• 한국세라믹학회지
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• 제30권11호
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• pp.955-961
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• 1993

Sintering behavior and microstructure development in the system ZnO-Bi2O3-CoO-Zn7Sb2O12 with Zn7Sb2O12 content(0.1mol%~2mol%) were studied. The pyrochlore phase was formed by the reaction of the Zn7Sb2O12 with Bi2O3 phase during heating (below 90$0^{\circ}C$). The formation temperature of the liquid phase (Bi2O3) was dependent on the Zn7Sb2O12 contents (about 74$0^{\circ}C$ for Bi2O3/Zn7Sb2O12>1 by the eutectic melting in the ZnOBi2O3 system, and about 110$0^{\circ}C$ for Bi2O3/Zn7Sb2O12 1 by the decomposition of pyrochlore phase). Hence, sintering behavior and microstructure development were determined virtually by the Bi2O3/Zn7Sb2O12 ratio, which were promoted by liquid (Bi2O3) phase and retarded by the pyrochlore (or spinel) phase. The grain growth of ZnO during sintering was sluggish with increasing Zn7Sb2O12 contents.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.245-245
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• 2007

본 연구는 $Bi_2O_3$, ZnO 및 $Nb_2O_5$로 이루어진 두 가지의 $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$와 $(Bi_{1.5}Zn_{0.5})(Zn_{0.5}Nb_{1.5})O_7$ pyrochlore를 제조한 후, ZBS 및 BZBS 유리를 각각 첨가하여 저온 소결 및 마이크로파 유전 특성을 고찰하였다. 두 가지의 pyrochlore에 대하여 하소 온도에 따른 상 합성 유무를 고찰한 결과 $900^{\circ}C$에서 단일 상을 갖는 pyrochlore를 제조할 수 있었다. 두 가지의 pyrochlore에 ZnO-rich ZBS 유리와 $Bi_2O_3$-rich BZBS 유리를 3, 5 wt%로 첨가한 후 $800{\sim}950^{\circ}C$에서 소결한 결과 ZBS 및 BZBS 유리를 5wt%를 첨가하였을 때 $900^{\circ}C$에서 소결이 가능하였다. 또한 마이크로파 유전 특성을 고찰한 결과, $(Bi_{1.5}Zn_{0.5})(Zn_{0.5}Nb_{1.5})O_7$의 pyrochlore는 고주파에서 유전 특성 측정이 되지 않았다. $Bi_2(Zn_{1/3}Nb_{2/3})_2O_7$의 pyrochlore의 경우 5 wt% ZBS 및 BZBS 유리를 첨가하여 $900^{\circ}C$에서 소결한 시편의 마이크로파 유전 특성은 ${\varepsilon}_r$= 62.8~68.3, $Q{\times}f$ value= 3,500~2,700 GHz을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권2호
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• pp.160-166
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• 1991

Microstructure and phase changes during the sintering of ZnO varistors were studied in ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3 and ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3-Cr2O3 systems using acanning electron microscopy (SEM) with an energy dispersive X-ray analysis (EDAX), X-ray diffraction (XRD) and differential thermal analysis (DTA). The spinel phase and the Bi2O3 phase were formed by the decomposition of the pyrochlore phase during heating. The spinel particles (2-4$\mu\textrm{m}$), which were formed both along ther grain boundaries and within the ZnO grain, were always found near the pyrochlore phase. Intergranular phases (Bi2O3 and pyrochlore) were precipitated from the liquid phase during cooling. The Bi2O3 phases were located at the triple (or multiple) point of the ZnO grains. Cr2O3 played a role in decreasing the formation temperature of the spinel phase and Bi2O3 phase during sintering, and inhibited the grain growth.

• 한국세라믹학회지
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• 제50권1호
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• pp.57-62
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• 2013

We investigated the thermal and electrical properties of the $B_2O_3-ZnO-Bi_2O_3$ glass system as a sealing material in sheath heater modules. A composition with over 90 wt% $Bi_2O_3$ in the $B_2O_3-ZnO-Bi_2O_3$ system was glassified by controlling the cooling rate. The glass transition temperature and thermal expansion coefficient in bismate glass could be controlled by the minor ingredients of ZnO, $SiO_2$, $BaO_2$, and $K_2O$. The $B_2O_3-ZnO-Bi_2O_3$ glass system bonded well to metal, and bismate glass insulating properties were comparable to those of bismate glass $B_2O_3-ZnO-PbO$ glass system in a sheath heater module.

• 한국재료학회지
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• 제1권2호
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• pp.65-70
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• 1991

$ZnO-Bi_2O_3-CoO-Sb_2O_3$와 $ZnO-Bi_2O_3-CoO-Sb_2O_3-Cr_2O_3$계에서 미세구조 변화 및 전기적 특성에 미치는 개재물의 영향을 조사하였다. 소결동안에 ZnO입자 성장은 스피넬 입자들에 의해 제어되었으며, 스피넬 입자들의 양의 증가에 의해 입자성장은 감소하였다. $Cr_2O_3(0.5mol\%)$의 첨가는 비직선성지수에는 큰 영향을 미치지 못하였으며 임계전압(breakdown voltage)을 증가시켰다. 계산에 의해 구한 장벽전압은 $ZnO-Bi_2O_3-CoO-Sb_2O_3$와 $ZnO-Bi_2O_3-CoO-Sb_2O_3-Cr_2O_3$ 계에서 각각 3.1V와 2.9V이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제29권2호
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• pp.161-165
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• 1992

Nonlinear exponents and electron trap density variations were observered in ZnO-Bi2O3-MnO2 ternary ZnO varistors as a function of heat treatment temperature. Three kinds of ZnO varistor compositions were selected; i.e. 99.0 ZnO-0.5 Bi2O3-0.5 MnO2, 98.5 ZnO-1.0 Bi2O3-0.5 MnO2, and 98.0 ZnO-1.5 Bi2O3-0.5 MnO2 in mol%. Sintering was done at 1150$^{\circ}C$ for three hours, and heat treatments were done at 500$^{\circ}C$, 700$^{\circ}C$, and 900$^{\circ}C$. When heat treated at 500$^{\circ}C$, nonlinear exponents were increased regardless of the Bi2O3 amount. Increasing heat treatment temperature above 500$^{\circ}C$ resulted in lowering nonlinear exponents. Nonlinear exponents seem to be related to the 0.17 and 0.33 eV electron traps which are possibly of intrinsic origin.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권2호
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• pp.186-193
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• 2000

Effects of 1.0 mol% CoO addition on sintering and the electrical properties of ZnO-Bi2O3-Sb2O3(ZBS) varistor system with 3.0 mol% co-addition of Sb2O3 and Bi2O3 at various Sb/Bi ratio (0.5, 1.0, and 2.0) were investigated. Cobalt had little influence on the liquid-phase formation and the pyrochlore decomposition temepratures of ZBS, while densification was mainly dependent on Sb/Bi ratio: when Sb/Bi=0.5, excess Bi2O3 irrelevant to the formation of pyrochore(Zn2Sb3Bi3O14) forms eutectic liquid at ~75$0^{\circ}C$ which promotes densification and grain growth; with Sb/Bi=2.0, the second phase Zn7Sb2O12 formed by excess Sb2O3 irrelevant to the formation of the pyrochlore retards densification up to ~100$0^{\circ}C$. These phases caused the coarsening and uneven distribution of the second phase particles on the grain boundaries of ZnO above the pyrochlore decomposition temperature(~105$0^{\circ}C$), which led to broad size dist-ribution of ZnO; the specimen with Sb/Bi=1.0 showed homogeneous microstructure compared with the others, which enabled improved varistor characteristics. Doping of Co increased the nonlinearity and the potential barrier height of ZBS, which is thought to stem from improved sintering behavior such as homogenized microstructure due to size reduction and even distribution of the second phase and suppressed volatility of Bi2O3, as well as the improvement in the potential barrier structure via increased donor and interface electron trap densities.

• 한국세라믹학회지
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• 제30권3호
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• pp.199-205
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• 1993

Effects of grain size distribution on the breakdown voltage of ZnO varistors were investigated in the ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3 and ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3-Cr2O3 systems, respectively. The grain size was increased with increasing sintering temperature maintaining lognormal distribution in both systems. The width of grain size distribution of ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3 system was narrower than that of ZnO-Bi2O3-CoO-Sb2O3 system. The breakdown voltage(Vb) was decreased by increasing sintering temperature(1000~135$0^{\circ}C$) and sintering time(0.5~5hr), due to the enhancement of ZnO grain growth. The current path of the ZnO varistor was dependent on the distribution of the largest grains (chains of long grains) between the electrodes.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.79-85
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• 2023

(1-4x)Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-3xBi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇-2xLiZnNbO₄(x=0.03-0.21) 조성의 새로운 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 유전체는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇-xLi₂CO₃(x=0.03-0.21) 혼합물을 850℃~920℃에서 4 시간 반응성 액상소결(reactive liquid phase sintering)을 하여 제조하였다. 소결이 진행되는 동안 Li₂CO₃는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇과 반응하여 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇과 LiZnNbO₄를 생성하였고 얻어진 소결체의 상대 소결밀도는 이론 밀도의 96% 이상이었다. 초기 Li₂CO₃ 함량(x)을 조절하여 최종 소결체내에 존재하는 Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇, Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇ 및 LiZnNbO₄ 상의 상대적인 함량을 제어함으로써 높은 유전율(ε_r), 낮은 유전손실(tan δ) 및 NP0 특성(TCε ≤ ±30 ppm/℃)의 유전율 온도계수(TCε)를 갖는 유전체를 개발할 수 있었다. Li₂CO₃의 첨가가 x=0.03 mol에서 x=0.15 mol로 증가함에 따라 얻어진 복합체 내의 Bi₂Zn_2/3Nb_4/3O₇와 LiZnNbO₄의 부피 분율은 증가하였고, Bi_1.5Zn_1.0Nb_1.5O₇의 부피 분율은 감소하였다. 그 결과 복합체의 유전율(ε_r)은 148.38에서 126.99로 유전손실(tan δ)은 5.29×10^-4에서 3.31×10^-4로 그리고 유전율 온도계수(TCε)는 -340.35 ppm/℃에서 299.67 ppm/℃로 변화되었다. NP0 특성을 갖는 유전체는 Li₂CO₃의 함량이 x=0.09일 때 얻을 수 있었고, 이 때의 유전율(ε_r)은 143.06, 유전손실(tan δ)값은 4.31×10^-4, 그리고 유전율 온도계수(TCε)값은 -9.98 ppm/℃ 이었다. Ag전극과의 화학적 호환성 실험은 개발된 복합 재료는 Ag 전극과 동시 소성 과정에서 전극과 반응이 없음을 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제12권5호
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• pp.195-200
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• 2002

각종 산화물을 첨가하여 Co$_2$Z type Ba-ferrite의 저온소결에 관하여 연구하였다. Co$_2$Z type Ba-ferrite 상은 2회 하소과정을 통하여 얻을 수 있었으며, 생성된 상의 XRD peaks는 일부 minor peaks 제외하고는 standard peaks와 거의 일치하였다 제조된 분말은 저온소결을 위하여 ZnO-B$_2$O$_3$ glass리 단독 첨가 및 CuO 또는 Bi$_2$O$_3$와 복합 첨가하였으며, 또한 ZnO-Bi$_2$O$_3$ glass를 단독 첨가하였다. 소결은 900~100$0^{\circ}C$에서 수행하였다. ZnO-B$_2$O$_3$ glass의 단독 첨가 시, 첨가량이 7.5 wt%일 때 가장 높은 수축거동을 나타내었다. ZnO-Bi$_2$O$_3$ glass와 CuO 또는 Bi$_2$O$_3$를 복합 첨가하였을 때, glass를 단독 첨가하였을 경우보다 수축률이 급격히 증가되었다. 또한 ZnO-Bi$_2$O$_3$ glass를 단독 첨가한 시편의 수축률과 초기 투자율은 ZnO-B$_2$O$_3$ glass를 단독 첨가한 시편보다 높은 값을 나타내었다.