트론 스퍼터링방법으로 형성할 때 기판온도에 따른 PLZT 박막의 결정성과 전기적 특성 및 강유전 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 하부전극 Pt와 PLZT 박막 사이에는 완충층으로 $TiO_2$를 사용하여 계면에서의 상호확산을 제어하면서 우수한 물성의 PLZT 박막을 얻고자 하였으며, 여러 기판온도에서 PLZT 박막을 증착한 후, 박막의 결정화를 위해 급속열처리법으로 $700^{\circ}C$로 후열처리하였다. 그 결과 기판온도 $400^{\circ}C$에서 증착한 PLZT 박막이 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 이때의 잔류분극과 누설전류밀도는 각각 15.8 ${\mu}C/cm^2$, $5.4\times10^{-9}A/cm^2$ 이였다. 그러나 $500^{\circ}C$에서는 결정립 조대화현상이 나타나면서 잔류분극과 누설전류밀도는 9 ${\mu}C/cm^2$, $3.09\times10^{-7}A/cm^2$로 특성이 저하되었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.9 no.4
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• pp.196-202
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• 1999

The magnetic properties and the microstructures of the Mn-Ir/Ni-Fe multilayers with various stacking structures and buffer layer materials have been investigated. The (111) texture of Mn-Ir/Ni-Fe was observed in the top structures with Ta, Zr, or Ti buffer materials. However, all Mn-Ir/Ni-Fe multilayers with top structures exhibit high $H_{ex}$, regardless of the (111) preferred orientation of Mn-Ir film. The samples whose high $H_{ex}$ observed grain-to-grain epitaxial tendency and the large grain of Mn-Ir film at the interface. It can be explained that the $H_{ex}$ does not depend on the (111) texture of the Mn-Ir film and the interface roughness, but depends on the grain size of the Mn-Ir film and the morphology of the interface between the Mn-Ir and the Ni-Fe grains, and the $H_c$ depends on the interface roughness between the Mn-Ir and the Ni-Fe films.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.7
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• pp.639-642
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• 2001

전형적인 비저항-온도 특성을 갖는 BaTiO$_3$계 PTC 세라믹을 일반적인 세라믹 공정을 이용하여 제조하였고, 결정립계면에 형성된 전위장벽의 높이를 구하였다. ZnO 바리스터의 전위장벽을 구하기 위해 이용되었던 커패시턴스-전압 관계식과는 다른 새로운 관계식을 제안하였고, 기존의 비저항-온도 관계식을 다소 변경한 관계식을 이용하여 전위장벽을 구하였다. 두 관계식으로부터 구한 전위장벽의 높이는 매우 유사한 값을 보이고 있으며 타 연구자들에 의해 보고된 값과도 잘 일치하고 있다. 비저항-온도 관계식과 커패시턴스-전압 관계식을 이용하여 130-18$0^{\circ}C$ 구간에서 구한 전위장벽의 크기는 각각 0.41-0.76V와 0.36-0.80V이었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.12
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• pp.1224-1228
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• 2003

The crystallization behavior of a luster glaze containing ceria has been investigated. When glazed specimens were sintered at 110$0^{\circ}C$, crystalline ceria particles were preferentially precipitated with (100) planes parallel to the specimen surface with the size of around 200 nm. The particle population in the surface region was much higher than inside glaze, covering over 60% of the specimen surface area. Crystallization of the particles with preferred orientation was promoted, after the removal of internal interface through complete melting of the fit particles. The luster effect seems to result from CeO$_2$ particles of high refractive index, their strong light scattering at visible rage due to fine crystalline size 200 nm and their planar arrangement in the surface region.