• 분석과학
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• 제5권1호
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• pp.103-110
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• 1992

본 연구에서는 고온용 Al-Ti 합금을 제조하기 위하여 복합금속분말의 화학적 균질성과 합금내에 형성되는 미세한 분산상에 대하여 조사하였다. Al-Ti 복합금속분말의 화학적 균질성은 400rpm의 회전속도로 10시간 이상 기계적 합금화하였을 때 나타났으며 MA Al-Ti 합금의 화학분석결과, Ti 함량은 8.2wt.%, 탄소 함량은 1.135wt.%, 그리고 산소 함량은 0.233wt.%였으며, 특히 탄소 함량은 스테아린산의 공정 제어제 중에 있는 약 90% 정도의 탄소가 최종적으로 합금 시편에 혼입되었음을 알 수 있었다. TEM 분석을 통하여 MA Al-Ti 합금의 기지조직내에 구형의 250nm 크기인 $Al_3Ti$ 금속간 화합물상과 침상형태의 폭 50nm, 길이 150nm 크기인 $Al_4C_3$ 탄화물상의 형성을 관찰하였으며 구형 모양을 갖는 약 20nm 크기의 $Al_2O_3$ 탄화물상들이 이 합금의 입내 및 입계에 균일하게 분포되었음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제28권10호
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• pp.551-563
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• 2018

Visible and IR windows require a combination of high optical transparency and superior thermal and mechanical properties. Materials, fabrication and characterization of transparent ceramics for visible/IR windows are discussed in this review. The transparent polycrystalline $Y_2O_3$, $Y_2O_3-MgO$ nanocomposites and $MgAl_2O_4$ spinel ceramics are fabricated by advanced ceramic processing and the use of special sintering technologies. Ceramic processing conditions for achieveing fully densified transparent ceramics are strongly dependent on the initial powder characteristics. In addition, appropriate use of sintering technologies, including vacuum sintering, hot-pressing and spark plasama sintering methods, results in outstanding thermal and mechanical properties as well as high optical transparency of the final products. Specifically, the elimination of light scattering factors, including residual pores, second phases and grain boundaries, is a key technique for improving the characteristics of the transparent ceramics. This paper discusses the current research issues related to synthesis methods and sintering processes for yttria-based transparent ceramics and $MgAl_2O_4$ spinel.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권1호
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• pp.51-56
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• 2002

고순도 알루미나 분말에 소결조제로서 초산 마그네슘과 질산 마그네슘을 1000ppm첨가하여 제작한 소결체에 대해서 소결조제로 사용한 MgO의 출발물질의 종류가 소결체 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 초산 마그네슘과 질산 마그네슘을 사용해서 제작한 소결체에 대해서 소결온도 1$600^{\circ}C$에서 상대밀도의 급격한 감소가 확인되었고 SEM관찰결과 소결조제로 사용한 두 종류의 출발물질을 첨가한 경우에 동일하게 소결체의 outer layer에서는 입성장 및 기공이 형성되어있고 inner layer에서는 알루미나 입계에 제2상의 존재가 관찰되었다. 이 시편의 EPMA을 이용한 원소분석결과로부터 소결온도 1$600^{\circ}C$에서 알루미나 입계에 존재하는 제2상은 Mg를 함유한 혼합물이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 1999년도 정기총회 및 춘계학술연구발표회
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• pp.1-1
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• 1999

부유대용융법에 의하여 불순이온의 종류와 각 이온의 주입 농도를 달리하는 Rutile 단결정을 성장하였다. 성장된 결정으로부터 제조한 박편시료를 이용하여 결정결함과 광투과도에 미치는 각 불순이온의 영향을 조사하였다. 결정성장용 주원료로 99.99%의 TiO2를 사용하고, 불순이온 주입을 위한 원료로서 99.99%의 Al2O3, H3BO3, Ga2O3, Sc2O3, V2O5, Fe2O3, ZrO2, Er2O3, Cr2O3를 각각 사용하였다. 불순이온의 종류에 따르는 영향을 조사하기 위하여 TiO2 99.8 atomic%-불순이온 0.2atomic%의 조성이 되도록 각 이온별로 원료를 정밀하게 평량하고 균일 혼합하였다. 불순 이온의 첨가량에 따르는 영향을 조사하기 위하여 Al2O3는 각각 pure, 0.2, 0.4, 0.6 atomic%를, Cr2O3는 pure, 0.003, 0.05, 0.2 atomic%를 각각 치환하여 원료를 조합하였다. 균일 혼합된 원료를 직경 8mm의 고무 튜브에 넣고 CIP(Cold Isostatic Press0에서 2000kg/$\textrm{cm}^2$의 압력으로 성형한 후 150$0^{\circ}C$에서 1시간 소결함으로서 결정성장용 다결정 원료를 합성하였다. 합성된 다결정을 double ellipsoidal mirror 내에 설치하고,halogen lamp로 가열하여 원료의 한쪽 끝을 용융한 다음, 20rpm의 회전속도, 3-5mm/hr의 성장속도로 하는 유속 1$\ell$/min의 O2 분위기속에서 부유대용융법에 의하여 결정을 성장하였다. 성장된 결정을 성장축에 수직한 방향으로 각각 절단, 연삭, 연마한 박편을 이용하여 편광하에서 low-angle grain boundaries 및 기타의 결정결함을 관찰하였으며, 0.3$\mu\textrm{m}$~0.8$\mu\textrm{m}$ 범위 및 0.6$\mu\textrm{m}$~3.4$\mu\textrm{m}$ 범위에서의 투과 및 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 결정 성장 결과 B3+, Er3+, Cr3+ 이온은 Ti4+ 이온과 이온의 크기 차이가 심하여 결정의 정상적인 성장을 방해하는 물성을 나타냈고, V5+, Cr3+ 이온은 흑색의 결정, Fe3+ 이온은 적갈색의 결정으로 성장되었다. Al3+, Zr4+, Al3+의 순서로 투과도가 높아지는 것이 관찰되었다. 불순이온의 농도에 따른 영향으로서 Al3+ 이온의 경우 주입농도가 높아질수록 low angle boundary와 oxygen deficiency가 감소하였고, 투과율은 조금 감소하거나 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 반면에 Cr3+ 이온을 주입한 경우 0.003 atomic%에서 최적의 물성을 보였으며, 주입농도가 높아질수록 결정성장이 어려워지고 광의 투과도가 급격히 저하되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권6호
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• pp.627-632
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• 2023

Lithium-ion batteries are widely used in various applications, including electric vehicles and portable electronics, due to their high energy density and long cycle life. The performance of lithium-ion batteries can be improved by using solid electrolytes, in terms of higher safety, stability, and energy density. Li_1.5Al_0.5Ti_1.5(PO₄)₃ (LATP) is a promising solid electrolyte for all-solid-state lithium batteries due to its high ionic conductivity and excellent stability. However, the ionic conductivity of LATP needs to be improved for commercializing all-solid-state lithium battery systems. In this study, we investigate the microstructures and ionic conductivities of LATP by incorporating B₂O₃ glass ceramics. The smaller grain size and narrow size distribution were obtained after the introduction of B₂O₃ in LATP, which is attributed to the B₂O₃ glass on grain boundaries of LATP. Moreover, higher ionic conductivity can be obtained after B₂O₃ incorporation, where the optimal composition is 0.1 wt% B₂O₃ incorporated LATP and the ionic conductivity reaches 8.8×10^-5 S/cm, more than 3 times higher value than pristine LATP. More research could be followed for having higher ionic conductivity and density by optimizing the processing conditions. This facile approach for establishing higher ionic conductivity in LATP solid electrolytes could accelerate the commercialization of all-solid-state lithium batteries.

• 한국재료학회지
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• 제5권2호
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• pp.169-177
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• 1995

Cu와 Si사이의 확산방지막으로 1000$\AA$ 두께의 TiN의 특성에 대하여 면저항 측정, 식각패임자국 관찰, X선 회절, AES, TEM 등을 이용하여 조사하였다. TiN 확산방지막은 $550^{\circ}C$, 1시간의 열처리 후에 Cu의 안쪽 확산으로 인해 Si(111)면을 따라 결정결함(전위)을 형성하고, 전위 주위에 Cu 실리사이드로 보이는 석출물들을 형성함으로써 파괴되었다. Al의 경우와는 달리 Si 패임자국이 형성되지 안흔 것으로부터 TiN확산방지막의 파괴는 Cu의 안쪽 확산에 의해서만 일어나는 것을 알 수 있었다. 또한, Al의 경우에는 우수한 확산방지막 특성을 보여주었던 충진처리된 TiN가 Cu의 경우에는 거의 효과가 없는 것을 알 수 있었다. 이것은 Al의 경우에는 TiN의 결정립계에 존재하는 $TiO_{2}$가 Al과 반응하여 $Al_{2}O_{3}$를 형성함으로써 Al의 확산을 방해하는 화학적 효과가 매우 크지만, Cu의 경우에는 CuO 또는 $Cu_{2}O$와 같은 Cu 산화물은$TiO_{2}$에 비해서 열역학적으로 불안정하기 때문에 이러한 화학적 효과를 기대할 수 없으며, 따라서 충진처리 효과가 거의 없는 것으로 이해된다.

• 자원환경지질
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• 제30권1호
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• pp.35-49
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• 1997

The coal formation of the Deokpyeong area are interbedded along metapelites of the Ogcheon Supergroup, which are composed mainly of graphite, quartz, muscovite and associated with small amounts of biotite, chlorite, pyrite and barite. The ratios of $SiO_2/Al_2O_3$, $Al_2O_3/Na_2O$ and $K_2O/Na_2O$ of the coaly metapelite are variable and wide range from 1.80 to 10.21, from 27.8 to 388.8 and from 7.6 to 61.8, respectively. These coal formation were deposited in basin of marine environments, and the REE of these rocks are not influenced with metamorphism and hydrothermal alterations on the basis of $Al_2O_3$ versus La, La against Ce, the ratios of La/Ce (0.19 to 0.99) and Th/U (0.02 to 4.75). These rocks also show much variation in $La_N/Yb_N$ (1.19 to 22.89), Th/Yb (0.14 to 21.43) and La/Th (0.44 to 13.67), and their origin is explained by derivation from a mixture of sedimentary and igneous rocks. The wide range in trace and REE element characteristics as Co/Th (0.12 to 2.78), La/Sc (0.33 to 10.18), Sc/Th (0.57 to 5.73), V/Ni (8 to 2347), Cr/V (0.02 to 0.67) and Ni/Co (1.56 to 32.95) of these coaly metapelites argues for inefficient mixing of the various source lithologies during sedimentation. Deep to pale green barium-vanadium muscovites (vanadium-oellacherite) have been found in this coal formations. Modes of occurrence and grain size of muscovite are heterogeneous, but most of the barium and vanadium-bearing muscovites occur along the boundaries between graphite and quartz grains, ranging from 200 to $350{\mu}m$ in length and from 40 to $60{\mu}m$ in width. Results of X-ray diffraction data of the minerals characterized to be monoclinic system with $a=5.249{\AA}$, $b=8.939{\AA}$, $c=20.924{\AA}$ and ${\beta}=95.894^{\circ}$. Representative chemical formula of the muscovite was $(Na_{0.09}K_{1.44}Ba_{0.46})(Al_{2.75}Ti_{0.07}V_{0.56}Fe_{0.08}Mg_{0.50})(Si_{6.12}Al_{1.88})O_{22}$. The V possibly substitute octahedral Al, and the Ba is coupled substitution of $K^+Si^{4+}=Ba^{2+}Na^+Ca^{2+}$, which compositional ranges of V and Ba are from 0.42 to 0.69 and from 0.34 to 0.56 based on $O_{22}$, respectively. Formation mechanism of the barium-vanadium muscovites in the coaly metapelite is shown that the formed by high pressure and temperature from regional metamorphism origanated during diagenesis at the interface between a basinal brine and organic matter.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.44.2-44.2
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• 2009

Polycrystalline materials suchas yttria and alumina have been applied as a plasma resisting material for the plasma processing chamber. However, polycrystal line material may easily generate particles and the particles are sources of contamination during the plasma enhanced process. Amorphous material can be suitable to prevent particle generation due to absence of grain-boundaries. We manufactured nitrogen-containing $SiO_2-Al_2O_3-Y_2O_3$ based glasses with various contents of silicon and fixed nitrogen content. The thermal properties, mechanical properties and plasma etching rate were evaluated and compared for the different composition samples. The plasma etching behavior was estimated using XPS with depth profiling. From the result, the plasma etching rate highly depends on the silicon content and it may results from very low volatile temperature of SiF4 generated during plasma etching. The silicon concentration at the plasma etched surface was very low besides the concentration of yttrium and aluminum was relatively high than that of silicon due to high volatile temperature of fluorine compounds which consisted with aluminum and yttrium. Therefore, we conclude that the samples having low silicon content should be considered to obtain low plasma etching rate for the plasma resisting material.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.12-15
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• 2013

The pure and carbon (C)-doped $MgB_2$ thin films were fabricated on $Al_2O_3$ (0001) substrates at a temperature of $650^{\circ}C$ by using hot-filament-assisted hybrid physical-chemical vapor deposition technique. The $T_c$ value for pure $MgB_2$ film is 38.5 K, while it is between 30 and 35 K for carbon-doped $MgB_2$ films. Expansion in c-axis lattice parameter was observed with increase in carbon doping concentration which is in contrast to carbon-doped $MgB_2$ single crystals. Significant enhancement in the critical current density was obtained for C-doped $MgB_2$ films as compared to the undoped $MgB_2$ film. This enhancement is most probably due to the incorporation of C into $MgB_2$ and the high density of grain boundaries, both help in the pinning of vortices and result in improved superconducting performance.

• 한국재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.48-52
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• 2014

The Mg-enriched magnesium aluminum silicate (MAS) glass is known for its higher mechanical strength and chemical resistance. Among such glasses, cordierite ($Mg_2Al_4Si_5O_{18}$) is well known to have a low thermal expansion and low melting point. Polycrystalline engineering ceramics such as alumina can be strengthened by a surface modification with low thermal expansion materials. The present study involves the synthesis of cordierite by a sol-gel process and investigates the effect of glass penetration on the surface of alumina. The cordierite powders were prepared from $Al(OC_3H_7)_3$, $Mg(OC_2H_5)_2$ and tetraethyl orthosilicate by hydrolysis and condensation reaction. The cordierite powders were characterized by X-ray diffraction (XRD, Rigaku), scanning electron microscope (SEM, JEOL: JSM-5610), energy dispersive spectroscopy (EDS, JEOL: JSM-5610), and universal testing machine (UTM, INSTRON). The X-ray diffraction patterns showed that the synthesized particles were ${\mu}$-cordierite calcined at $1100^{\circ}C$ for 1 h. The shape of synthesized cordierite was changed from ${\mu}$-cordierite to ${\alpha}$-cordierite with increasing calcination temperature. Synthesized cordierite was used for surface modification of alumina. Cordierite powders penetrated deeply into the alumina sample along grain boundaries with increasing temperature. The results of surface modification tests showed that the strength of the prepared alumina sample increased after surface modification. The strength of a surface modified with synthesized cordierite increased the most, to about 134.6MPa.