• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1713-1716
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• 1999

PSN-PT 2성분계 압전세라믹스의 상도로부터 유전적, 압전적 특성이 양호한 MPB (Morphotropic phase boundary)부근의 조성을 선택하여 도너 도펀트인 $Nb_2O_5$와 억셉터 도펀트인 $Fe_2O_3$를 각각 $0{\sim}9wt%$ 첨가하여 유전특성을 비교, 연구해보았다 시편모두 $1250^{\circ}C$이상에서 이론밀도의 96%이상의 값을 얻을 수 있었고 상온, 1kHz에서 $Fe_2O_3$의 경우 0.1wt% 첨가된 시편에서 ${\varepsilon}_r=2054$의 최대 비유전율이 나타났으며, 0.7wt% 첨가된 시편에서는 $tan{\delta}$=0.49%의 최소 유전 손실값을 얻었다. 도펀트가 첨가됨에 따라 ${\varepsilon}_r$는 점점 감소하는 경향을 보였으며 큐리온도 Tc는 $Fe_2O_3$의 경우에서 더 큰 값이 나타났다. $Nb_2O_5$의 경우 도펀트의 증가에 따라 완만한 Relaxor의 형태로 나타났다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.6 no.4
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• pp.316-327
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• 1997

Polycrystalline $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ and $La_{2}Ti_{2}O_{7}$ ceramics with very high Curie temperatures were synthesized by the chemical coprecipitation method (CCP). The powders synthesized were identified by XRD and their sintering behavior and physical properties were studied. The grain-orientation and electrical properties of sintered ceramics were investigated as a function of firing temperature. Single phase could be obtained by CCP method at temperature lower than that of the conventional method by 100 - $150^{\circ}C$. Strontium niobate, $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$, powder was Prepared by CCP method at temperatures as low as $800^{\circ}C$ via intermediate phase of $Sr_{5}Nb_{4}O_{15}$ formed at $700^{\circ}C$. The resulting CCP-derived powder was observed to have finer and more uniform particle size distribution than those obtained through the conventional or the molten salt synthesis method. Sintering of CCP-derived $Sr_{2}Nb_{2}O_{7}$ powder at $1500^{\circ}C$ yielded a highly dense ceramics with 97% theoretical density. Very high grain-orientation developed along the (0k0) direction was observed by SEM, which resulted in anisotropic dielectric properties of the sintered samples, with the dielectric constant values approaching those for single crystal.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07a
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• pp.569-572
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• 2003

전력선 통신용 LC 공진필터에 사용되는 Ni-Zn 페라이트를 제조하기 위해 Ni0.8Zn0.2Fe2O4를 기본조성으로 선택하고 x (Co mol 비)를 변화시켜 전자기적 특성을 조사하였다. $Bi_2O_3$ CaO가 첨가됨으로써 균일한 입자성장과 입계에 고저항층이 형성되어 주파수 손실이 감소하였으며, $Ni_{0.8-x}Zn_{0.2}Co_xFe_2O_{\delta}$의 기본조성에 Co의 함량을 증가시키면 x = 0.05에서 투자율 75, 공진주파수 20 MHz의 특성을 나타내고 결정 입자 크기와 같은 구조적 특성에는 영향을 거의 미치지 않지만 자기이방성 변화에 따라 전자기적 특성에는 영향을 미친다. 또한, $Ni_{0.75}Zn_{0.2}Co_{0.05}Fe_2O_{4.017}$ 조성의 페라이트 코어의 발열량은 큐리온도 이하에서 일어난다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.92-95
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• 2003

전력선 통신용 LC 공진필터에 사용되는 Ni-Zn 페라이트를 제조하기 위해 $Ni_{0.8}Zn_{0.2}Fe_{2}O_{4}$를 기본조성으로 첨가제 $Bi_{2}O_{3}$, CaO와 x (co mol 비)를 변화시켜 전자기적 특성을 조사하였다. $Bi_{2}O_{3}$ CaO가 첨가됨으로써 균일한 입자성장과 입계에 고저항층이 형성되어 주파수 손실이 감소하였으며, $Ni_{0.8-x}Zn_{0.2}Co_{x}Fe_{2}O_{\delta}$의 기본조성에 Co의 함량을 증가시키면 x = 0.05에서 투자율 75, 공진주파수 20MHz의 특성을 나타내고 결정 입자 크기와 같은 구조적 특성에는 영향을 거의 미치지 않지만 전자기적 특성에는 영향을 미친다. 또한, $Ni_{0.75}Zn_{0.2}Co_{0.05}Fe_{2}O_{4.017}$ 조성의 페라이트 코어의 발열량은 큐리온도 이하에서 일어난다.

• Polymer(Korea)
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• v.26 no.3
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• pp.367-374
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• 2002

Electrical characteristics of crystalline polymer composites filled with nano-sized carbon black particle were studied. The developed composite system exhibited a typical positive temperature coefficient resistance (PTCR) characteristic, where the electrical resistance sharply increased at a specific temperature. The PTCR effect was sometimes followed by a negative temperature coefficient resistance (NTCR) feature with temperature, which seemingly caused by the coagulation of nano-sized carbon black particles in the excessive quantity. The PTCR temperature was controlled by the carbon black content and the external voltage. The change of electric conductivity was shown as a function of carbon black content, and the resistance was constant when the carbon black content was over 20 wt%. The room-temperature resistance was maintained by a repeated heating and cooling. The excellent PTCR characteristic was demonstrated by the low resistance in the initial stage and the instantaneous heating capability.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.15-15
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• 2010

$Na_2Ti_6O_{13}$ (NT)가 도핑된 $BaTiO_3-(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ BBNT) PTCR 세라믹스를 변형된 세라믹공정을 이용하여 제조하였다. 제조된 BBNT 세라믹의 미세구조와 PTCR 특성에 미치는 NT의 효과를 조사하였다. $1300^{\circ}C$에서 합성된 BBNT 세라믹은 NT의 도핑량이 증가함에 따라 비정상적으로 성장된 입자의 수가 증가하였다. 뿐만 아니라, NT의 도핑량 증가는 상온비저항을 약간 증가시켰지만 큐리온도 (Tc) 부근의 최대비저항/최소비저항으로 정의되는 PTC 점프 특성을 크게 향상시켰다. 특히, 0.01mol%의 NT 도핑 시 상온비저항은 $425\;\Omega{\cdot}cm$, PTC 점프는 ($2.02{\times}^10^5$) 저항온도계수는 69.8% 및 Tc는 $155^{\circ}C$의 우수한 결과를 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.307-307
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• 2010

최근 유한연료의 고갈로 인해 세계 유가가 불안정 됨으로서 대체 에너지에 대한 연구가 많이 진행 되고 있다. 특히 압전 소자를 이용한 에너지 하베스팅은 압전 역효과를 이용한 것으로서 주변에서 무의미하게 버려지는 진동이나 바람, 열 에너지를 실 생활에 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환할 수 있는 유망한 기술 중 하나이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일본과 같은 선진국에서 이미 지하철 및 일반 다리와 같이 진동이 극히 많은 곳에서 응용되고 있다. 이러한 에너지 하베스팅 기술을 응용 하려면 전압출력 계수($g_{33}$)가 높아야 한다. 이것은 압전 d 상수와 유전상수에 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 현재가지 응용되는 압전 하베스팅 조성은 Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT)를 기초로한 세라믹이 응용되고 있다. Pb(Zr,Ti)$O_3$ (PZT) 세라믹은 Morpohotropic phase boundary(MPB)에서 전기기계 결합계수 (kp) 와 기계적 품질계수 (Qm) 이 각각 0.5와 500으로 우수한 특성을 나타낸다. 또한 큐리온도 (Tc) 도 $400^{\circ}C$로 온도 안정성 또한 높다. 하지만 $1000^{\circ}C$ 이상에서 소결하는 PbO는 소결 중 급격한 휘발로 환경적 오염 뿐 아니라 특성의 저하를 야기시킨다. 그래서 몇몇 나라에서는 그 사용을 제한하고 점차적으로 사용을 줄여 나가고 있는 동시에 PbO가 첨가되어 있지 않은 Lead-Free 세라믹의 연구가 많이 진행되고 있다. Lead-Free 세라믹 중 alkaline niobate를 기초로 한 페로브스카이트 구조의 ($Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ (NKN) 은 PbO를 기초로 한 세라믹을 대체할 유망한 후보자 중 하나이다. 하지만 NKN세라믹의 K 성분의 조해성 및 고온에서의 휘발로 인해 일반 적인 소결 방법으로는 고밀도의 세라믹을 얻기 매우 어렵다. 그래서 Hot pressing, Hot forging, RTGG(Reactive Template Grain Growth), SPS(Spark plasma Sintering)와 같은 특별한 소결 법을 이용하거나 $K_8CuNb_4O_{23}$(KCN) 이나 $K_{5.4}Cu_{1.3}Ta_{10}O_{29}$(KCT) 등을 첨가하여 그 소결성을 향상 시키는 방법도 있다. 또한 압전 d상수를 향상 시키기 위해 $Nb_2O_5$나, $La_2CO_3$, $CeO_2$, $Li_2CO_3$ 등을 치환함으로써 압전 d상수를 향상 시켜 전압출력 계수를 높이는 연구 또한 많은 보고가 되어 있다. 특히 $Li_2CO_3$의 첨가는 일반 적인 소결 방법으로도 밀도의 조밀함을 향상 시켜 그에 따른 높은 유전율과 전기기계 결합계수, 압전 d상수를 가져 많은 연구가 되어지고 있다. 그래서 본 연구에서는 일반적인 ($K_{0.5}N_{0.5})_{1-x}Li_x(Nb_{0.96}Sb_{0.04})O_3$ + 0.2mol%$La_2O_3$ + 1.2mol%$K_8CuNb_4O_{23}$ 세라믹에 x(=Li) 치환에 따른 유전 및 압전특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.174-174
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• 2008

초음파를 이용하여 액체 연료를 분사하면 균일한 입경과 미립화가 우수하며 에너지 절약과 공해방지등을 할 수 있다. 또한 유속과 유량에 관계없이 이용할 수 있어 반도체 분야의 웨이퍼와 평판 표시기상에 사진 석판용 화학물질의 균일도포 컴퓨터 하드 디스크의 광택제 도포등에 사용할 수 있다. 이처럼 초저의 유출 용량을 요구하는 모든 공정 및 액체연료의 분사가 요구되는 모든 산업에 적용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 현제까지 주로 사용되고 있는 초음파노즐의 액츄에이터는 단판액츄에이터형로 높은 교류전압을 인가해주어야 하는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 해결하기 위해 적층액츄에이터형을 사용하여 초음파 노즐 구동하면 낮은 교류 입력전압에서도 단판액츄에이터형 초음파 노즐과 같은 특성을 가질 수 있다. 또한 초음파 노즐의 구동시 기계적인 진동을 이용하므로 많은 열을 발생시켜 노즐의 온도가 상승하여 세라믹 액츄에이터에도 그 영향을 미치게 되어 열적 열화 현상이 일어날 수 있기에 높은 큐리온도를 가지는 액츄에이터가 필요하다. 본 실험에서는 $Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.02}(Ni_{1/3}Nb_{2/3})_{0.12}(Zr_{0.50}Ti_{0.50})_{0.86}O_3$ 조성을 사용하여 $900^{\circ}C$의 저온에서 액상 소결하여 적층혈액츄에이터를 제작하였으며 압전 및 유전 특성을 조사하였다. 제작된 초음파노즐을 구동하기 위해서는 약 36kHz의 30V이상의 교류입력전압 할 수 있는 구동회로가 필요로 한다. 압전액츄에이터의 구동을 위해서는 정확한 정현파 입력이 필요 없다. 압전액츄에이터의 특성상 유사 정현파 입력 만으로도 임피던스 매칭이 이루어지기 때문에 설계가 쉽고 간편한 Push-Pull 방식을 이용한 PWM인버터를 사용하였고 인버터의 출력 주파수를 34~38kHz까지 가변 할 수 있게 설계하였다. 제작된 적층액츄에이터형 초음파 노즐을 PWM인버터로 실제 액체 연료인 경유를 분사하였을 때의 액츄에이터의 온도 변화에 따른 공진주파수와 온도 의존성, 전기적 특성을 조사하고 미립화 분사되는 경유의 미립자 크기 및 최대 분사량을 조사 하였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.3
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• pp.93-100
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• 1996

Polycrystalline $Sr_{2}(Ta_{1-x}Nbx)_{2}O_{7}$ and $La_{2}Ti_{2}O_{7}$ ceramics having very high Curie temperatures were synthesized by the conventional oxide mixing method (CON) and the molten salt synthesis method (MSS). Physical characteristics and phase relationship of calcined powders, as well as the sintering behavior, the grain-orientation and dielectric properties of sintered ceramics were investigated as a function of composition and firing temperature. The single $A_{2}B_{2}O_{7}$ phase was synthesized by using the MSS method at 100 - $150^{\circ}C$ lower temperature compared to the CON method. As Nb content increased in $Sr_{2}(Ta_{1-x}Nbx)_{2}O_{7}$ ceramics, the Curie temperature and the dielectric constant at Curie temperature were raised, and the sintering behavior and the degree of grain-orientation were also improved at the same time. The use of MSS-derived powders made it possible to lower the sintering temperature and to improve the dielectric properties of the sintering samples. However, the piezoelectric properties as well as the grain-orientation were not improved any further by the MSS route.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.1
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• pp.10-13
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• 2007

Single crystalline, $LuFe_2O_4$, was grown by the floating zone method. The crystal structure was a two-dimensional layered-type rhombohedral($R\={3}mh$) structure, with an $a_0=3.440(2)\;{\AA}\;and\;a\;c_0=25.263(2)\;{\AA}$. The magnetic $N\'{e}el$ temperature($T_N$) was determined to be 250 K. The $M\"{o}ssbauer$ spectrum at 12 K was fitted with four sextet sets which was resulted from the crystal structure. The spectrm at room temperature consisted of three singlets and a doublet with the electric quadrupole splitting. The isomer shift($\delta$) value of the singlet was $0.20{\pm}0.01mm/s$ relative to the Fe metal indicating the $Fe^{3+}$ valence state, and the value of the doublet was $0.70{\pm}0.01mm/s$ indicating $Fe^{2+}$. The $M\"{o}ssbauer$ absorption area ratio between $Fe^{3+}$ and $Fe^{2+}$ at room temperature was 1:1. The doublet phase of spectra gradually disappears by up to 360 K. At 360 K, the spectrum shows the singlet phase. We suggested that the spontaneous polarization effect of $LuFe_2O_4$ was caused by the change of iron behavior.