• Title/Summary/Keyword: 소결 세라믹

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Sintering process optimization of ZnO varistor materials by machine learning based metamodel (기계학습 기반의 메타모델을 활용한 ZnO 바리스터 소결 공정 최적화 연구)

  • Kim, Boyeol;Seo, Ga Won;Ha, Manjin;Hong, Youn-Woo;Chung, Chan-Yeup
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.31 no.6
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    • pp.258-263
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    • 2021
  • ZnO varistor is a semiconductor device which can serve to protect the circuit from surge voltage because its non-linear I-V characteristics by controlling the microstructure of grain and grain boundaries. In order to obtain desired electrical properties, it is important to control microstructure evolution during the sintering process. In this research, we defined a dataset composed of process conditions of sintering and relative permittivity of sintered body, and collected experimental dataset with DOE. Meta-models can predict permittivity were developed by learning the collected experimental dataset on various machine learning algorithms. By utilizing the meta-model, we can derive optimized sintering conditions that could show the maximum permittivity from the numerical-based HMA (Hybrid Metaheuristic Algorithm) optimization algorithm. It is possible to search the optimal process conditions with minimum number of experiments if meta-model-based optimization is applied to ceramic processing.

Development of a New Inorganic Binder for Selective Laser Sintering of a Alumina Powder (알루미나 분말의 선택적 레이저 소결을 하기 위한 새로운 무기 접착제의 개발)

  • Lee, In-Seop
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.6 no.12
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    • pp.1170-1178
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    • 1996
  • 저용융점을 가진 새로운 무기 접착제인 단사정 HBO2가 알루미나 분말의 선택적 레이저 소결을 하기 위한 접착제로서 개발되었다. 이것을 이용하여 만들어진 green body는 현재까지 알루미나 분말의 선택적 레이저 소결을 위하여 개발된 다른 무기 접착제들인 알루미늄(Ai)과 Ammonium Phosphate(NH4H2PO4)을 이용하여 제조된 것에 비교하여 훨씬 높은 굽힘 강도를 가지고 있고 또 정밀도가 우수하였다. Green Body는 후속의 열처리를 받음으로써 저밀도 단상 세라믹 AI18B4O33과 다상 세라믹 복합재료 AI2O3-AI4B2O9으로 된다. AI18B4O33과 AI4B2O9의 결정립의 모양은 휘스커 구조와 유사하였다. 재료인자와 가공변수가 이 세라믹의 기계적 및 물리적 성질에 미치는 영향이 조사되었다.

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Effect of Sintering aid in $LaSrTiO_3$ Ceramic Interconnector for SOFC application (SOFC용 $LaSrTiO_3$계 연결재에서 소결조제 첨가에 따른 소결특성)

  • An, YongTae;Choi, ByungHyun;Ji, MiJung;Park, SungTae;Lee, KyungJin;Hwang, HaeJin
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.89.1-89.1
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    • 2010
  • 본 연구는 세라믹 연결재로 사용되는 Perovskite 구조의 LSTO조성의 실제 SOFC stack 적용을 위한 소결온도를 낮출 수 있는 방법에 관해 연구하였다. SOFC 단전지에서 IC 소재는 $1300{\sim}1400^{\circ}C$에서 소결이 이루어져야만 하나 현재 사용하고 있는 LCO계 조성의 경우 $1500{\sim}1600^{\circ}C$의 높은 온도에서 소결이 이루어지며 고온에서 $Cr_2O_3$의 휘발로 인해 낮은 전기전도성을 갖는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 IC 소재에 소결조제를 첨가하여 소결특성을 평가하였고, SEM과 XRD분석을 통하여 perovskite 단일상이 합성된 것을 확인하였다. 또한 Archimedes법을 사용하여 흡수율 및 겉기공율을 측정하였고, DC analyzer를 사용하여 전기전도도를 측정한 결과 대기분위기 $750^{\circ}C$에서 높은 값을 나타냄을 확인할 수 있었다.

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Effect of calcination temperature on the Coloring of $TiO_2-WO_3$-NiO Pigments ($TiO_2-WO_3$-NiO 안료의 발색특성에 대한 소결온도의 영향)

  • Chun, Myuong-Pyo;Kang, Kyung-Min;Cho, Jeong-Ho;Kim, Byung-Ik;Kwon, Myon-Joo
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.274-274
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    • 2010
  • 안료의 색상은 출발원료의 조성, 입자크기 및 소결온도에 의한 결정구조 등에 의존한다. 본 연구에서는 Rutile구조를 갖는 세라믹안료인 $TiO_2-WO_3$-NiO의 합성에서 소결온도를 결정하기 위해 소결전 출발원료를 습식법에 의하여 Jar Mill에서 0.7-0.9um로 혼합분쇄한 후 $100^{\circ}C$에서 24시간 건조하였다. 건조후 $1100-1280^{\circ}C$에서 5구간을 선정하여 소결한 시료를 Jar Mill에서 0.8-1um로 분쇄한 후, 다시 $100^{\circ}C$에서 24시간 건조하였다. 이렇게 얻어진 시료를 XRD로 상합성 정도를 조사하고, 색상 및 착색력을 spectrophotometer를 분석하였다. 색상은 1150와 $1250^{\circ}C$에서 가장 좋은 Yellow 색상이 관찰되었으며, XRD에 의한 결정성의 분석결과와 비교적 일치하고 있다. Rutile구조를 갖는 세라믹안료의 색상은 소결시의 결정화도에 따라 민감하게 변화되고 있음을 알 수 있다.

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Internal Structure and Weibull Modulus of $Al_2$$O_3$Ceramics Sintered with Addition of MgO (마그네시아 첨가 $Al_2$$O_3$세라믹스의 내부구조 및 Weibull Modulus)

  • 조용익;유선균;정상귀;조성용;김승재;오꾸미야마사타로
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.5
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    • pp.479-484
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    • 2001
  • 고순도 알루미나 분말에 소결조제로서 MgO를 0ppm 및 500ppm 첨가하여 열분무건조기를 사용하여 준비한 과립을 80$0^{\circ}C$에서 하소를 함으로써 얻어진 과립으로 제작한 소결체의 MgO 첨가량에 따른 미세구조와 꺾임강도에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 시편두께를 50$mu extrm{m}$의 박편으로 가공하여 투광법으로 내부구조도 관찰하였다. MgO를 500ppm 첨가하여 제작한 과립을 180 MPa의 냉간정수압성형성 후 1$600^{\circ}C$에서 소결한 소결체는 상대밀도가 100%에 도달하였고 균일한 결정립성장의 치밀한 미세구조를 나타내었다. MgO를 500ppm 첨가한 시편의 4점 꺾임강도 또한 각 소결온도에서 MgO를 9ppm 첨가한 시편보다 23%-32%정도 높은 강도를 나타내었으며, 특히 소결온도 1$600^{\circ}C$에서는 꺾임강도가 501MPa 그리고 weibull 계수가 20의 고강도이면서 신뢰성이 높은 알루미나 소결체가 얻어졌다. 본 연구에서는 weibull 계수의 값이 높은 시편일수록 내부구조의 결함크기가 작고 이 작은 결함이 시편내부에 균일하게 분포되어 있음을 확인할 수 있었다.

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Effect of $SiO_2$on the Sintering and Electrical Characteristics of Pr-ZnO Varistors ($SiO_2$의 첨가가 Pr-ZnO 바리스터에 미치는 소결 및 전기적인 특성에 대한 영향)

  • 문금성;조성걸;심영재
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.37 no.11
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    • pp.1044-1050
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    • 2000
  • ZnO-Pr$_{6}$O$_{11}$-Co$_3$O$_4$-CaO 사성분계에 SiO$_2$를 0.4at%까지 첨가하여 1180, 1200 및 125$0^{\circ}C$에서 소성하여 미세구조 및 전기적인 특성을 조사하였다. 소성온도 120$0^{\circ}C$ 이상에서 치밀한 시편을 얻을 수 있었고, Si는 주로 입계에 분포하고 있으며, SiO$_2$첨가는 결정립성장을 억제하였다. 이 현상은 고상소결만이 일어나 120$0^{\circ}C$에서 소결된 시편과 액상소결이 일어난 125$0^{\circ}C$에서 소결된 시편 모두에서 관찰되었으며, SiO$_2$첨가에 의한 기공의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. SiO$_2$의 첨가에 의해 바리스터의 비선형계수가 크게 변화하였으며, 시편의 소성과정이 고상소결인 경우 비선형계수가 증가한 반면 액상소결인 경우에는 감소하였다. 적절한 양의 SiO$_2$(약 0.3at%)를 첨가하여 액상이 형성되지 않는 120$0^{\circ}C$에서 소성하여 80 이상의 비선형계수를 갖는 바리스터를 제조할 수 있었다.

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