• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.277-277
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• 2011

Mo-Cu 합금은 고강도이고 우수한 열전도성 및 전기전도성를 가지는 특성이 있어 현재 방열소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 서로 고용성이 없는 Mo-Cu 합금을 제조하기 위해서 Mo, Cu 분말을 PBM (Planetary Ball Milling) 방법을 이용하여 제조 하였으며, 제조된 분말은 SPS (Spark Plasma Sintering) 공정을 이용하여 소결체를 제조하였다. Mo-Cu의 조성 변화는 Cu의 함유량을 각각 5at%Cu, 10at%Cu, 20at%Cu로 조절하여 수행하였으며, PBM 의 공정 변수로 회전수(RPM), 볼과 분말의 비율, 분산제의 양, 볼밀 시간, 분위기 변화를 주어 최적조건을 얻기 위한 실험을 진행하였다. PBM 방법을 이용하여 제조한 분말은 PSA (Particle Size Analysis)에 의해 분말의 크기를 측정하고 EDS(Energy Disperse X-ray Spectrometer) 분석에 의해 조성을 확인하였으며, XRD (X-Ray Diffraction) 분석에 의해 Cu peak이 사라지는 조건을 PBM의 최적조건으로 잡고 실험을 진행하였다. 소결체를 고밀도화하기 위해 소결공정을 SPS 방식으로 하였으며 소결체의 경도, 내마모성, 마찰계수 일함수 등을 분석하기 위해 소결체의 크기를 직경 30 mm 및 두께 5 mm로 설계하였고, 소결 공정 변수로 소결온도를 각각 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, 소결압력을 50MPa, 60MPa, 70MPa, 유지시간을 0분, 10분, 20분으로 차이를 주어, 소결체의 밀도차이와 물성차이를 분석하였다. 그 결과 PBM의 최적조건으로는 5at%Cu 에서는 10h, 10at%Cu, 20at%Cu 에서는 20h의 최적의 밀링 시간을 확인하였고, 다른 공정 변수의 최적조건으로는 회전수 300RPM, 10:1의 볼과 분말 비, 분산제 4wt%, Ar 분위기라는 조건을 얻을 수 있었다. 각각의 공정변수 변화에 따른 소결체 최적밀도 달성조건, 소결체 물성 및 전기적 특성 등의 상관관계에 관하여 보고한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.117-120
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• 1999

The relationship between the DC degradation characteristics of the ZnO varistor and the ambient sintering-process is investigated in this study. ZnO varistors made of Matsuoka's composition were fabricated by standard ceramic techniques. The ambient sintering-process is performed at the extraordinary electrical-furnace which is equipped with the vacuum system. The Gas of sintering process was oxygen, nitrogen, argon, air respectively. The microstructure of ZnO varistors be made use of SEM equipment. The condition of DC degradation tests were conducted at $115\pm2^{\circ}C$ for periods up to 13 h. Current-voltage analysis is used to determine nonlinear coefficients($\alpha$). Resistance-frequency and capacitance-frequency analysis are accomplished to the understanding of electrical properties as DC degradation test. From above analysis, it is found that the ZnO varistor sintered in oxygen atmosphere showed superior properties at the DC degradation test.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.209-209
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• 2008

$BaTiO_3$는 대표적인 강유전체 재료로서 적층형 세라믹 콘덴서 (MLCC), PTC thermistor, resonator 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. $BaTiO_3$ 기본조성으로 하는 PTC 써미스터는 온도가 올라감에 따라 저황이 높아지는 특성을 가지고 있으며, 이러한 PTCR 특성은 작동되는 큐리온도에 따라 그 적용이 달라진다. PTCR 소자는 소결온도, 소결분위기, 불순물, 첨가제 등의 제조공정상의 인자들과 기공률, 결정립 크기 등이 복합적으로 작용해 PTCR 특성에 영향을 미치기 때문에 제조하기에 무척 까다로운 소자로 알려져 있다. 하지만 우수한 특성을 지닌 PTCR 소자를 제조하기 위하여 새로운 조성개발이 이루어지고 있으며, 전기적 특성 개선, 재현성 확보, 제조원가 절감 등의 측면에서 새로운 공정개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Sm을 첨가한 $BaTiO_3$계 재료의 PTCR 특성에 미치는 Ti/Ba ratio 등의 변화에 따른 영향을 조사하고 공기 중과 환원분위기 중에서 소결된 시편의 차이점과 재산화 처리에 따른 PTC 특성에 미치는 영향을 R-T 측정으로 고찰하였다. 본 조성은 환원 분위기에서 소결할 경우 그 미세구조는 Ti/Ba ratio비가 높을 때 grain size가 커져 상온 비저항을 낮출 수 있었다. Sm 첨가로 상온 비저항값은 낮출 수 있었으나 공기 중에서 재산화 처리하더라도 jumping ratio$(R_{max}/R_{25^{\circ}C})$는 Ti/Ba ratio와 거의 무관한 것으로 분석되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.383-389
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• 2000

The relationship between the DC degradation characteristics of the ZnO varistor and the ambient sintering-process is investigated in this study. ZnO varistors made o matsuoka’s composition were fabricated by standard ceramic techniques. The ambient sintering-process is performed at the extraordinary electrical-furnace which is equipped with the vacuum system. Gases used in sintering process were oxygen nitrogen argon and air. Using XRD and SEM the phase and microstructure of samples were analyzed respectively. The conditions of DC degradation tests were conducted at 115$\pm$2$^{\circ}C$ for 13 h. Current-voltage analysis is used to determine nonlinear coefficients($\alpha$). Frequency analysis are performed to understand electrical properties as DC degradation test. From above analysis it is found that the ZnO varistor sintered in oxygen atmosphere showed superior properties at the DC degradation test and degradation phenomenon of ZnO varistor is caused by the change of electrical properties in grain boundary. These results are in accordance with Gupta’s degradation model.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.222-222
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• 2003

나노크기 금속입자가 분산된 세라믹 나노복합재료는 향상된 기계적 특성과 함께 독특한 전기적, 자기적 특성을 보여주어 새로운 기능성 재료로의 응용가능성을 갖고 있다. 그러나 소결 중의 반응이나 입자성장 등으로 형성된 반응상 또는 조대한 입자상이 세라믹 기지의 입계 등에 존재한다면, 나노크기 금속상 분산에 의한 기계적 특성의 향상과 독특한 기능성 부여라는 장점들이 없어지게 된다. 따라서 요구되는 특성을 구현할 수 있는 금속분산 나노복합재료의 제조를 위해서는 미세조직 제어를 위한 최적의 제조공정 확립과 미세조직과 특성 등의 관계에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 기지상으로 A1$_2$O$_3$를, 분산상으로는 저융점 금속이며 일반적인 A1$_2$O$_3$의 가압소결시에 (약 140$0^{\circ}C$) 액상으로 존재하는 금속 Cu를 선택하여 조성이 5 vol% Cu가 되도록 복합재료를 제조하였다. $Al_2$O$_3$와 CuO 원료분말들은 습식 및 건식 볼 밀링을 통하여 균일한 분말혼합체로 제조되었다. 혼합분말은 열간가압소결기 내에 장입한 후 35$0^{\circ}C$에서 30분 동안 H$_2$가스를 흘려주며 CuO를 Cu로 환원 처리하였다. 계속해서 H$_2$분위기를 유지하며 승온한 후, 각각 1000-145$0^{\circ}C$에서 분위기를 Ar 으로 치환하였다. 소결은 145$0^{\circ}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.29-34
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• 2019

SiC는 큰 에너지 밴드 갭을 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품 소재로 활용이 가능한 재료이다. 특히 $N_2$ 분위기, $2000^{\circ}C$에서 ${\beta}-SiC$ 분말로부터 제조한 다공질 n형 SiC 반도체의 경우, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서의 도전율 값이 단결정 SiC와 비교해서 비슷하거나 오히려 높은 값을 나타내었으며, 반면에 열전도율은 치밀한 SiC 세라믹스와 비교시 1/10~1/30 정도로 낮은 값을 나타내었다. 본 연구에서는 소결온도를 낮추기 위해 n형 ${\beta}-SiC$에 함침 시킨 polycarbosilane (PCS)의 열분해에 의한 반응소결 공정 ($1400{\sim}1600^{\circ}C$)으로 다공질 소결체를 제작하였다. 함침 및 소결공정($N_2$ 분위기, $1600^{\circ}C$, 3시간)을 반복함에 따라 상대밀도는 크게 증가하지 않았지만 Seebeck 계수 및 도전율은 크게 증가하였다. 본 연구에서의 열전변환 효율을 반영하는 power factor는 고온에서 상압소결 공정으로 제작한 다공질 SiC 반도체에 비해 1/100~1/10 정도 작게 나타났지만, 미세구조 및 캐리어 밀도를 정밀하게 제어하면, 본 연구에서의 반응소결 공정으로 제작한 SiC 반도체의 열전물성은 크게 향상될 것으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.48.2-48.2
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• 2009

구리 나노분말은 우수한 전기전도도와 상대적으로 저렴한 가격으로 주목을 받고 있어이를 이용한 다양한 기술들이 개발 중에 있다. 이들 중 잉크젯 프린팅용 구리 나노잉크는 기존의 포토리소그래피방식의 복잡한 공정단계와 이로 인한 단가 인상을 해결할 수 있는 공정으로 기대되는 잉크젯 프린팅에 구리를 사용할 수 있게 해주어 광범위한 응용이가능할 것으로 기대되어 많은 연구가 진행되고 있는 분야이다. 실제로 구리 나노분말의 이용하게 될 때에있어서 어려운 점 중 하나가 바로 빠른 표면 산화의 문제이다. 이를 막기 위해 본 연구에서는 건식 분말코팅 방법을 이용해 octanethiol 자기조립박막을 구리 표면에 부착한 분말을 사용하여 구리 나노분말용액을 제조하는 실험을 수행하였다. 건식 분말 코팅에 의해 산화 방지막이 부착된 분말을 표면 활성제인 Diethanolamine을 이용해 안정적으로 분산시켜 잉크로 사용이 가능한 용액을 제조해 보고, 분산된 용액의 안정도를 확인하기 위해 zetapotential analyzer를이용하여 분산도를 분석하였다. 또한 분산된 용액의 활용 실험을 위해 유리 기판에 바른 용액을 질소 분위기의튜브로에서 $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$의 온도에서 30분간 소결을 진행한 후 probe-station을 이용하여 전기 전도도를 측정하였다. 이렇게제작된 샘플은 Scanning Electronic Microscope 를 이용하여 소결된 상태의 표면의 사진을 찍어 서로 비교해보았다. $300^{\circ}C$에서 소결한 시편부터 소결이 시작되어 $400^{\circ}C$에서 소결한 시편은 다량의 소결목이 형성되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권2호
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• pp.135-141
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• 1995

마이크로파 (2.45 GHz) 에너지를 이용한 PZT계 세라믹스의 소결특성과 전기적 특성을 조사하였다. 소결은 $1050 ~ 1130^{\circ}C$ 범위에서 5분간 행하였다. 소결온도가 높아질수록 소결밀도가 높은 치밀한 소결체를 얻을 수 있었으며, 전기적 특성이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 소결온도가 $1090^{\circ}C$이상으로 증가하게 되면 PbO의 휘발로 인하여 소결밀도가 감소하였으며, 이에 따라 유전율과 전기기계결합계수 값도 감소하였다. PbO 분위기 조절없이 마이크로파로 $1090^{\circ}C$에서 소결한 시편의 전기적 특성은 유전율, 기계적품질계수, 전기기계결합계수 등의 값이 각각 1900, 80, 0.53으로 일반적인 전기로에 의한 소결과 비교하여, 비슷한 특성을 나타내었다. 마이크로파 에너지를 이용하여 소결공정을 20분 안에 끝마칠 수 있는 급속소결법으로 공정시간과 에너지를 크게 절감할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제15권3호
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• pp.197-206
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• 1983

핵연료로서 사용 가능한 O/U비 범위인 2.005～2.01의 이산화 우라늄의 소결체를 환원 공정을 거치지 않고 직접 $CO_2$/CO 혼합깨스 분위기에서 소결하였다. O/U비 변화가 소결속도에 미치는 영향을 소결후기에서 조사하였으며, 일정 O/U비에 있어서의 소결 온도-시간-밀도-입도 간의 관계를 나타내는 소결 다이아그램을 결정하였다. 그결과 소결분위기중의 산소분압만을 조절하여, 이론밀도의 95%이상, 평균입도 7$\mu\textrm{m}$ 이상의 소결체를 1050$^{\circ}$～120$0^{\circ}C$의 저온에서 쉽게 얻을 수 있었다. 소결후기의 결정입도의 성장속도는 D=(Kt)$^{1}$4/의 실험식에 따르고, 결정립성장에 대한 활성화 에너지는 O/U비가 2,005, 2.01, 2.10일 때 각각 75, 64, 62Kcal/mol이었다. O/U비가 변화해도 활성화 에너지는 크게 변하지 않았지만, 소결은 산소 분압의 증가에 따라 크게 증가하였다.

• 공업화학
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• 제2권3호
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• pp.193-198
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• 1991

후막 구리도체는 귀금속계 도체에 비하여 가격이 저렴하고 전기전도도, 납땜성, 땜납 침식저항, 와이어 본딩성등의 양호한 성질 때문에 매우 중요성을 갖는다. 그러나 우수한 후막 구리도체를 형성하는 것은 구리가 높은 온도에서 쉽게 산화하는 성질로 인해 상당히 복잡하다. 양호한 구리후막을 얻기 위하여 하이브리드 마이크로회로업계는 질소분위기, 반응성분위기 또는 공기분위기를 사용한다. 이 글에서는 후막 구리도체의 소성공정과 세종류의 소성분위기에 대하여 종합적으로 고찰하였다.