• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.2587-2593
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• 2014

세라믹 사출공정(CIM)은 산업 분야 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 공정 중 하나로, 점차 의료용 전자기기의 부품 등으로 확대 적용되고 있다. 본 연구에서는 FEM 해석을 통해 CIM의 공정변수가 제품의 품질에 미치는 영향을 분석했다. 단순평판 형상의 해석결과를 기초로 구멍이 있는 형상, 모서리부가 둥근 형상 및 측벽 구조가 있는 형상 등과 비교 분석했다. 구멍이 있는 형상의 경우, 구멍 주변에 밀도분포가 고르지 못하며 용접선(weld-line)과 같은 결함이 발생할 수 있음을 예측할 수 있었다. 반면 제품의 모서리부 반경이 크면 성형성 및 유동성이 좋아지는 것을 확인했다. 따라서 CIM 공정변수 뿐만 아니라 제품의 형상변수도 고려해야 한다. 해석결과 온도, 초기분율, 속도 등의 공정변수는 제품의 품질 향상을 위한 중요한 설계 변수가 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3396-3402
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• 2014

세라믹 사출공정(CIM)으로 성형되는 전자제품 케이스와 같은 판상 제품은 강도 보장을 위한 형상설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 CIM으로 성형된 판상 시편의 두께에 따른 3점 굽힘 시험을 통해 굽힘 강도 및 탄성계수를 도출하여 기계적 특성을 분석했다. 두께 0.48mm 시편은 파단하중이 82.9~94.5N이고, 1.0mm 시편은 233.6~345.8N으로 측정되었다. 시편의 두께가 0.5mm 증가했을 때, 파단하중은 3배가 증가하고 탄성계수는 20%가 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 비커스 경도시험을 통해 시편의 두께가 두꺼워질수록 상대밀도와 표면경도가 작아지는 것을 보였다. 이러한 현상은 두께가 두꺼울수록 소결공정 이후 세라믹 혼합물 중 세라믹 분말의 체적분율이 작아지기 때문으로, 이에 따라 기계적 물성이 부분적으로 변할 수 있음을 실험과 해석결과 비교 분석을 통해 밝혔다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.54-71
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• 1990

본 연구에서는 세라믹 기계요소를 생산하기 위한 기초연구로서, 세라믹 사출 성형에 대한 기본적인 가공조건과 여러변수들을 고찰하고 가능한한 최대의 세라믹체적 비를 갖고 세라믹입자와 완벽한 융합을 이룰수 있는 최적의 결합제 구성과 세라믹입자 의 충진비율에 따른 혼합체(mixture)의 유동특성을 규명하여 사출성형의 적부를 판별 함과 동시에 그 훈련된 상태를 고찰하여 이후의 공정에서 불균일에 의한 결함이 발생 하지 않도록 정확한 성형조건을 제시하고자 한다. 또한 사출성형에 가장 적절한 혼 합체를 선정하여 탈지공정 및 소결을 행하고 각 공정에서의 부품의 수축률 및 결함을 관찰하여 그 결함의 원인 및 제거방법에 대하여 논의할 것이다. 본 논문에서 제시한 각 공정 및 고찰은 중요한 모든 변수들의 경향 및 특성을 다루었으며 정밀한 세라믹부 품의 신속한 생산을 위한 기초 연구로서 실제 산업체에 응용될 수 있을 것으로 사료된 다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.648-653
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• 2011

Generally the piezo-composites have superior hydrostatic response characteristics than PZT ceramics due to both the stress amplification effect in axial direction and stress reduction effects in radial direction. This paper described material properties of a 1-3 type piezo-composite that fabricated with ceramic injection molding (CIM) technology. The electro-mechanical performances of the composite have been analyzed using FEM and the physical properties of the composite have been measured with the vol% of the PZT ceramics. Based on the results, the $k_t$ increased rapidly as the vol% of the PZT ceramics increased up to 30 vol% and saturated the constant value in the above region. Also the experimental results have good agreement with the simulation values of the composite. Finally we developed the composites having high piezoelectric properties than the PZT ceramics with the CIM technology.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권6호
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• pp.700-707
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• 2009

This paper described finite element analysis (FEA) for fabrication processes of PZT perform using ceramic injection molding (CIM). The viscosity and the PVT characteristics of the manufactured PZT feedstock were measured. The filling patterns, pressure and temperature distributions of the preform were analyzed with TIMON 3D packages during CIM process. The geometrical variables such as gate type, location, and base thickness of the preform were considered. Also the fabrication conditions of the preform were optimized during the entire CIM process. Based on the simulated results, the various good perform was easily fabricated with the CIM process.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권8호
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• pp.469-471
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• 2006

The effects of $Cr_2O_3$ on the microstructural evolution and mechanical properties of $Al_2O_3$ polycrystalline were investigated. The microstructure of $Al_2O_3-Cr_2O_3$ composites (ruby) was carefully controlled in order to obtain dense and fine-grained ceramics, thereby improving their properties and reliability with respect to numerous applications related to semiconductor bonding technology. Ruby composites were produced by Ceramic Injection Molding (CIM) technology. Room temperature strength, hardness, Young's modulus and toughness were determined, as well as surface strengthening induced by thermal treatment and production of a fine-grained homogenous microstructure.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.196-199
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• 2012

Generally the piezo-composites have superior hydrostatic response characteristics than PZT ceramics due to both the stress amplification effect in axial direction and stress reduction effects in radial direction. This paper described material properties of a 1-3 type piezo-composite that fabricated with ceramic injection molding (CIM) technology. The electro-mechanical performances of the composite have been analyzed using FEM and the physical properties of the composite have been measured with the vol. % of the PZT ceramics. Based on the results, the $k_t$ increased rapidly as the vol. % of the PZT ceramics increased up to 30 vol. % and saturated the constant value in the above region. Also the experimental results have good agreement with the simulation values of the composite. Finally we developed the composites having high piezoelectric properties than the PZT ceramics with the CIM technology.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권9호
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• pp.515-518
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• 2006

The microstructure of $ZrO_2$ toughened $Al_2O_3$ ceramics was carefully controlled so as to obtain dense and fine-grained ceramics, thereby improving the properties and reliability of the ceramics for capillary applications in semiconductor bonding technology. $Al_2O_3-ZrO_2(Y_2O_3)$ composite was produced via Ceramic Injection Molding (CIM) technology, followed by Sinter-HIP process. Room temperature strength, hardness, Young's modulus, thermal expansion coefficient and toughness were determined, as well as surface strengthening induced by the fine grained homogenous microstructure and the thermal treatment. The changes in alumina/zirconia grain size, sintering condition and HIP treatment were found to be correlated.