• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.2
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• pp.123-130
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• 1990

본 논문은 페라이트의 온도특성을 측정하기 위한 다중측정시스템의 설계에 관하여 연구한 것이다. 본 시스템은 전기로의 온도를 제어하기 위한 열전대 콘트롤러, 릴레이 동작을 제어하기 위한 릴레이 콘트롤러 및 릴레이를 구동시키기 위한 스윗칭부, 그리고 GPIB를 이용한 LCR메터 제어부와 이들을 마이크로 컴퓨터와 통신하기 버스 라인으로 구성하였다. 열전대 콘트롤러와 릴레이 콘트롤러는 8255A(Intel LSI)를 주로 이용하여 설계하였으며 릴레이로는 고주파용 릴레이를 사용하여 스윗칭 트랜지스터로 구동시키는 방법을 택하였다. 그리고 LCR-메터에는 GPIB(AD50488)보드를 사용하였다. 측정시료로서는 복합첨가제방식에 의하여 제작된 Mn-Zn-Fe계 페라이트의 시편을 사용하였으며 시료의 특성측정은 자체 제작한 자동계측시스템을 이용하여 분석하였다. 측정결과 온도보상점 T$_{o}$ 와 큐리온도 T$_{c}$ 바로 아래에서 투자율의 급격한 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 특성의 계측에 있어서 일관성이 있고 정확한 자료를 얻을 수 있었으며 따라서 본 시스템이 인터페이스와 컴퓨터 사이의 연결성이 좋은 자동다중계측시스템으로 활용 할 수 있음을 확인한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.51-60
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• 1998

La-modified $PbTiO_{3}$(PLT) thin plates were prepared for the fabrication of PLT pyroelectric IR sensors. The effects of the preparation parameters such as tile sintering temperature, the La content, and the ambient powder quantity, on the microstructural and dielectric properties of PLT thin plates were investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscope, and measurements of relative density and dielectric properties. With an increased La content, the tetragonality c/a was decreased but the densification and the grain size were increased, which is considered to be due to the increased Pb vacancy concentration to maintain charge neutrality at the increased of La content. When the quantity of the ambient powder wvas increased, the tetragonality was slightly increased, which is believed io be due to the reduced evaporation of PbO. But the e(fect is insignificant compared to that of La content. The dielectric constant at room temperature was increased and the Curie temperature was decreased in accordance with the decreased tetragonality ratio c/a with the increase of La content. The dielectric constant and tan ${\delta}$ of $500{\mu}m$ thick PLT thin plate with 10 wt% excess PbO and 10 mol% La contant sintered at $1250^{\circ}C$ for 2 hours in ambient powder of $0.02\;g/cm^{3}$ were 360 and 0.02, respectively.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.7 no.2
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• pp.69-75
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• 1997

The effect of oxide additive system and $Po_2$ condition on the power loss, microstructure, initial permeability, ${\mu}_i$ vs. temperature curve of Mn-Zn ferrites has been investigated. The density and permeability increased with various additive systems while the power loss decreased. It was confirmed that the oxide additives are grain boundary materials and do not change the magnetic properties of Mn-Zn ferrites such as $T_{spm}$ and $T_c$. The ${\mu}_i$ vs. T curve indicated that $T_{spm}$ moved to the higher temperature as $Po_2$ increased. It was also confirmed that the microstructure of Mn-Zn ferrites was independent of the $Po_2$ control during cooling.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.47.2-47.2
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• 2010

1980년대 이후로 등장한 Nd-Fe-B 소결자석은 뛰어난 자성특성을 나타내며, 원재료도 풍부하기 때문에 단위 자기 에너지당 가격은 비교적 저가이다. 따라서 대부분의 기존 Sm-Co와 주조 Al-Ni-Co 자석재료를 대체하며 다양한 첨단사업의 핵심소재로 적용되며, 자동차 및 의료기기 등 산업 전반에 사용되고 있다. 이러한 응용 중에서도 향후 녹색성장을 위한 신성장동력 산업인 하이브리드 자동차의 구동 모터로서 사용되는 대표적인 영구자석이다. 현재 개발된 Nd계 영구자석은 큐리온도가 낮고 높은 온도에서 자기적 성능의 열화가 심하게 진행된다는 단점이 있기 새로운 합금 설계 및 공정의 최적화를 통해 보자력을 향상 시킴으로써 사용온도를 $200^{\circ}C$ 정도로 높이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 일반적인 제조공정을 통해 제조된 소결체의 미세구조에 변화시키기 위하여 약 $10^{-5}$ Torr의 진공분위기에서 $10^{\circ}C/min$의 승온/냉각속도로 $350^{\circ}C$부터 $450^{\circ}C$ 구간에서 2 사이클부터 8 사이클까지 승온과 냉각을 반복하는 열처리를 수행하였다. Nd-Fe-B 소결자석을 $350^{\circ}C{\sim}450^{\circ}C$ 온도구간에서 반복적인 열처리를 수행한 결과 열처리 사이클에 따라 보자력 특성이 다르게 나타내었다. 이에 승온과 냉각을 반복하며 나타난 미세구조의 변화가 자성특성에 어떠한 영향을 미쳤는지에 대해 고찰하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.4
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• pp.236-240
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• 2005

The magnetocaloric effect and magnetization behaviors have been studied for $La_{1-x}Pb_{x}MnO_3$ (x=0.1, 0.2, 0.3) alloys. The Curie temperature increased from 195 K to 352 K with increasing Pb concentration. A large magnetic entropy change (${\Delta}S_M$), which is calculated from H vs M curves associated with the ferromagnetic-paramagnetic transitions, has been observed. The maximum ${\Delta}S_M$ of $La_{0.8}Pb_{0.2}MnO_3$ was 1.22 J/kg K at 294 K for an applied field of 1.5 T. Adiabatic temperature change (${\Delta}T_ad$) was measured directly by a special cryostat. The maximum ${\Delta}T_ad$ of $La_{0.7}Pb_{0.3}MnO_3$ was 1.00 K at 352 K for an applied field of 2 T.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.4
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• pp.339-346
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• 1990

미소변위소자에 적합한 전왜세라믹스를 제조하기 위하여 0.85Pb(Zn$_{1}$3-x/MgxNb$_{2}$3/) $O_{3}$-0.10BaTi $O_{3}$-0.05PbTi $O_{3}$조성으로 Mg(mol%)를 변화시키면서 시편을 제조하고 구조적, 유전적, 전기적 특성 및 온도 안정성을 관찰하였다. 큐리온도는 Mg(mol%)가 증가함에 따라 감소하였고 Mg(mol%)가 0.15일 때 유전상수가 가장 높았으며 완만도는 -3.9, 산만도.DELTA.Tc는 21로 가장 컸다. 전계에 따른 유전상수는 감소하였고 Mg(mol%)가 증가할수록 압전정수 d$_{31}$은 감소하였으나 0.05, 0.10, 0.15일 때는 거의 일정하였다. Mg(mol%)가 0.15까지 증가함에 따라 전왜정수 Q$_{31}$은 감소하였고 그 이상에서는 Mg(mol%)가 1/3일때 가장 컸으며 ES-1시편에서의 AC 60(Hz), 11(kV/cm) 전계(electric field)에 의한 왜형을 253*$10^{-6}$을 나타냈다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.1
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• pp.25-29
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• 2005

Magnetic properties of YIG films grown by solid phase epitaxy (SPE) was measured as a function of temperature with focus on magneto-crystalline and perpendicular magnetic anisotropy. Perpendicular magnetic anisotropy was not induced in the SPE YIG films annealed at low temperature by relaxing residual stress through formation of dislocation. On the contrary the films annealed at high temperature showed perpendicular magnetic anisotropy which shows very low density of dislocation. Perpendicular magnetic anisotropy field decreased linearly up to a high temperature of $230^{\circ}C$ above which magneto-crystalline anisotropy disappeared. Coercivity also decreased linearly with temperature up 세 $230^{\circ}C$. Magneto-crystalline anisotropy of perpendicular anisotropy induced epitaxial (111) YIG films can be measured using $H_k=4K_1/3M_s$. Temperature behavior of initial susceptibility can be successfully explained by Hopkinson effects. Curie temperature of YIG films grown on GGG substrate with high paramagnetic susceptibility can be easily measured using the results.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.2 no.2
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• pp.109-116
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• 1989

PSN-PT-PZ 삼성분계 압전세라믹의 상도로부터 유전적, 압전적 특성이 가장 양호한 MPB부근의 조성을 선택하여 MnO$_{2}$를 0-2[wt.%]첨가하였으며 일반소성법으로 시편을 제작하였다. 소결온도는 1,200-1,280[.deg.C], 시간은 0.5-3[hr]까지 변화시켰으며 MnO$_{2}$의 첨가가 시편의 유전적, 압전적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 제작된 시편의 비유전상수는 MnO$_{2}$의 첨가량에 따라 증가하였으며 MnO$_{2}$가 2[wt.%]첨가된 시편 S-15(PSN:PT:PZ, 15:48:37)의 경우 605.41, 큐리온도는 MnO$_{2}$의 첨가량이 증가할수록 선형적으로 감소하였다. 각 시편의 전기기계 결합계수와 유전손실은 MnO$_{2}$의 첨가량이 0.5-1.5[wt.%]범위에서 양호한 특성을 나타내었으며 MnO$_{2}$가 0.5[wt.%] 첨가된 시편 S-5(PSN:PT:PZ, 5:48:47)의 경우 전기기계 결합계수는 0.425로 가장 높은 값을 나타내었다. MnO$_{2}$가 1[wt.%] 첨가된 시편 S-10(PSN:PT:PZ, 10:48:42)에서 공진주파수의 온도의존성이 가장 양호하게 나타났으며 각 시편에 대한 MnO$_{2}$의 첨가량이 증가할수록 결정립 크기는 감소하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.16 no.5
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• pp.255-260
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• 2006

The basic composition of Ni-Zn ferrite was $(Ni_{0.35}Cu_{0.2}Zn_{0.45})_{1.02}(Fe_2O_3)_{0.98}$ (group A) and $(Ni_{0.4}Cu_{0.2}Zn_{0.4})_{1.02}(Fe_2O_3)_{0.98}$(group B) with additional 0.1 mol% $CaCO_3$ and 0.03 mol% $V_2O_5$. For high permeability and acceleration of grain growth, $CaCO_3$ and $V_2O_5$ was added. The mixture of the law materials was calcinated at $600^{\circ}C$ for 2 hours and then milled. The compacts of toroidal type were sintered at different temperature ($1,050^{\circ}C,\;1,070^{\circ}C,\;1,100^{\circ}C$) for 2 hours in air followed by an air cooling. Then, effects of various composition and sintering temperatures on the microstructure and physical properties such as density, resistivity, magnetic induction, coercive force, initial permeability, quality factor, and curie temperature of the Ni-Zn ferrite were investigated. The density of the Ni-Zn ferrite was $4.90{\sim}5.10g/cm^3$, resistivity revealed $10^8{\sim}10^{12}{\Omega}-cm$. The average grain size increased with the increase of sintering temperatures. The magnetic properties obtained from the aforementioned Ni-Zn ferrite specimens were 4,000 gauss for the maximum induction, 0.25 oersted for the coercive force, 2,997 for the initial permeability, 208 for the quality factor, and $202^{\circ}C$ for the curie temperature. The physical properties indicated that the specimens could be utilized as the core of microwave communication and high permeability deflection yoke of high permeability.