• Electrical & Electronic Materials
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• v.5 no.2
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• pp.198-206
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• 1992

(P $b_{1-x}$L $a_{x}$)[(S $b_{1}$2/S $n_{1}$2/) $Ti_{y}$ Z $r_{1-y}$] $O_{3}$(0.leq.x.leq.0.04, 0.25.leq.y.leq.0.40) 세라믹을 1250[.deg.C]에서 2시간동안 유지시켜 일반 소성법으로 제작하였으며 조성 및 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량에 따른 구조적, 압전적 특성을 관찰하였다. L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 3-4[mol%]인 경우 La-rich의 pyrochlore상이 형성되었다. 시편의 평균결정립 크기는 1-2[.mu.n]의 크기를 나타내었으며 PbTi $O_{3}$조성이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 각 조성의 시편에 대해 PbTi $O_{3}$ 및 L $a_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 증가할수록 유전상수는 증가하는 경향을 나타내었으며 상전이 온도인 큐리온도는 PbTi $O_{3}$조성이 감소할수록 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 압전 전하계수 및 전기기계 결합계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성에 따라 증가하였으며 L $a_{2}$ $O_{3}$가 4[mol%]첨가된 0.10PSS-0.40PT-0.50PZ 시편에서 각각 250x$10^{-12}$[C/N], 29.7[%]의 최대값을 나타내었다. 기계적 품질계수는 L $a_{2}$ $O_{3}$첨가량 및 PbTi $O_{3}$조성이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 0.10PSS-0.25PT-0.65PZ 시편에서 138의 최대값을 나타내었다.다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.307-307
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• 2007

압전액츄에이터 및 초음파진동자는 전자제품의 소형화 및 경량화, 의료기기, 모바일기기 및 소형로붓의 발전에 힘입어 그 활용범위가 넓게 확장되고 있다. 1960년 Smolenski등에 의해 $A(B_1,B_2)O_3$형 복합 페로브스카이트 구조를 갖는 강유전성 세라믹스에 대한 연구가 시작된 이래 $Pb(Co,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Zn,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$, $Pb(Mg,Nb)O_3-Pb(Zr,Ti)O_3$ 등 3성분계 세라믹스의 유전, 압전 및 강유전 특성에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 압전성이 우수한 세라믹스들은 Pb가 포함되어 있기 때문에 $1000^{\circ}C$ 이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 환경오염뿐만 아니라, 경제적인 측면에서도 많은 문제점을 가지고 있다. 소결조제를 이용한 산화물 첨가법은 PbO의 휘발을 억제하는 저온소결 방법중 가장 효과적인 방법으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 적층형 압전액츄에이터로 사용하기위한 저온소결 압전세라믹스를 개발하기 위하여 PZN-PZT세라믹스에 $Li_2CO_3$, $Bi_2O_3$, CuO 를 소결조제로 사용하여 $Li_2CO_3$의 첨가량 변화에 따른 압전 및 유전 특성을 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.310-310
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• 2007

Mg-Si-O계 세라믹스에 glass frit 조성을 첨가하여 저온에서의 소결 특성 및 마이크로파 유전 특성을 연구하였다. 기존의 Mg-Si-O계 세라믹스는 우수한 유전특성을 가지고 있으나 높은 소결온도로 인하여 LTCC용 기판 소재로 적용이 어려웠다. 본 연구에서는 MgO, $SiO_2$를 이용하여 $Mg_2SiO_4$을 합성한 후, $B_2O_3-ZnO-Na_2O-SiO_2-Al_2O_3$계 glass 조성을 20~40wt%로 첨가하여 소결온도를 감소시켜 LTCC 기판 소재로서의 적용성을 고찰하였다. glass frit 함량이 증가함에 따라 밀도($g/cm^3$) 및 유전율(${\varepsilon}_r$)은 증가하였고 품질계수($Qxf_0$)값은 감소하였다. glass frit 함량이 40wt%일때 $900^{\circ}C$에서 1시간 소결한 소결체의 유전톡성은 유전율 (${\varepsilon}_4$) = 6.5. 품질계수 ($Qxf_0$) = 4,000(GHz), 온도계수 $(\tau_t)\;=\;{\pm}\;10ppm/^{\circ}C$로 우수한 특성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.27 no.12
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• pp.852-856
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• 2014

$BaTiO_3$ nano powder can be synthesized by hydrate salt method at $120^{\circ}C$ in air. Decreasing the thickness of thick film, the nano dielectric particle is needed in electronic ceramics. However, the synthesis of $BaTiO_3$ nano particle at low temperature in air and their mechanism were not reported enough. And ultrasonic treatment can be tried because of low temperature process in air. Therefore, in this study, the $BaTiO_3$ nano powder was synthesised with the synthesis time and ultrasonic treatment at $120^{\circ}C$ in air. In the synthesis process, the effects of process were evaluated. From the experimental observation, the synthesis mechanism was proposed. The homogeneous $BaTiO_3$ particle was synthesised by KOH salt solution at $120^{\circ}C$ for 1hour. It was conformed that the ultrasonic treatment effected on the increase of synthesis rate. After cutting the salt powder using FIB, $BaTiO_3$ nano particles observed homogeneously in the cross-section of the salt particle.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.253-253
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• 2007

압전 액츄에이터 및 초음파진동자의 응용범위가 넒어짐에 따라 변위량, 응력 등을 개선시키기 위해 전기기계결합계수 kp 및 압전 d상수가 종전보다 큰 재료가 요구되고 있으며, 초음파진동자나 압전 모터와 같이 마찰에 의한 열손실이 많이 발생하는 액츄에이터에 적용할 큰 기계적품질계수롤 가지는 저손실 압전 액츄에이터 및 초음파진동자용 재료가 필요한 실정이다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만, $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전특성의 저하가 문제시 되고 있다. $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$는 약 $-120^{\circ}C$정도의 큐리온도룰 가지는 강유전체로 Pb(Zr, Ti)$O_3$계 세라믹스에 치환 시 유전상수와 전기기계결합계수를 개선시키는 대표적인 성분이다. 따라서 본 연구에서는 저온소결 저손실의 적층형 압전 액츄에이터를 개발하기 위해 PMS-PMN-PZT계 세라믹스에 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ 세라믹스를 치환하고 $Li_2CO_3$와 $Na_2CO_3$ ZnO를 소결조재로 사용하여 저온소결 하였으며 PNN 치환량에 따른 결과를 관찰 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07b
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• pp.679-683
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• 2004

[ $BaO-Sm_2O_3-4TiO_2$ ] 세라믹을 LTCC용 재료로 사용하기 위해 $B_2O_3$와 CuO를 소결조제로 첨가하여 소결온도를 낮추었다. 10.0 mol%의 $B_2O_3$만을 첨가하였을 경우 $1000^{\circ}C$에서 2시간 소결시 er=72.23, Qf=4,050GHz, ${\tau}f=-0.574ppm/^{\circ}C$의 우수한 유전 특성값을 얻을 수 있었지만, $960^{\circ}C$이하에서는 소결이 잘 이루어지지 않았다. $B_2O_3$와 CuO를 동시에 소결조제로 첨가하였을 경우에는 $900^{\circ}C$에서 2시간 소결시 10.0 mol% $B_2O_3$, 15.0 mol% CuO의 첨가조성에서 ${\varepsilon}r$=70.09, Qf=4,728GHz의 우수한 유전특성을 보여 고유전율을 가진 저온 동시 소결용 재료로서의 가능성을 보여주었다. 이처럼 BaO-$Sm_2O_3-4TiO_2$ 세라믹의 소결온도를 낮출 수 있었던 요인은 소결온도보다 용융점이 낮은 2차상들이 액상을 형성하여 액상소결이 진행되었기 때문이며 이때 소결에 기여한 이차상들은 결정화되지 못하고 비정질 상태로 남아있는 것으로 추정된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.28 no.12
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• pp.719-724
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• 2018

Cordierite composed of an alumina-silica-magnesia compound has a low coefficient of thermal expansion(CTE) and excellent thermal shock resistance. It also has a low dielectric constant and high electrical insulation. However, due to low mechanical strength, it is limited for use in a ceramic heater. In this study, $ZrO_2$ is added to an 80 wt% cordierite-20 wt% mullite composition, and the effect of $ZrO_2$ addition on the mechanical strength and thermal shock resistance is investigated. With an increasing addition of $ZrO_2$, cordierite-mullite formed $ZrO_2$, $ZrSiO_4$ and spinel phases. With sintering conducted at $1400^{\circ}C$ with the addition of 5 wt% $ZrO_2$ to 80 wt% cordierite-20 wt% mullite, the most dense microstructure forms along with an excellent mechanical strength with a 3-point flexural strength of 238MPa. When this composition is quenched in water at ${\Delta}T=400^{\circ}C$, the 3-point flexural strength is maintained. Moreover, when this composition is cooled from $800^{\circ}C$ to air, the 3-point flexural strength is maintained even after 100 cycles. In addition, the CTE is measured as $3.00{\times}10^{-6}{\cdot}K^{-1}$ at $1000^{\circ}C$. Therefore, 80 wt% cordierite-20 wt% mullite with 5 wt% $ZrO_2$ is considered to be appropriate as material for a ceramic heater.

• Journal of Powder Materials
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• v.30 no.3
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• pp.249-254
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• 2023

The influence of MgO addition on the densification and microstructure of alumina (Al₂O₃) was studied. Compacted alumina specimens were manufactured using ball-milling and one-directional pressing followed by sintering at temperatures below 1700℃. Relative density, shrinkage, hardness, and microstructure were investigated using analytical tools such as FE-SEM, EDS, and XRD. When the MgO was added up to 5.0 wt% and sintered at 1500℃ and 1600℃, the relative density exhibited an average value of 97% or more at both temperatures. The maximum density of 99.2% was with the addition of 0.5 wt% MgO at 1500℃. Meanwhile, the specimens showed significantly lower density values when sintered at 1400℃ than at 1500℃ and 1600℃ owing to the relatively low sintering temperature. The hardness and shrinkage data also showed a similar trend in the change in density, implying that the addition of approximately 0.5 wt% MgO can promote the densification of Al₂O₃. Studying the microstructure confirmed the uniformity of the sintered alumina. These results can be used as basic compositional data for the development of MgO-containing alumina as high-dielectric insulators.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.4
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• pp.11-18
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• 2021

A novel microwave dielectric composite material for ultra-low temperature co-fired ceramics (ULTCC) with (1-x)BaWO₄-xBaV₂O₆ (x=0.54~0.85) composition was prepared by firing a mixture of BaWO₄ and BaV₂O₆. Shrinkage tests showed that the ceramic composite begins to densify at a temperature as low as 550℃ and can be sintered at 650℃ with 98% of relative density under the influence of BaV₂O₆. X-ray diffraction analysis showed that BaWO₄ and BaV₂O₆ coexisted and no secondary phase was detected in the sintered bodies, implying good chemical compatibility between the two phases. Near-zero temperature coefficients of the resonant frequency (𝛕_f) could be achieved by controlling the relative content of the two phases, due to their positive and negative 𝛕_f values, respectively. With increasing BaV₂O₆ (x from 0.53 to 0.85), the 𝛕_f value of the composites increased from -7.54 to 14.49 ppm/℃, ε_r increased from 10.08 to 11.17 and the quality factor (Q×f value) decreased from 47,661 to 37,131 GHz. The best microwave dielectric properties were obtained for x=0.6 samples with ε_r=10.4, Q×f=44,090 GHz, and 𝛕_f=-2.38 ppm/℃. Chemical compatibility experiments showed the developed composites are compatible with aluminum electrode during co-firing process.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.4 no.2
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• pp.150-158
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• 1991

본 연구에서는 0.80Pb(F $e_{1}$2/N $b_{1}$2/) $O_{3}$-(0.20-x)Pb(F $e_{2}$3/ $W_{1}$3/) $O_{3-x}$Ba(C $u_{1}$2/ $W_{1}$2/) $O_{3}$ (x=0.01, 0.02, 0.03) 세라믹을 소결온도 및 시간을 각각 860~960[.deg.C], 2시간으로 하여 일반 소성법으로 제작하였다. 시편의 조성비와 소결온도에 따른 구조적, 유전적 특성을 조사하였으며 유전손실 특성의 개선을 위해 조성 0.80Pb(F $e_{1}$2/N $b_{1}$2/) $O_{3}$-0.18Pb (F $e_{2}$3/ $W_{1}$3/) $O_{3}$-0.02Ba(C $u_{1}$2/ $W_{1}$2/) $O_{3}$시편에 Mn $O_{2}$를 0~1.25[wt%]로 첨가한 후 유전특성의 변화를 관찰하였다. Mn $O_{2}$의 첨가량이 증가함에 따라 결정립의 크기와 유전상수는 점차 감소하였다. 소결밀도는 900[.deg.C]에서 소결시킨 시편의 경우 최대값을 나타내었다. Ba(C $u_{1}$2/ $W_{1}$2/) $O_{3}$의 양이 0.01에서 0.03[mol]로 증가함에 따라 상전이온도는 38[.deg.C]에서 2[.deg.C]로 감소하였다. 조성 0.80Pb(F $e_{1}$2/N $b_{1}$2/) $O_{3}$0.18Pb(F $e_{2}$3/ $W_{1}$3/) $O_{3}$-0.02Ba(C $u_{1}$2/ $W_{1}$2/) $O_{3}$에 Mn $O_{2}$가 0.25[wt%] 첨가된 시편의 20[.deg.C]에서의 유전상수는 16,700으로 최대값을 유전손실을 1.28[%]로 최소값을 나타내었다. 또한 모든 시편은 온도 및 주파수에 따라 유전상수가 완만하게 변화하는 유전이완 특성을 나타내었다.다.