• Resources Recycling
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• v.19 no.5
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• pp.31-43
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• 2010

To fabricate porous SiC candle filter for filtration facility of the IGCC system, the candle type filter preforms were fabricated by ramming and vacuum extrusion process. A commercially available ${\alpha}$-SiC powders with various particle size were used as starting raw materials, and $44\;{\mu}m$ mullite, $CaCO_3$ powder were used as non-clay based inorganic sintering additive. The candle typed preforms by ramming process and vacuum extrusion were sintered at $1400^{\circ}C$ for 2h in air atmosphere. The effect of forming method and particle size of filter matrix on porosity, density, strength (flexural and compressive strength) and microstructure of the sintered porous SiC candle tilters were investigated. The sintered porous SiC filters which were fabricated by ramming process have more higher density and strength than extruded filter in same particle size of the matrix, and its maximum density and 3-point bending strength were $2.00\;g/cm^3$ and 45 MPa, respectively. Also, corrosion test of the sintered candle filter specimens by different forming method was performed at $600^{\circ}C$ for 2400h using IGCC syngas atmosphere for estimation of long-term reliability of the candle filter matrix.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.2
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• pp.122-129
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• 2008

Ferroelectric properties of the PMT-PT were also studied from the temperature dependence of hysteresis loops using a method slightly modified from Sawyer-Tower's. Dielectric, pyroelectric and piezoelectric properties of the ceramics in the system PMT-PT were investigated. The resulted densities of the PMT-PT ceramics system were greater than 97 % of the theoretical value. As observed SEM micrograph of the fracture surfaces of the PMT-PT ceramics system, the average grain sizes were increased about 3-5 ${\mu}m$ to 6-8 ${\mu}m$ with increasing sintering temperature. The specimens with PT<0.30 for PMT-PT solid solution system exhibited the dielectric and pyroelectric properties of a typical relaxor ferroelectrics. The composition with the maximum dielectric constant exhibits relatively superior pyroelectric and piezoelectric properties.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.354-355
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• 2013

최근 디스플레이 분야에서 amorphous InGaZnO (a-IGZO) thin film transistors (TFTs)는 a-Si:H에 비해 비정질 상태에서도 비교적 높은 이동도를 가지고 다결정 Si 반도체에 비해 저온공정이 가능하고 대면적화가 용이한 장점 때문에 주목받고 있다. 또한 넓은 밴드갭을 가지기 때문에 가시광선 영역에서 투명하여 투명소자에도 응용이 가능하다. 본 연구에서는 RF magnetron sputtering법을 이용하여 RF power의 변화에 따라 IGZO 박막의 positive bias stress (PBS)에 대한 안정성을 조사하였다. 소결된 타겟으로는 In:Ga:ZnO를 각각 2:2:1 mol%의 조성비로 소결하여 이용하였고, 공정 조건은 초기 압력 Torr, 증착 압력 Torr, Ar：O2=18：12 sccm로 고정하였다. 공정 변수로는 130 W, 150 W, 170 W, 200 W로 변화를 주어 실험을 진행하였다. PBS 측정은 gate bias를 10 V로 고정하여 stress 시간을 각각 0, 30, 100, 300, 1,000, 3,000, 7,000초를 적용하였다. 측정 결과 RF power가 증가할수록 문턱전압의 변화량이 증가하는 것을 보였다. 130 W의 경우 4.47 V의 변화량을 보였지만 200 W의 경우는 10.01 V로 증가되어 나타났다. 따라서 RF power을 낮추어 만들어진 소자의 경우 RF power를 높여 만들어진 소자에 비해 PBS에 대한 안정성이 더 높은 결과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.201-201
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• 2010

본 연구에서는 RF magnetron co-sputtering을 이용하여 Zn-O-Ga 구성비에 따른 광투과도 및 전기적 특성을 연구하였다. 타겟으로 ZnO 및 $Ga_2O_3$ 소결체를 이용하였으며, 두 개의 RF magnetron sputter의 RF power를 동시에 조절하여 타겟의 구성비를 조절하였으며, 기판과 타겟의 거리를 25 mm~75 mm 범위 내에 조절하여 거리에 따른 Zn-O-Ga 박막의 광투과 특성 및 전기적 특성을 관찰하였다. $Ga_2O_3$ 소결체의 magnetron sputter의 RF power를 30 watt에서 100 watt로 증가함에 따라 박막내의 Ga 성분은 0.5%에서 7.4%로 증가하였으며 Zn 성분은 46.3%에서 40.9%로 O성분은 53.2%에서 51.6%로 각각 줄어들었다. 이에 따라 ZnO의 우선방위 (002) 결정각($2{\theta}$)은 34.24에서 33.87로 줄어들었으며, 이동도 $5.5\;cm^2/Vs$ 에서 $1.99\;cm^2/Vs$ 정도로 감소하는 경향을 보였다. 광투과도는 가시광선 영역에서 85% 이상 보였으며, carrier 밀도는 $0.5\;{\sim}\;4.0^*10^{20}/cm^3$로 증가함에 따라 이동도는 $1.5{\sim}5.5\;cm^2/Vs$로 투명전도막의 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.36 no.1
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• pp.97-105
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• 1999

In the binary system of SiC and carbon, porosity and pore size distribution of green body was controlled by varying pH, by the addition of polyelectrolyte dispersants, and by using different particle size of starting powders. The preforms having different green microstructure were fabricated by slip casting from suspensions having different dispersion condition. The reaction bonding process was carried out for these preforms. The condition of reaction bonding was 1600$^{\circ}C$ and 20 min. under vacuum atmosphere. The analyses of optical and SEM were studied to investigate the effect of green microstructure on that of reaction bonded silicon carbide and subsequently the mechanical properties of sintered body was investigated. Different green microstructures were obtained from suspensions having different dispersion condition. It was found that the pore size could be remarkably reduced for a fine SiC(0.5$\mu\textrm{m}$). The bimodal microstructure was not found in the present study, which is frequently observed in the typical reaction bonded silicon carbide. It is considered that the ratio between SiC and C was responsible for the formation of bimodal microstructure. For the preform fabricated from the well dispersed suspension, the 3-point bending strength of reaction-bonded silicon carbide was 310${\pm}$40 MPa compared to the specimen fabricated from relatively agglomerated particles having lower value 260${\pm}$MPa.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.192-197
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• 1998

사용후핵연료는 열전도도가 극히 불량하다. 그러므로 지금까지는 파단면을 관찰하거나 또는 성분분석을 위해 EPMA을 이용할 때는 시편 표면을 Au나 란소 등으로 증착시키고 있다 그러나 사용후 핵연료에서는 강력한 방사선이 방출되므로 시편의 증착처리는 핫셀(hot cell)에서 원격조정기(manipulator)를 사용하여 수행하므로 많은 어려움이 있다. 특히 시편 표면의 Au나 탄소의 증착시에는 균일한 증착이 필요한데, 핫셀내에 설치한 기기는 유지 보수의 어려움으로 양호한 진공도 유지가 어려워 시편 표면의 균질한 증착은 문제점으로 되어 있다. 이에 본 연구에서는 이산화우라늄 소결체를 표면의 증착처리 없이도 파단면 관찰이나 성분 분석을 할 수 있는 방법을 연구하여 silber paint법을 개발하였다. 특히 탄소가 미량 함유된 시편을 탄소 증착처리를 하면 증착된 탄소와 시편에 함유된 탄소를 분리해야 하는 어려운 점이 있으므로 이러한 경우에는 silber paint 법이 아주 편리하다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.9 no.1
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• pp.30-37
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• 2000

In this paper rapid prototyping and precision casting technology have been developed for the manufacturing of inlet gear box of an airplane, Rapid prototyping is a new prototyping technology that produces complicated parts directly from three-dimensional CAD data with a high efficiency and has been extensively applied to various manufacturing processes. In the present work Selective Lase Sintering(SLS) system is utilized in order to manufacture prototype of the inlet gear box. Prototyping technology using SLS is also investigated from the viewpoint of accuracy. Using the SLS master the casting products are manufactured through several processes such as : vacuum casting lost wax shell casting and investment cast-ing. The shrinkage characteristics of wax and cast iron in the casting procedures are considered and then reflected to the design procedure so that the accuracy of the product is improved consequently.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.11
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• pp.1078-1083
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• 2000

정전안정화 및 입체안정화를 동시에 적용한 복합안정화기구에 의하여 25 부피%의 나노 $Al_2$O$_3$슬러리를 제조하고, 이로부터 얻은 주입성형체, 원심성형체, 진공성형체의 기공구조 분석을 통하여 입자충전거동을 살펴보았다. 나노 알루미나 분말의 습식 성형체의 충전구조는 성형방법에 의하여 가해지는 외력의 영향을 크게 받지만, 반발력을 제공하는 표면장벽층의 상호작용에 의해서도 현저한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 예비소결실험을 통하여 나노분말에서도 기공크기가 작고, 크기분포가 좁으며, 높은 밀도를 가진 균일성형체의 미세구조가 소결미세구조를 균일하게 하는데 필수적인 조건임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.182.1-182.1
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• 2016

전자빔의 운동에너지를 변화시켜 전자기장을 발생시키는 진공튜브 장치는 기본적으로 전자빔 발생부인 전자총을 핵심 구성부로 사용한다. 이러한 전자총을 이용하는 진공튜브로는 핵융합을 위해 플라즈마 가열용의 RF를 발생시키는 자이로트론 튜브와 방사광 가속기에서 전자를 가속시키는데 이용되는 클라이스트론 튜브 등이 있으며, 군사적으로는 레이더를 비롯하여 유도미상일에 들어가는 탐색기, 전투기에서 사용되는 송수신용 마이크로파 발생장치 등의 핵심부품인 진행파관 진공튜브 등이 있다. 이러한 응용분야에서는 기본적으로 고출력의 전자파를 필요로 하기 때문에 반도체를 이용한 장치로는 그 성능을 구현할 수 없다. 따라서 열음극을 사용하는 전자총을 기반으로 한 다양한 형태의 진공튜브 장치가 주로 이용되고 있다. 현재 고출력 마이크로파 진공튜브용 열음극 전자총은 대부분 외국에서 수입하고 있는데 그 이유는 전자총의 핵심 부품인 열음극 캐소드를 국내에서 개발하지 못하였기 때문이다. 하지만 본 연구에서는 텅스텐 기반의 함침형 열음극 캐소드를 국내에서 자체 개발하는데 성공하였다. 전통적으로 미국에서 개발해온 함침형 열음극 캐소드는 텅스텐 소결체에 기공을 학보하고 여기에 Ba을 중심으로 한 알칼리성 물질들을 일정비율로 혼합하여 함침한 것으로 일함수 2.1~2.3 eV 수준의 물성을 갖는다. 이에 따라 방출할 수 있는 전류의 양은 운용 온도 $1000^{\circ}C$ 정도에서 전류밀도로 대략 수 $A/cm^2$ 수준이다. 본 연구에서 개발한 캐소드는 S-type으로 알려진 것으로 BaO : CaO : $Al_2O_3$ = 4 : 1 : 1 비율로 함침되었다. 고진공장치에서 전류측정 결과 $1040^{\circ}C$에서 $10.6A/cm^2$의 전류밀도를 기록하였으며 이에 대하여 Richardson-Dushman equation으로 계산하였을 때, 약 1.9 eV의 일함수를 갖는 것을 알 수 있었다. 이는 현재 많은 응용분야에서 사용하고 있으며 함침형 캐소드에 Os이나 Ir 등의 물질을 코팅하여 일함수를 낮추고 전류밀도를 향상시킨 M-type 캐소드의 결과와 유사한 수준이다.