• 제목/요약/키워드: 소결 온도

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$ZrO_2$가 첨가된 Ba(${Zn_{1/3}}{Ta_{2/3}}$)$O_3$의 미세구조 및 유전특성 연구 (Structural and Microwave Dielectric Properties of $ZrO_2$Doped Ba(${Zn_{1/3}}{Ta_{2/3}}$)$O_3$Ceramics)

  • 조범준;양정인;남산;최창학;이확주;박현민;류선윤
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.117-121
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    • 2001
  • 본 연구에서는 Zr $O_2$첨가가 Ba(Zn$_{1}$3/Ta$_{2}$3/) $O_3$(BZT)세라믹의 구조와 고주파 유전특성에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 시료에서 $Ba_{5}$Ta$_4$ $O_{15}$ 이차상이 발견되었으며 Zr $O_2$의 첨가량이 증가하면 $Ba_{5}$Ta$_4$ $O_{15}$ 상의 양은 감소하였다. 반면에 Zr $O_2$의 첨가량이 1.5 mol% 이상인 시료에서는 $Ba_{0.5}$Ta $O_3$상이 발견되었다. BZT의 입자 크기는 약 1$mu extrm{m}$ 정도였지만, Zr $O_2$를 첨가하면 입자 크기가 증가하였다. SEM 및 TEM 분석에 의하여 Zr $O_2$가 첨가되면 액상이 존재하는 것을 알 수 있었으며, 이로 인하여 입자가 성장되는 것이 발견되었다. 시편의 밀도는 소량의 Zr $O_2$를 첨가하면 증가하지만 Zr $O_2$첨가량이 증가하면 감소하였다. 유전율은 모든 시료가 27에서 30 사이의 값을 가지고 있었다. 공진주파수 온도계수는 소량의 Zr $O_2$을 첨가하였을 때는 변화하지 않았지만 첨가량이 2.5 mol% 이상에서는 증가하였다. Q$\times$f 값은 Zr $O_2$을 첨가하면 증가하였고, 입자 성장이 완료되는 조성에서 최대 값을 보였다. 본 연구에서는 Zr $O_2$를 2.0 mol% 첨가하고 15$50^{\circ}C$에서 10시간 소결한 시료에서 최대의 Q$\times$f 값(164,000)을 얻을 수 있었다.다.다.

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소결 온도에 따른 0.94(Na0.5K0.5)NbO3-0.06(Sr0.5Ca0.5)TiO3-0.1 MnO2의 압전 특성 (Piezoelectric Properties of 0.94(Na0.5K0.5)NbO3-0.06(Sr0.5Ca0.5)TiO3 with 0.1 MnO2 Addition at Varying Sintering Temperatures)

  • 정혜린;이성갑;이태호;김민호;조예원
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.14-17
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    • 2014
  • In this study, lead-free Piezoelectric $(Na_{0.47}K_{0.47}Sr_{0.03}Ca_{0.03})(Nb_{0.94}Ti_{0.06})O_3$-0.1 $MnO_2$ ceramics were fabricated using mixed oxide method and the effects of various sintering temperature on the structural and electrical properties were investigated. For the $(Na_{0.47}K_{0.47}Sr_{0.03}Ca_{0.03})(Nb_{0.94}Ti_{0.06})O_3$-0.1 $MnO_2$ (NKN-SCT-$MnO_2$) ceramics sintered at temperatures of $1,025{\sim}1,100^{\circ}C$. The results indicated that all specimens were perovskite single phase formation without any second phase. It has been shown that relative density is increased to increasing sintering temperature. When the sintered temperature at $1,075^{\circ}C$, highest sintered density and maximum value of $4.45g/cm^3$. Average grain size is increased to increasing sintering temperature. The electromechanical coupling factor, dielectric constant, dielectric loss, d33 and curie temperature at the sintering temperature $1,075^{\circ}C$ of NKN-SCT-$MnO_2$ specimens were 0.22, 511, 0.033, 103 and $380^{\circ}C$, respectively.

밀봉 재료에 따른 페롭스카이트 막의 산소투과 특성 (Effect of Sealant Materials on Oxygen Permeation in Perovskite Oxide Membrane)

  • 김종표;박정훈;윤여일
    • 공업화학
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    • 제19권4호
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    • pp.382-387
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    • 2008
  • 착체중합법을 이용하여 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1080^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 페롭스카이트 분리막을 제조하였다. 밀봉 재료로 gold ring, Pyrex ring 및 Pyrex 분말을 사용하여 가스누출 실험을 수행하였다. $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 산소투과량 분석결과 온도가 증가함에 따라 산소투과량은 증가하였고, $900^{\circ}C$에서 $0.74mL/min{\cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. $950^{\circ}C$에서 밀봉 재료에 따른 투과 특성 분석 결과, gold ring을 이용할 경우 높은 산소투과량을 보인 반면, Pyrex를 밀봉재로 사용할 경우 낮은 투과량을 보였다. 이는 Pyrex를 밀봉재로 이용할 경우 분리막 표면으로 유리가 침투하여 유효 산소투과면적을 감소시켰기 때문이며, 광화학 현미경 분석으로 Pyrex 유리의 확산 침투를 확인하였다.

B3O2-TiO2-환원제-입자제어제계에서 자전연소합성법에 의한 BaTiO3분말의 제조 및 유전특성 (Preparation of BaTiO3 Powder in $BaO2-TiO2-Reduction Agent-PSCA (Particle Size Control Agent) System by SHS and Its Dielectric Properties)

  • 윤기석;임성재;;원창환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권11호
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    • pp.842-850
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    • 2004
  • BaO$_2$-TiO$_2$-환원제-입자제어제계에서 자전연소합성법을 이용한 BaTiO$_3$ 분말의 제조에 대하여 고찰하였다. 환원제로서 C, Mg를 사용하였고, 입자제어제로서 NaCl을 사용하였다. 자전연소합성법을 이용한 BaTiO$_3$ 분말의 제조에 있어 최적의 반응계에서 환원제의 종류와 농도, 입자제어제, 반응량의 변화에 따른 생성물의 영향을 조사하였다. 최적의 반응계 및 조성은 Ae반응 분위기에서 BaO$_2$+TiO$_2$+0.1Mg+0.2C+0.75NaCl이었다. 희석제로서 첨가된 NaCl은 연소온도의 조절 뿐 아니라 반응생성물의 입도를 제어하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 최적의 조건에서 제조된 순수 BaTiO$_3$ 분말의 입도는 약 0.5 $mu extrm{m}$ 이하였으며, 반응량을 증가시킬수록 균일한 반응성을 나타내었다 제조된 BaTiO$_3$ 분말의 유전특성을 측정하기 위하여 130$0^{\circ}C$, 2시간동안 대기중에서 소결실험을 행하였고 이때 상온에서의 유전상수는 약 2290이었고, 큐리점(129$^{\circ}C$)에서의 유전상수는 약 13800을 나타내었다.

Tm2O3 첨가가 MLCC용 $BaTiO3 유전특성에 미치는 영향 (Effect of Tm2O3 addition on dielectric property of barium titanate ceramics for MLCCs)

  • 김진성;이희수;강도원;김정욱
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.25-29
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    • 2010
  • 페로브스카이트 구조를 갖고 $Tm_2O_3$가 첨가된 MLCC용 $BaTiO_3$ 유전체를 제조하기 위하여 환원분위기, $1320^{\circ}C$의 온도조건에서 2시간 동안 소결하였다. 유전특성 측정과 미세구조 관찰을 통하여, $Tm_2O_3$ 첨가에 따라 $BaTiO_3$ 세라믹의 유전특성에 미치는 영향에 대해 연구하였으며 각 유전체의 상분석을 통하여 이차상 유무를 확인하였다. 1 mol%의 $Tm_2O_3$를 첨가한 유전체 시편이 유전특성이 가장 우수한 반면에 2 mol% 이상의 $Tm_2O_3$를 첨가한 시편의 유전상수는 1 mol%를 첨가한 시편에 비해 낮은 값을 보였다. 유전특성에 영향을 미치는 grain 크기 및 pyrochlore 이차상 형성은 미세구조분석과 결정구조분석에 의해 조사되었다. 또한, 이들 데이터를 대표적 희토류인 $Er_2O_3$를 첨가한 유전체 시편과 비교하였고 유전특성과 관련이 있는 pyrochlore상의 형성을 상분석으로써 확인하였으며 이 결과는 세라믹 커패시터의 유전특성이 도핑에 따른 이차상과 $BaTiO_3$ tetragonality의 변화와 관련되어있다고 판단된다.

$(Pb_{1-x}Ca_x)(Fe_{0.5}Ta_{0.5})O_3$ 세라믹스의 마이크로파 유전특성 및 Far Infrared Spectrum (Microwave Dielectric Properties and Far Infrared Spectrum of $(Pb_{1-x}Ca_x)(Fe_{0.5}Ta_{0.5})O_3$ Ceramics)

  • 박흥수;윤기현;김응수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.256-262
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    • 2000
  • 마이크로파 대역에서 복합 페롬스타이트 ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$($0.5{\le}x{\ge}0.65$) 세라믹스의 마이크로파 유전 특성에 대하여 고찰하였다. Ca 양이 증가할수록 유전 상수는 감소하였고, 유전 상수는 A-site 이온 평균 반경의 세제곱에 비례하였다. x=0.6일때 공기중에서 $1250^{\circ}C$ 3시간 소결시 유전율은 63, QF는 11000GHz 및 공진주파수의 온도계수(TCF)는 -14 $ppm/^{\circ}C$을 갖는 마이크로파 유전체를 얻을 수 있었다. Ca양이 증가함에 따라 tolerance factor 가 감소하여 TCF는 음의 방향으로 증가하였다. Ca 조성 변화에 따른 고유한 우전 손실 변화물 50 $cm^{-1}$~4000$cm^{-1}$범위에서 원적의선 반사율을 측정하고, Kramers-Kronig 분석과 고전 조화 진동자 모델(classical oscillator model)을 사용하여 분석하였다. 반사율 곡선으로부터 계산한 ($Pb_{1-x}Ca_{x}$)($Fe_{0.5}Ta_{0.5}$)$O_{3}$ 세라믹스의 마이크로파 유전특성 값은 측정한 유전특성 값의 경향과 잘 일치하였다.

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공급가스 및 스윕가스 유량에 따른 Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ 분리막의 산소투과특성 (Effect of Flow Rates of Feed and Sweep Gas on Oxygen Permeation Properties of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ Membrane)

  • 박세형;손종석;이홍주;박정훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권4호
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    • pp.407-411
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    • 2015
  • 고상반응법으로 제조된 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 조성의 페롭스카이트 산화물 상용분말을 압축 성형 후 $1100^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결한 후, 1.0 mm의 두께를 가지는 평판형 분리막을 제조하였다. $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 산소투과량은 온도와 산소분압이 증가함에 따라 증가하였고, 산소투과의 활성화에너지는 산소분압이 증가할수록 높은 값을 나타내었다. $950^{\circ}C$에서 공급가스와 스윕가스의 유량 변화에 따른 투과 특성 분석 결과, 유량이 증가할수록 높은 산소투과량을 보였으며, 공급가스보다 스윕가스의 유량에 따라 크게 변함을 확인하였다.

Nb-doped BCFN 세라믹 막의 제조 및 산소투과 특성 (Preparation and Oxygen Permeability of Nb-doped BCFN Ceramic Membrane)

  • 김종표;손수환;박정훈;이용택
    • 멤브레인
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    • 제21권1호
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    • pp.55-61
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    • 2011
  • 고상반응법을 이용하여 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ (BCFN) 조성의 산화물을 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,200^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 세라믹 분리막을 제조하였다. 제조된 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 XRD 분석결과 단일상의 페롭스카이트 구조를 보였다. 밀봉재료로 glass ring을 사용하여 가스누출 실험 및 산소투과 분석을 하였으며, 산소투과 분석 결과 온도와 산소분압($Po_2$)이 증가할수록 산소투과량은 증가하였고, $Po_2$ = 0.63 atm의 경우 $950^{\circ}C$에서 $2.3mL/min{\cdot}cm^2$의 값을 나타내었다. 또한, 이산화탄소 300 ppm이 포함된 혼합공기를 사용할 경우 모사공기($Po_2$ = 0.21 atm)를 사용한 경우에 비해 산소투과량이 최대 2.9%만 감소하였다. 이는 $BaCo_{0.7}Fe_{0.22}Nb_{0.08}O_{3-{\delta}}$ 분리막이 다른 분리막에 비해 이산화탄소에 대해 안정하다는 것을 의미한다.

뷰테인 건식 개질 반응을 위한 Ni/γ-Al2O3 촉매를 이용한 촉매 공정과 촉매+플라즈마 공정 비교 (Comparison of Dry Reforming of Butane in Catalyst Process and Catalyst+Plasma Process over Ni/γ-Al2O3 Catalyst)

  • 조진오;좌은진;목영선
    • 한국가스학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.26-36
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    • 2018
  • 기존 건식 개질 반응에 사용되는 니켈 기반 촉매 공정은 활성화 온도가 높고, 촉매 표면의 활성점에 탄소 침착 및 금속 소결 현상 등의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 촉매공정에 DBD 플라즈마 공정이 결합된 촉매+플라즈마 공정을 이용하여 뷰테인 건식 개질 반응 특성을 조사하고 기존 촉매 공정과 비교 분석하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위해 비표면적 분석기, XRD, SEM 및 TEM 등을 사용하여 물리 화학적 특성을 조사 하였다. $580^{\circ}C$에서 $10%Ni/{\gamma}-Al_2O_3$촉매를 사용한 경우 촉매+플라즈마 공정의 경우 촉매 단독 공정에 비해 이산화탄소와 뷰테인 전환율이 각각 27%, 39%향상되었다. 촉매+플라즈마 공정의 경우 플라즈마에 의해 생성된 다양한 활성종의 영향으로 이산화탄소와 뷰테인 전환율 및 생성되는 수소 농도가 증가하였으며, 뷰테인 건식 개질 반응 과정에서 플라즈마에 의해 니켈 촉매의 크기가 감소하고 분산도가 증가하여 반응 효율이 향상되는 것으로 판단되었다.

반도체 폐 Si 슬러지를 이용한 질화규소세라믹의 제조 (Fabrication of Silicon Nitride Ceramics Using Semiconductor-Waste-Si Sludge)

  • 이병택;유정호;김해두
    • 한국재료학회지
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    • 제9권12호
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    • pp.1170-1175
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    • 1999
  • 반도체 폐 Si슬러지를 이용하여 질화반응 및 post-sintering을 통해 제조된 질화규소세라믹의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, SEM 및 XRD를 이용하여 연구하였다. 상당량의 $SiO_2$ 비정질상을 포함하는 폐 Si분말에서 많은 microcracks이 관찰되었다. 폐 슬러지를 사용한 Si 성형체의 질화율은 상용되고 있는 Si분말을 이용한 성형체의 값에 비해 낮은 값을 보였다. 그러나 질화온도가 증가함에 따라 질화율은 증가하였으며 1470$^{\circ}C$에서 질화율은 98%를 보였다. 반응소결체내에 존재하는 $Si_3N_4$의 결정은 ${\alpha}$${\beta}$상으로 혼재되어 있으며 상당량의 산질화규소상이 검출되었다. 1950$^{\circ}C$에서 후처리된 시료의 최대파괴인성 및 파괴강도 값은 각각 5.6 $^MPa{\cdot}m^{1/2}$과 497 MPa로 H. C. Starck사의 Si을 이용한 것에 비해 낮은 값을 보였으며 이는 산질화규소 형성에 기인한 것으로 사료된다.

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