• 한국재료학회지
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• 제18권10호
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• pp.547-551
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• 2008

Crack-free joining of $Si_3N_4\;and\;Al_2O_3$ using 15 layers has been achieved by a unique approach introducing Sialon polytypoids as a functionally graded materials (FGMs) bonding layer. In the past, hot press sintering of multilayered FGMs with 20 layers of thickness $500{\mu}m$ each has been fabricated successfully. In this study, the number of layers for FGM was reduced to 15 layers from 20 layers for optimization. For fabrication, model was hot pressed at 38 MPa while heating up to $1700^{\circ}$, and it was cooled at $2^{\circ}$/min to minimize residual stress during sintering. Initially, FGM with 15 layers had cracks near 90 wt.% 12H / 10 wt.% $Al_2O_3$ and 90 wt.% 12H/10 wt.% $Si_3N_4$ layers. To solve this problem, FEM (finite element method) program based on the maximum tensile stress theory was applied to design optimized FGM layers of crack free joint. The sample is 3-dimensional cylindrical shape where this has been transformed to 2-dimensional axisymmetric mode. Based on the simulation, crack-free FGM sample was obtained by designing axial, hoop and radial stresses less than tensile strength values across all the layers of FGM. Therefore, we were able to predict and prevent the damage by calculating its thermal stress using its elastic modulus and coefficient of thermal expansion. Such analyses are especially useful for FGM samples where the residual stresses are very difficult to measure experimentally.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권4호
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• pp.374-381
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• 2019

넓은 영역의 무치악 부위를 수복하기 위한 전통적인 방법은 의치를 이용한 치료다. 하지만, 임플란트를 활용할 경우 보철물의 안정과 유지, 그리고 지지의 측면에서 더 유리하며, 저작효율이 향상되는 등 기능적으로 더 양호한 결과를 얻을 수 있다. 이 같은 임플란트를 이용한 치료방법은 크게 가철성과 고정성 방식으로 분류될 수 있으며, 치조골의 흡수정도, 악간관계, 환자의 선호도, 사회 경제적 요인 등을 고려하여 적절한 접근 방식을 선택하여야 한다. 한편, 지르코니아의 물성이 크게 개선됨에 따라, 임플란트 지지형 고정성 보철물의 재료로서 단일구조 지르코니아가 각광을 받고 있다. 단일구조 지르코니아는 지르코니아 코어에 세라믹을 비니어링 한 보철물이나 금속 도재관보다 파절과 chipping의 빈도가 적으며 지르코니아 자체가 충분한 두께를 가질 수 있어 구조적으로 좋은 물성을 지닐 수 있다. 최근에는 투명도가 증진된 단일구조 지르코니아도 출시되어, 전치부 보철물을 위한 재료로도 널리 사용되고 있다. 본 증례의 남환은 상악 양측 구치부의 결손 및 다수 잔존치의 중등도 이상의 전반적 만성 치주염 이환으로 인해, 하악 양측 견치 및 좌측 제1, 2 소구치를 제외한 모든 치아를 발치한 후, 상악 8개 및 하악 3개의 임플란트 식립을 동반한 전악 수복 치료를 받았다. 보철물 장착 후 1년 간의 경과 관찰 기간 동안 기능적, 심미적으로 만족할만한 결과를 얻어 이를 보고하는 바이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.297-302
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• 2022

We investigated the origin of magnetic behaviors induced by an asymmetric spin exchange interaction in Fe-site engineered lead iron niobate [Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃, PFN], which exhibits a room-temperature multiferroicity. The magnitude of spin exchange interaction was regulated by the introduced transition metals with a distinct Bohr magneton, i.e., Cr, Co, and Ni. All compositions were found to have a single-phase perovskite structure keeping their ferroelectric order except for Cr introduction. We discovered that the incorporation of each transition metal imposes a distinct magnetic behavior on the lead iron niobate system; antiferro-, hard ferro-, and soft ferromagnetism for Cr, Co, and Ni, respectively. This indicates that orbital occupancy and interatomic distance play key roles in the determination of magnetic behavior rather than the magnitude of the individual Bohr magneton. Further investigations are planned, such as X-ray absorption spectroscopy, to clarify the origin of magnetic properties in this system.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권1호
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• pp.24-31
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• 2022

This study investigated microstructures, crystal structures, polarization, dielectric and electromechanical properties of 0.76Bi_1/2Na_1/2TiO₃-0.24SrTiO₃ (BNT-24ST)-based piezoceramcs by adding Li₂CO₃ and B₂O₃ (LB) as sintering aids for low-temperature sintering. All samples were successfully synthesized using conventional solid-state reaction method and sintered at 950, 1,000, 1,050, 1,100 and 1,175℃ for 2 hours. Without LB, specimens required sintering temperatures over 1,175℃ for sufficient densification, while the addition of 0.10-mol LB decreased the sintering temperatures down to 950℃. The average grain size and dielectric properties of BNT-24ST-10LB ceramics were enhanced with increasing sintering temperature. We found that the low-temperature sintered BNT-24ST piezoceramics by adding LB showed the d₃₃*value of 402 pm/V at 4 kV/mm after sintering at 1,050℃, which was better than that of high-temperature fired specimens sintered at 1,175℃ without LB (242 pm/V). We believe that the results of this study promise a candidate for low-cost multilayer ceramic actuator applications.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.75-87
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• 1996

This review is presented under the following headings: 1.Introduction 1.1 Brief review of the properties of AlN 1.2 Historical survey of work on ceramic and single crystal AlN 2.Thermochemical background 3.Crystal growth 4.Doping 5.Potential applications and future work The known properties of AlN which make it of interest for various are discussed briefly. The properties include chemical stability, crystal structure and lattice constants, refractive indices and other optical properties, dielectric constant, surface acoustic wave velocity and thermal conductivity. The history of work in single crystals, thin films and ceramics are outlined and the thermochemistry of AlN reviewed together with some of the relevant properties of aluminium and nitrogen; the problems encountered in growing crystals of AlN are shown to arise directly from these thermochemical relationships. Methods have been reported in the literature for growing AlN crystals from melts, solution and vapour and these methods are compared critically. It is proposed that the only practicable approach to the growth of AlN is by vapour phase methods. All vapour based procedures share the share the same problems: $.$the difficulty of preventing contamination by oxygen & carbon $.$the high bond energy of molecular nitrogen $.$the refractory nature of AlN (melting point~3073K at 100ats.) $.$the high reactivity of Al at high temperatures It is shown that the growth of epitactic layers and polycrystalline layers present additional problems: $.$chemical incompatibility of substrates $.$crystallographic mismatch of substrates $.$thermal mismatch of substrates The result of all these problems is that there is no good substrate material for the growth of AlN layers. Organometallic precursors which contain an Al-N bond have been used recently to deposit AlN layers but organometallic precursors gave the disadvantage of giving significant carbon contamination. Organometallic precursors which contain an Al-N bound have been used recently to deposit AlN layers but organometallic precursors have the disadvantage of giving significant carbon contamination. It is conclude that progress in the application of AlN to optical and electronic devices will be made only if considerable effort is devoted to the growth of larges, pure (and particularly, oxygen-free) crystals. Progress in applications of epi-layers and ceramic AlN would almost certainly be assisted also by the availability of more reliable data on the pure material. The essential features of any stategy for the growth of AlN from the vapour are outlined and discussed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권3호
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• pp.275-279
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• 2023

La_0.7Sr_0.3-xMg_xMnO₃ (LSMMO) (x=0.05~0.20) specimens are fabricated by a solid phase sintering method, and the sintering temperature and time are 1,300℃ and 2 hours, respectively. The dependence of the crystalline structure according to the amount of Mg²⁺ contents is not observed, and all specimens show a polycrystalline rhombohedral crystal structure, the X-ray diffraction (110) peaks move to the high angle side with increasing the amount of Mg²⁺ contents. LSMMO specimens exhibit a granule-shaped microstructure with an average grain size of 1 ㎛ or less. Resistivity gradually decrease as the amount of Mg²⁺ contents increased. And in the La_0.7Sr_0.1Mg_0.2MnO₃ specimen, resistivity and B_25/65-value are 36.7 Ω-cm and 394 K at room temperature, respectively. LSMMO specimens show a variable-range hopping (VRH) electrical conduction mechanism, and the negative temperature of coefficient of resistance (NTCR) is approximately 0.37~0.38%/℃.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제16권3호
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• pp.19-26
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• 2007

도심지에서 발생하는 생활폐기물들은 재활용 가능한 목재나 iron 등을 분리시킨 후 소각장으로 보내지기 때문에 자기류나 유리류 그리고 가장 많은 양을 차지하고 있는 가연성 물질로 존재하게 된다. 하지만 소각 전 분리 공정에도 불구하고 생활폐기물에서의 iron의 함유량은 약 $3{\sim}11%$에 달하고 있다. 이러한 iron은 소각로에서 소각 처리될 경우 약 $1000^{\circ}C$의 온도(로의 내부 온도)에서 산화반응에 의해 표면에 산화물 층을 형성하게 된다. 소각된 바닥재는 water-cooling냉각 처리를 통해 냉각되며 물과 접촉한 iron 표면의 산화물 층은 심한 붕괴가 일어나 부식작용이 더욱 활발히 일어나며 많은 양의 ferrous material($Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$)을 생성하게 된다. 이러한 iron과 ferrous material은 산화 환원 작용에 의해 부피변화를 일으키기 때문에 시멘트 골재 등으로의 재활용 시 많은 문제점을 일으킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소각 바닥재를 이용하여 각 입도별 자력선별에 따른 ferrous material의 분리 특성에 대해 연구하였다. 그 결과 전체 바닥재의 약 18.7%(ferrous product; $Fe_3O_4,\;Fe_2O_3,\;FeS_2$, iron)가 자력선별(자력세기:3800gauss)에 의해 분리 되었으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 ferrous product의 87.7%가 분포하였다. iron의 경우 전체 바닥재의 약 3.8%의 함유량을 보였으며 1.18mm이상의 입도에서 전체 iron의 99%이상이 존재하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권1호
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• pp.1-11
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• 2008

현대 치의학에서는 환자의 심미적 만족을 충족시키기 위한 지속적인 관심으로 완전 도재관의 발전을 가져왔다. 최근의 연구 결과들은 완전 도재관의 물리적 성질과 마모 저항성, 색조의 안정성 등을 보고하고 있다. 이와 같이 여러 장점이 많음에도 불구하고 아직 파절에 대한 저항성에는 많은 의문점을 내포하고 있다. 구강 내에서 기능적인 교합력은 수복물의 변연에 응력을 주게된다. 이러한 응력은 주변 조직으로 잘 분산되어져야 하는데, 수복물의 변연 형태에 따라 다른 양상을 보여주게 된다. 변연 형태는 수복물의 부피와 모양, 그리고 변연에서의 적합도에도 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 완전 도재관에서의 변연 형태에 따른 응력 분포를 3차원 유한 요소 분석법을 이용하여 조사하였다. 상악 중절치가 기본 모델로 사용되었고, 완전 도재관을 재현하였다. 변연 형태로는 $90^{\circ}$ shoulder, $110^{\circ}$ shoulder, $135^{\circ}$ shoulder형태를 부여하고, 100N의 힘을 치축에 $45^{\circ}$ 방향으로 가하였다. 그 결과 도재 내부의 응력 분포는 $90^{\circ}$, $110^{\circ}$ 모델에 비해 변연 각도가 $135^{\circ}$인 모델의 경우가 응력의 분포가 고르게 나타났다. 그러나 변연에서는 $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 응력보다 조금 더 집중되었다. $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 비교시는 대체로 비슷했다. 알루미나 코아 내부의 응력 분포에서도 또한 $135^{\circ}$인 모델이 $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 응력분포보다 더 잘 분포되었다. $90^{\circ}$와 $110^{\circ}$ 모델의 비교시는 $110^{\circ}$가 $90^{\circ}$ 모델에 비해 더 좋은 응력분포를 보였다. 알루미나 코아와 접착제 사이의 계면에서는 응력이 변연으로 갈수록 감소하고, 알루미나 코아와 도재 사이의 계면에서는 변연으로 갈수록 응력이 점차 증가하였다. $135^{\circ}$ shoulder는 고른 응력분포임에도 변연에서의 응력 집중이 나타나므로 완전 도재관의 변연으로는 적절하지 못하며, $90^{\circ}$ shoulder보다 상대적으로 좋은 응력분포와 변연 형성의 용이성이 우세한 $110^{\circ}$ shoulder가 완전 도재관의 변연에 추천될 수 있겠다.

• 구강회복응용과학지
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• 제24권3호
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• pp.231-242
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• 2008

본 연구의 목적은 전부 도재관 시스템에서 코어-비니어 결합계면에서의 결합 강도를 평가하는데 있다. 본 연구에서 사용되어진 전부 도재관 시스템은 IPS Empress2 with IPS Eris, IPS e.max Press with IPS e.max Ceram과 IPS e.max ZirCAD with IPS e.max Ceram이다. 제조사의 지시에 따라 코어(N=36, N=12/system, 직경: 10mm, 두께: 3mm)를 제작하였고 초음파 세척을 시행하였다. 특별히 제작된 스테인리스 스틸 몰드를 이용하여 코어 상부에 비니어(직경: 3mm, 두께: 2mm)를 축성한 후 소성하였다. 소성 후, 초음파 세척을 시행하고 아크릴릭 레진에 매몰하였다. 제작된 시편은 $37^{\circ}C$의 증류수에 1주일간 보관하였다. 만능시험기(Z020, Zwick, Germany)로 시편의 전단결합강도를 측정하였고, 하중이 코어-비니어 계면에 가능한 가깝게 가해지도록 시편을 위치시키고, 파절이 일어날 때까지 1.00mm/min의 crosshead speed로 하중을 가하였다. 측정된 각 군의 평균전단결합강도($MPa{\pm}SD$)에 대한 통계적 유의성을 검증하기 위해 일원 분산분석을 시행하였으며, 사후검정은 Tukey test를 이용하였다(p=0.05). 또한 파절된 시편을 주사전자현미경(JSM-6360,JEOL, Japan)으로 파절양상을 관찰하였다. 파절양상은 코어 내에서의 응집성 파절, 비니어 내에서의 응집성 파절, 혼합형 파절 혹은 접착성 파절로 분류하였다. 코어와 비니어 계면에서의 평균전단결합강도($MPa{\pm}SD$)는 IPS-e.max Press가 $32.85{\pm}6.75MPa$, IPS Empress 2가 $29.30{\pm}6.51MPa$, IPS e.max ZirCAD가 $28.10{\pm}4.28MPa$로 나타났다. 통계적 분석 결과 각 시스템 간에서 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 어떠한 시스템에서도 접착성 파절은 관찰되지 않았다. IPS Empress 2와 IPS e.max Press에서는 코어와 비니어 내에서의 응집성 파절이 관찰되었으며, IPS e.max ZirCAD에서는 혼합형 파절과 비니어 내에서의 응집성 파절이 관찰되었다.