• Title/Summary/Keyword: 결정립 크기

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저가 준결정질 붕소 분말의 밀링 및 탄소 도핑 처리에 따른 $MgB_2$ 초전도 임계전류밀도의 향상

  • 전병혁;김찬중
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.32.1-32.1
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    • 2011
  • 39 K의 임계온도를 갖는 $MgB_2$ 초전도체를 이용한 전력에너지와 MRI 의료 기기로의 응용 가능성이 높아지고 있다. $MgB_2$ 초전도체 제조에 있어서 마그네슘과 반응성이 좋은 비정질의 붕소 원료 분말 가격이 비싼 반면 상대적으로 경제적인 결정질 분말의 기계적 밀링 공정을 이용하여 비정질화와 나노 입자로의 크기 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한 탄소를 이용한 붕소 치환으로부터 고 자기장하에서 초전도 임계 성질을 향상시키고자 유, 무기물 형태의 여러 가지 탄소 소스를 개발하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 95~97% 순도, 약 1 ${\mu}m$ 이하 크기를 갖는 준결정상의 붕소 분말을 이용하여 기계적 밀링에 따른 붕소 분말의 비정질화 및 입자 나노화, $MgB_2$ 반응성 향상, $MgB_2$ 결정립 크기 감소 및 결정립계 피닝 증가에 의한 초전도 임계 물성 향상에 대하여 알아보았다. 또한 여러 시간 동안 밀링된 각 붕소 분말에 액체 글리세린을 이용한 탄소 도핑 전처리를 통하여 밀링 시간의 최적화를 알아보았고 이로부터 제조된 $MgB_2$ 초전도 벌크의 경우 적절한 임계온도 감소, 격자 왜곡 결함과 높은 결정립계 밀도 등에 의한 플럭스 피닝 향상으로 $MgB_2$ 초전도체의 임계전류밀도 및 비가역자기장이 증가함을 알 수 있었다. 즉, 경제성 있는 저급의 준결정상을 갖는 붕소 원료 분말의 입자 비정질 나노화 및 탄소 도핑 전처리를 통하여 $MgB_2$ 초전도 임계 물성을 향상시킬 수 있었다.

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Fe-Hf-O계 박막에서 산소 분압 변화가 박막특성에 미치는 영향 (The Effects of $O_2$ Partial Prewwure on Soft Magnetic Properties of Fe-Hf-O Thin Films)

  • 박진영;김종열;김광윤;한석희;김희중
    • 한국자기학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.243-248
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    • 1997
  • Ar+ $O_{2}$ 혼합가스 중에서 반응성 스퍼터링을 통해 직접 Fe-Hf-O계 초미세결정 연자성 박막을 제조하였으며, 이때 산소분압비의 변화가 Fe-Hf-O 박막의 미세구조 및 자기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 산소분압이 증가함에 따라 박막의 포화자속밀도는 점차적으로 감소하며 연자기특성이 10%까지는 향상되다가 다시 열화되는 경향을 나타내었다. 최적조건인 10%의 산소분압에서 증착한 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$ 초미세결정 박막은 열처리 없이 증착한 상태에서 우수한 연자기 특성을 나타내었으며, 이때의 자기적 특성은 각각 포화자속밀도 17.7 kG, 보자력 0.7 Oe 및 실효투자율 2,500(100 MHz)의 값을 나타내었다. 산소분압이 증가함에 따라 결정립 크기가 감소하며 15% 이상의 산소분압에서는 F $e_{3}$ $O_{4}$가 생성되었다. 따라서 10%에서 가장 우수한 연자기 특성을 나타내는 것은 결정립 크기와 산화물 생성에 의해 설명될 수 있다. Fe-Hf-O계 초미세결정 박막의 전기비저항은 산소분압이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 우수한 연자기 특성을 나타내는 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$ 박막의 경우, 약 150 .mu. .ohm.cm로 산소를 첨가하지 않은 경우의 30 .mu. .ohm. cm에 비하여 약 5배 증가된 값을 나타내었다. 따라서 F $e_{82}$H $f_{3.4}$ $O_{14.6}$초미세결정 박막이 고주파에서 우수한 연자기 특성을 나타내는 원인은 주로 높은 전기비저항과 미세하게 형성된 결정립에 기이한 것으로 생각된다.

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탄소강의 신선 가공성에 미치는 미세조직의 영향

  • 배철민
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1999년도 압출 및 인발 심포지엄
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    • pp.60-65
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    • 1999
  • 신선 가공용 소재로 사용되는 $0.4\%C$이상의 탄소강의 신선성은 미세조직 변화에 크게 영향을 받다 제2상으로 존재하는 초석 페라이트 또는 세멘타이트의 형성을 적극 억제하여야 한다. 펄라이트 조직에서는 오스테나이트 결정립 크기 및 세멘타이트 두께를 미세하게 하는 것이 신선성 향상에 유리하며 특히 아공석강에서 펄라이트 단상으로 미세조직을 제어하면 매우 우수한 신선성의 향상을 얻을 수 있어 신선 도중 실시하는 중간 열처리를 생략할 수 있다.

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용접열영향부 호스테나이트 결정립 크기 예측 모델링 (Prediction model for prior austenite grain size in low-alloy steel weld HAZ)

  • 엄상호;문준오;이창희;윤지현;이봉상
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2003년도 춘계학술발표대회 개요집
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    • pp.43-45
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    • 2003
  • The empirical model for predicting the prior austenite grain size in low-alloy steel weld HAZ was developed through examining the effect of alloying element. The test alloys were made by vacuum induction melting. Grain growth behaviors were observed and analyzed by isothermal grain growth test and subsequent metallography. As a result, it was found that the grain growth might be controlled by grain boundary diffusion and the empirical model for grain growth was presented.

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전자현미경을 이용한 마이크로에서 나노크기 구조의 결정방위 및 상분석 (Studies on orientation and phase analyses of macro to nano structure using EM)

  • 원종한;윤형중;송찬근
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.146-146
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    • 2015
  • 한국기초과학지원연구원(KBSI)에 설치되어 있는 SEM-EBSD 및 TKD와 NanoMEGAS 사의 TEM-ASTAR를 이용하여 마이크로미터에서 나노미터까지의 결정립방위와 상분석에 대한 연구를 수행하고 분석함으로써 제조공정에서의 오류 및 최적화된 공정조건을 제공한다.

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산화 티타늄 나노분말의 건식가압성형 (Dry Compaction of Nanosize TiO$_2$Powders)

  • 이해원;임건자;전형우;박종구;이종호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권12호
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    • pp.1146-1149
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    • 2000
  • 표면윤활층 처리와 540 MPa 까지의 진공가압성형을 통하여 나노 TiO$_2$과립 분말의 가압성형공정에서 나타나는 접합압력을 확인하였으며, 접합압력 상하에서 제조된 시편의 소결특성을 $700^{\circ}C$ 등온 소결을 통하여 분석하였다. 접합압력 이상에서 가압성형한 성형체를 $700^{\circ}C$에서 48시간 소결하여 96%의 높은 소결밀도와 112 nm의 평균 결정립 크기를 얻었다.

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구리와 은 금속박막의 열전도도에 미치는 미세구조의 영향 (Effect of Microstructure on Thermal Conductivity of Cu and Ag Thin Films)

  • 류상;정우남;김영만
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.19-20
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    • 2008
  • 본 연구에서는 박막의 미세구조, 특히 결정립의 크기에 따라 박막 열전도도를 측정하여 실제 박막 응용제품의 제조 공정에 피드백 하여 부품의 안정성을 제고하고자 한다. 우리는 온도 분포법을 사용하여, 구리와 은 박막의 열전도도를 박막의 미세구조를 변화시키면서 측정하였다. 박막제조공정 중 기판온도를 변화시켜서 박막의 미세구조를 변화시켰다. 두께의 영향을 최소화하기 위해서 증착 시간을 조절하여 500nm정도로 두께를 일정하게 하였다. 4-point probe를 이용하여 코팅된 박막의 비저항을 측정하였다. 이로부터 박막의 Lorenz number를 계산하였다.

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퍼말로이 박막의 이방성불균일에 관한 연구 (A Study on the Anisotropy Inhomogeneity of Permalloy Thin Films)

  • 장평우;최태원;유성초;김희중
    • 한국자기학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.186-190
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    • 1997
  • 2축 Helmholtz 코일을 이용해서 연자성박막의 이방성 분산을 측정할 수 있는 장치를 제작하여 TBP(Transverse Biased Permeability) 측정 방법으로 rf 스파터방법으로 제작한 퍼말로이박막의 이방성 불균일성을 측정하였다. 각도불균일분포함수의 경우 Lorentz 함수형태를 띄며, 크기불균일 분포함수의 경우 자장이 큰 영역에서의 분산 값이 커져 대칭분포에서 벗어난다. 퍼말로이 박막의 두께가 증가할수록 이방성의 각도 및 크기분산이 커지고 각도 분산의 경우 이것은 두께 증가에 따른 결정립 크기의 증대와 국소이방성의 증가로 설명할 수 있었다.

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The Electrical and Optical properties of Al-doped ZnO with high density O2 Plasma treatment on PES substrate

  • 이상협;송찬문;엄태우;임동건
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.283.2-283.2
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    • 2016
  • 최근 ZnO는 무독성, 저가격, 수소 플라즈마에 대한 내구성 및 열적 안정성 등의 활발히 연구되고 있으며, III족 원소(Al, Ga, In) 불순물을 도핑하여 전기적 성질의 열적 불안정성을 해결하고 전기적 성질을 향상 시키고 또한 밴드갭 에너지가 3.3 eV 이상으로 증가하여 가시광선 영역에서 광투과율이 높은 투명도 전성 재료를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 RF Magnetron Sputtering을 이용하여 내열성과 광학적 측면에서 우수한 성능을 가지는 PES 기판에 표면 에너지를 높이고 치밀한 구조의 박막을 증착하기 위해서 $O_2$ 플라즈마 처리를 하여 ZnO계 투명 전도막을 제작함으로써 투명전극에서 요구하는 $10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ 이하의 낮은 비저항과 80% 이상의 광투과율을 가지는 방안에 대하여 연구하였다. PES 기판 위에 고밀도 $O_2$ 플라즈마를 이용하여 전 처리를 실시한 후 4인치의 Al-doped ZnO(ZnO 98 wt% : $Al_2O_3$ 2 wt%), AZO의 타겟을 이용하여 상온에서 RF Magnetron Sputtering 법으로 AZO 박막을 증착하였다. PES 기판상의 AZO 박막 두께가(100~400nm) 증가함에 따라 캐리어 농도와 홀 이동도가 점차 증가하는 경향을 보였다. 이는 박막 두께가 증가할수록 면저항과 비저항은 감소하며 결정립 크기가 커지고 결정입계에서 산란이 줄어들기 때문에 전기적 특성이 개선된 것으로 판단된다. 고밀도 $O_2$ 플라즈마 표면처리 시간이 증가함에 따라 플라스틱 기판의 결합에너지와 부착력이 증가하여 AZO 박막의 결정립 크기를 증가시키며, 접촉각은 감소하였다. 또한 급속열처리 온도가 증가함에 따라 전기적 특성과 광학적 특성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 제작된 AZO 박막은 급속열처리 시간 10분에서 온도 $200^{\circ}C$일 때, 캐리어 농도 $2.32{\times}10^{21}cm^{-3}$, 홀 이동도 $4.3cm^{-2}/V$로 가장 높은 것을 확인할 수 있었고, 가장 낮은 비저항 $1.07{\times}10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$과 가시광 영역(300 nm ~ 1100 nm)에서의 AZO 박막의 광 투과율은 약 86%를 얻을 수 있었다.

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