• 제목/요약/키워드: Grain boundary structure

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배향된 휘스커 종자에 의해 제조된 질화규소 세라믹 복합체의 기계적 특성 (Mechanical Properties of Si3N4 Ceramic Composites with Aligned Whisker Seeds)

  • 김한길;방국수;정상진;박찬
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.8-12
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    • 2013
  • Four kinds of silicon nitride composites with tri-laminate structure were prepared by stacking tapes with aligned ${\beta}-Si_3N_4$ whisker seeds. The composites were fabricated using a modified tape casting method for enhanced alignment of the whisker seeds. The relative densities of all four samples reached 99% at room temperature. The three-point flexural strengths of the samples according to the stacking sequences were measured at both room temperature and 1723 K. The high temperature strength of sample WWW was $457{\pm}14$ MPa. The fracture of sample WWW occurred mainly along the grain boundary. The room temperature strengths of samples OOO, OWO, WOW, and WWW were $430{\pm}32$ MPa, $470{\pm}19$ MPa, $700{\pm}14$MPa, and $940{\pm}14$ MPa, respectively.

Molecular Orbital Calculations for the Formation of GaN Layers on Ultra-thin AlN/6H-SiC Surface Using Alternating Pulsative Supply of Gaseous Trimethyl Gallium (TMG) and NH$_3$

  • 성시열;황진수
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제22권2호
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    • pp.154-158
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    • 2001
  • The steps for the generation of very thin GaN films on ultrathin AlN/6H-SiC surface by alternating a pulsative supply (APS) of trimethyl gallium and NH3 gases have been examined by ASED-MO calculations. We postulate that the gallium cul ster was formed with the evaporation of CH4 gases via the decomposition of trimethyl gallium (TMG), dimethyl gallium (DMG), and monomethyl galluim (MMG). During the injection of NH3 gas into the reactor, the atomic hydrogens were produced from the thermal decomposition of NH3 molecule. These hydrogen gases activated the Ga-C bond cleavage. An energetically stable GaN nucleation site was formed via nitrogen incorporation into the layer of gallium cluster. The nitrogen atoms produced from the thermal degradation of NH3 were expected to incorporate into the edge of the gallium cluster since the galliums bind weakly to each other (0.19 eV). The structure was stabilized by 2.08 eV, as an adsorbed N atom incorporated into a tetrahedral site of the Ga cluster. This suggests that the adhesion of the initial layer can be reinforced by the incorporation of nitrogen atom through the formation of large grain boundary GaN crystals at the early stage of GaN film growth.

$YBa_2Cu_3O_{7-x}$ 결정입계 접합을 이용한 마이크로파 감지소자 (Microwave Detector Using $YBa_2Cu_3O_{7-x}$ Grain Boundary Junction)

  • 신중식;조창현;황두섭;김영근;위당문;천성순;신우석;배성준;홍승범
    • 한국재료학회지
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    • 제4권6호
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    • pp.681-686
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    • 1994
  • $YBa_{2}Cu_{3}O_{7-x}$결정입계 접합을 이용한 마이크로파 감지소자 $YBa_{2}Cu_{3}O_{7-x}$초전도체 박막을 화학증착법을 이용하여 $LaAIO_{3}$단결정 위에 증착하여 임계온도 90K이상 임계전류밀도 $10^5/A \textrm{cm}^2$(77K) 이상의 우수한 박막을 제작하였다. 이를 포토작업과 이온밀링을 실시하여 수 마이크로미터 크기의 브릿지 형태로 만든 후 이들의 전류전압 특성을 조사하였다. 브릿지에 입사된 마이크로파의 크기에 따라 브릿지 간의 임계전류값의 저하가 관찰되었으며 동시에 샤피로스텝을 관찰할 수 있었다.

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Ta 확산 방지막 특성에 미치는 기판 바이어스에 관한 연구 (Study on diffusion barrier properties of Tantalum films deposited by substrate bias voltage)

  • 임재원;배준우
    • 한국진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.174-181
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    • 2003
  • 본 논문은 탄탈 확산 방지막의 증착시 음의 기판 바이어스에 의한 탄탈막의 특성변화와 열적 안정성에 대해서 고찰하였다. 기판 바이어스를 걸지 않은 경우, 탄탈막은 원주형 모양의 결정 성장을 보이는 주상구조와 250 $\mu\Omega$cm의 높은 비저항값을 보였으나, 기판 바이어스를 걸어줌에 파라서 주상구조가 아닌 치밀한 미세구조와 표면이 평탄한 막이 형성되었고 비저항값도 현저히 감소되었으며, 특히 -125 V에서 증착된 탄탈막은 비저항값이 약 40 $\mu\Omega$cm로 이는 탄탈 벌크의 저항값 (13 $\mu\Omega$cm)에 근접한 값임을 알 수 있었다. 또한, 탄탈 확산 방지막의 열적 안정성에 대해서도, 기판 바이어스를 걸지 않은 탄탈막의 경우 $400^{\circ}C$에서 구리와 실리콘의 반응에 의해 비저항 값이 크게 증가한 결과에 비해, 기판 바이어스에 의해 증착된 탄탈막의 경우 $600^{\circ}C$까지 확산 방지막의 효과를 유지하고 있는 것으로 관찰되었다.

스퍼터링 증착된 Y-Ba-Cu-O계 박막의 열처리 전 조성이 열처리 후 박막의 초전도특성 및 미세구조에 미치는 영향 (Effects of composition of preannealed Y-Ba-Cu-0 thin films deposited by sputtering on the superconducting properties and microstructure of post-annealed thin films)

  • 조해석;김형준
    • 한국재료학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.54-61
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    • 1991
  • $YBa_2Cu_3O_{7-\delta}$ 단일 타게트를 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링법으로 MgO(100), Si(100)기판 위에 박막을 증착한 후, $880^{\circ}C$의 산소 분위기에서 1시간 동안 열처리를 하였다. 열처리 전 박막의 미세한 조성변화에 의해서도 열처리 후 박막의 미세구조 및 전기적 특성은 크게 변화했다. MgO(100)기판의 표면에 성장되는 입자들은 선택 배향적으로 성장하려는 경향을 가지므로 가늘고 길쭉한 입자 형상을 띠는 반면에 이들 입자위에 성장되는 다른 입자들은 결정 성장 방향의 선호도가 없으므로 둥근 모양의 입자형상을 가진다. 열처리 전 박학의 조성이 1-2-3을 벗어나면 증착 후 열처리할 때 액상이 형성되며, 액상의 양이 많을수록 선택 배향적 성장이 용이해져 texture를 쉽게 이룬다. 그러나 이러한 액상은 냉각 시에 초전도입자의 입계에 이차상으로 형성되기 때문에 초전도 박막의 전기적 특성, 특히 임계온도를 저하시킨다. 또한 $T_{c,\;zero}$$T_{c,\;on}$에 비해서 입계에 형성되는 이차상의 영향을 더 크게 받는다.

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$LaAlO_3-BaZrO_3$계 perovskites의 제조 및 유전특성 (Fabrication and dielectric properties of $LaAlO_3-BaZrO_3$ perovskites)

  • 이소희;김신;신현호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.325-325
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    • 2007
  • The perovskites in the $LaAlO_3-BaZrO_3$ system (i.e., $(1-x)LaAlO_3-xBaZrO_3$ were fabricated by a solid state reaction and their dielectric properties were investigated. For the compositions of x=0.1~0.9, the mixture of $LaAlO_3$ with a rhombohedral structure and $BaZrO_3$ with a cubic was observed when the sintering was conducted at $1500^{\circ}C$, indicating that the solubility of constituent elements was very low and a narrow solid solution region might exist. The large difference of ionic radii between $La^{3+}$ ion (0.136nm, C.N.=12) and $Ba^{2+}$ ion (0.161nm) or $Al^{3+}$ ion (0.0535nm, C.N.=6) and $Zr^{4+}$ ion (0.072nm) might hinder the mutual substitution. Within the compositions of x=0~0.7, the dielectric constant of the mixture increased with the amount of $BaZrO_3$, i.e., x value, which was in good agreement with the logarithmic mixing rule (In $_{r,i}={\Sigma}v_iln\;_{r,i}$). The increase in $BaZrO_3$ doping decreased $Q{\times}f$ value significantly due to the low $Q{\times}f$ value of $BaZrO_3$ itself, a poor microstructure of the mixture with an increased grain boundary area per volume, and defects in the cation and oxygen sub-lattices which were respectively caused by the evaporation of barium during the sintering process and the substitution of Ba on La-site or Al on Zr-site.

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Thermal Compatibility of High Density U-Mo Powder Fuels Prepared by Centrifugal Atomization

  • Kim, Ki-Hwan;Ahn, Hyun-Suk;Chang, Se-Jung;Ko, Young-Mo;Lee, Don-Bae;Kim, Chang-Kyu;Kuk, Il-Hyun
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.165-170
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    • 1997
  • Samples of extruded dispersions of 24 vol.% spherical U-2wt%Mo and U-10wt.%Mo powders in an aluminum matrix were annealed for over 2,000 hours at 40$0^{\circ}C$. No significant dimensional changes occurred in the U-1025.%Mo/aluminum dispersions. The U-2wt.%Mo/aluminum dispersion, however, increased in volume by 26% after 2,000 hours at 40$0^{\circ}C$. This large volume change is mainly due to the formation of voids and cracks resulting from nearly complete interdiffusion of U-Mo and aluminum. Interdiffusion between U-10wt.%Mo and aluminum was found to be minimal. The different diffusion behavior is primarily due to the fact that U-2wt.%Mo decomposes from an as-atomized metastable r-phase(bcc) solid solution into the equilibrium r-U and U$_2$Mo two-phase structure during the experiment, whereas U-10wt.%Mo retains the metastable r-phase structure after the 2,000 hours anneal and thereby displays superior thermal compatibility with aluminum compared to U-2wt.%Mo. In addition, the molybdenium supersaturated in U-10wt.%Mo particles inhibits the diffusion of aluminum atoms along the grain boundary into the particle. Also, the dissolution of only a few Mo atoms in UAL$_3$ retards the formation of the intermediate phase, as Mo atoms need to migrate from new intermetallic compounds to unreacted islands.

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PECVD에 의해 증착된 TiN 박막의 잔류응력 (The Residual Stress of TiN Thin Film Deposited by PECVD)

  • 송기덕;남옥현;이인우;이건환;김문일
    • 열처리공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.70-78
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    • 1993
  • The presence of a residual stress in a thin film affects the properties and performances of the film, so the study of stress in a film must be very important. In this study, therefore, considering the characteristics of PECVD process, it was discussed that the residual stress, measured by $sin^2{\Psi}$ method, fo TiN films deposited on substrates with different TECs (thermal expansion coefficients) changed with film thickness. As a results, it was obtained that the residual stress of TiN film was compressive stress about all kinds of substrates and increased with film thickness. Also, the compressive residual stresses of TiN films increased in Si, Ti, STS304 order. According to the above results, we confirmed that the changes of residual stress of TiN film with substrates were due to the thermal stress originated form the difference in the TECs of the film and substrates, and that the intrinsic stress had dominating effect on the residual stress of TiN film deposited by PECVD. And in this study, the intrinsic stress of TiN film was compressive stress in spite of the Zone 1 structure. It is due to the entrapment of impurities in grain boundary or void.

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$Ti(C, N)-Cr_3C_2$, 소결체의 오결분위기에 따른 물성과 $Cr_3C_2$ 상변화 (Change Of the Properties and the $Cr_3C_2$ Phase by Sintering Atmospere on $Ti(C, N)-Cr_3C_2$ Ceramics)

  • 김무경;이재의
    • 한국결정학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.44-52
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    • 1992
  • Ti(C, N)-Cr3C2계 ceramics 의 소결에 있어 서, 소결 분위기가 소결체의 물성에 미치는 영 향과 Cr3c2월 상변화 현상을 검토하였다. Ti(C, N)-Crsc2 혼합분말을 진공 및 질소 분위기에서 소결할 경우 치밀한 소결체를 얻을 수 있었으나, 아르곤 분위기에서는 치밀한 소결체를 얻을 수 없었다. 이들 소결체의 X-선 회절 분석결과, 진공 분위기에서는 Cr3c2가 CrIC3로 변화하 였으며 질소 및 아르곤 분위기에서는 상변화가 거의 없었다 이는 진공소결시 Ti(C, N)에서 탈질 현상이 일어나고 이에 따라 Cr3c2중의 C의 이동에 의해 CrTCE 상으로 변하며, 따라서 활발 한 Ti 및 Cr의 이동으로 인해 치밀한 소결이 이루어지는 것으로 해석되며 반면 질소분위기에서는,가질 현상이 일어나고 이에 따라 유리탄 소의 생성, 이 유리탄소에 의한 입계 내의 산소 의 제거 및 입계 사이의 유리탄소의 잔존 등의 소결기구에 의해 치밀화가 이루어 지는 것으로 해석된다.

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과잉 $TiO_2$ 첨가에 의한 $(Li_{1/2}Nd_{1/2})TiO_3$ 세라믹스의 고주파 유전특성 (The microwave dielectric characteristics of $(Li_{1/2}Nd_{1/2})TiO_3$ ceramics by the addition of $TiO_2$)

  • 박종목;이응상
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.301-308
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    • 1997
  • 공진 주파수 온도 계수($\tau_1$)가 큰 음의 값을 가지는 ($Li_{1/2}Nd_{1/2}$)$TiO_3$(이하 LNT로 약함)계에 과잉의 $TiO_2$ 첨가량을 변화시키면서 제조하였고, 이에 의하여 생성되는 제 2상의 $TiO_2$가 LNT계에 미치는 미세구조, 상변화, 고주파 유전특성의 변화를 X-ray, SEM을 통해서 분석하였다. LNT계에 $TiO_2$를 5 mol%가지 첨가시에는 LNT의 결정립 경계에 액상의 $TiO_2$가 생성되어 밀도의 증진을 가지고 왔으나 전체적인 LNT구조의 불균일을 초래하여 고주파 유전특성저하를 가지고 왔다. 그러나 10 mol% 이상 첨가시에는 $TiO_2$ 상이 형성되어 LNT의 공진주파수의 온도계수의 값을 증진시킬 수 있었다.

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