JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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v.13
no.6
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pp.539-545
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2013
In this paper, a behavioral current-voltage model with intermediate states is proposed for analog applications of unipolar resistive memories, where intermediate resistance values between SET and RESET state are used to store analog data. In this model, SET and RESET behaviors are unified into one equation by the blending function and the percentage volume fraction of each region is modeled by the Johnson-Mehl-Avrami (JMA) equation that can describe the time-dependent phase transformation of unipolar memory. The proposed model is verified by the measured results of $TiO_2$ unipolar memory and tested by the SPECTRE circuit simulation with CMOS read and write circuits for unipolar resistive memories. With the proposed model, we also show that the behavioral model that combines the blending equation and JMA kinetics can universally describe not only unipolar memories but also bipolar ones. This universal behavioral model can be useful in practical applications, where various kinds of both unipolar and bipolar memories are being intensively studied, regardless of polarity of resistive memories.
A metallurgical model for the phase transformation kinetics at Coarsened Grain Heat Affected Zone(CGHAZ) on the basis of Johnson-Mehl-Avrami equation(JMA equation) was proposed. In this model, the effect of prior austenite grain size on the transformation and the morphological changes of ferrite were considered. Isothermal dilatometer tests were performed to determine the effect of prior austenite grain size (AGS) on the austenite decomposition to ferrite and pearlite in a plain carbon steel. By comparing the calculated volume fraction with measured data, the reliability of the developed model was discussed.
Recently, Multi-strength hot stamping process has been widely used to achieve lightweight and crashworthiness in automotive industry. In concept of multi-strength hot stamping process, process design of tailor rolled blank(TRB) in partial heating is difficult because of thickness and temperature variation of blank. In this study, springback prediction of TRB in partial heating process was performed considering its thickness and temperature variation. In partial heating process, TRB was heated up to $900^{\circ}C$ for thicker side and below $Ac_3$ transformation temperature for thinner side, respectively. Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK) equation was applied to calculate austenite fraction according to heating temperature. Calculated austenite fraction was applied to FE-simulation for the prediction of springback. Experiment for partial heating process of TRB was also performed to verify prediction accuracy of FE-simulation coupled with JMAK equation.
The precipitation process in Cu-0.2 wt.%Cr-0.05 wt.%Zr alloys has been studied by electrical electrical resistivity measurements. The kinetics of precipitation could be well described by Johnson-Mehl-Avrami equation, $f(t)=1-\exp(-kt^n)$. The values of n were found to be in the range of 0.36~0.42 at first stage and 1.3~1.6 at second stage. The activation energy was determined by cross-cut method and was 80~89 kJ/mol. The value is similar to the energy for the migration of either a vacancy or a vacancy-solute complex through the lattice.
Effect of Cr contents(Cr: 0.27, 0.45 and 0.65wt.%) on precipitation process has been studied by electrical resistivity measurements, hardness and scanning electron microscope. The first stage of the process consists of the formation of Cr-rich particles, the second stage consists of the competitive growth of these particles. The kinetics of precipitation could be described by Johnson-Mehl-Avrami equation, $f(t)=1-\exp(-kt^n)$. The values of n were found to be in the range from 0.17 to 0.39 at the first stage and from 1.0 to 1.5 at the second stage. The activation energies of Cu-Cr alloys were determined by Cross-Cut method and were 90~136 kJ/mol. The maximum hardness value of $H_RB$ 84 was obtained in Cu-0.65wt.%Cr alloy.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2010.08a
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pp.226-226
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2010
Boron Nitride (BN) doped GeSbTe films were grown by the ion beam sputtering deposition (IBSD). The in-situ sheet resistance data and the x-ray diffraction patterns showed the crystallization is suppressed due to the BN incorporation. The phase change speed in BN doped GeSbTe films were investigated using the static tester equipped with nanosecond pulsed laser. The phase change speed for BN doped GST films become faster than the corresponding values for an undoped GST film. The Johnson-Mehl-Avrami(JMA) plot and Avrami coefficient for laser crystallization showed that the change in growth mode during the laser crystallization is a most important factor for the phase change speed in the BN doped GST films. The JMA results and the atomic force microscopy (AFM) images indicate that the origin of the change in the crystalline growth mode is due to an increase in the number of initial nucleation sites which is produced by the incorporated BN. In addition, the retension properties for the laser writing/erasing are remarkably improved in BN doped GeSbTe films owing to the stability of the incorporated BN.
The crystallization kinetics of $Fe_{73.5}Si_{13.5}B_{9}Cu_{1}Nb_{3}$ amorphous alloy has been investigated using differential scanning calorimetry (DSC). The crystallization process had two stages, i.e. precipitation of the $\alpha$-Fe(Si) solid solution and the tetragonal borides. The isothermal transformation data of the amorphous alloy has been fitted successfully to the generalized Johnson-Mehl-Avrami equation. The mean time exponent, n, obtained is close to 2.5. The value of n=2.5 may be interpreted as being due to a diffusion-controlled transformation process with a constant nucleation rate, one likely transformation mode for the crystallization of metallic amorphous alloys. The activation energy of the overall crystallization process deduced from the time to 50% crystallization are about 81 kcal/mole. The value is of the same order as those estimated from viscous flow.
This study investigated the hydrogen storage properties of Zr-Based $AB_{2-x}M_x$ metal hybride made by HCS (Hydriding Combustion Synthesis). The materials were prepared by HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm, HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg and pure Zr-Based $AB_2$, These materials were activated at 298 K under 20 bar. Both HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg and HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm were absorbed within 1 minute. In the case of the $AB_2$, it was perfectly absorbed within 6 minutes. Then, the materials were evaluated to obtain P-C-T (Pressure-Composition-Temperature) curves at 298K. As a result, the hydrogen storage capacity of HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ were determined to be 1.2, 1.6 and 1.74 wt%, respectively. The activation energy and rate controlling step were calculated by the Johnson-Mehl Avrami equation. The activation energies of HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ were 26.91, 20.45, and 60.41 kJ/mol, respectively. Also, the values of ${\eta}$ in the Johnson-Mehl Avrami equation for HCS 80 wt% $AB_2$-20 wt% Mg, HCS 80 wt% $AB_2$-15 wt% Mg-5 wt% Mm and pure Zr-Based $AB_2$ are 0.60, 0.51, and 0.44. So, the rate controlling steps which indicate hydrogen storage mechanism are an one dimensional diffusion process.
PARK, JI HYE;HWANG, RA HYUN;BAEK, JEOM-IN;RYU, HO-JUNG;YI, KWANG BOK
Journal of Hydrogen and New Energy
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v.29
no.1
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pp.90-96
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2018
Reaction characteristics and kinetics of a oxygen carrier (OCN717-R1SU) for chemical looping combustion (CLC) have been investigated using TGA by changing gas concentration (10-30 vol.% $CH_4$) and reaction temperature ($825-900^{\circ}C$). Reaction rate of OCN717-R1SU increased as temperature increased and it was found that reaction is delayed at the initial reaction regime. Johnson-Mehl-Avrami (JMA) model was adopted to explain the reaction phenomenon. The activation energy (E) determined by JMA model in reduction reaction of OCN717-R1SU is $151.7{\pm}2.03kJ/mol$ and pre-exponential factor and JMA exponent were also obtained. The parameters calculated in this study will be applied in design of the reactor and operation conditions for CLC process.
Kim, D.W.;Cho, H.H.;Park, S.;Kim, S.H.;Kim, M.J.;Lee, K.;Han, H.N.
Transactions of Materials Processing
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v.26
no.1
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pp.48-54
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2017
The dissolution and precipitation of Nb, which has been known as strong carbide-forming element, play a key role in controlling phase transformation kinetics of microalloyed steels. In this study, we analyzed both numerically and experimentally the precipitation behavior of Nb-microalloyed steel and its effect on the austenite decomposition during cooling. Nb precipitation in austenite matrix could be predicted by the thermo-kinetic software MatCalc, in which interfacial energy between precipitate and matrix is calculated. The simulated precipitation kinetics fairly well agrees with the experimental observations by TEM. Austenite decomposition, which is strongly affected by Nb precipitation during cooling, was measured by dilatometry and was modeled on the basis of a Johnson-Mehl-Avrami-Kolmorgorov(JMAK) equation. It was confirmed that the dissolved Nb delays the austenite decomposition, whereas, the precipitated Nb accelerates phase transformation during the austenite decomposition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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