• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.596-601
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• 2020

SiC는 큰 밴드 갭 에너지를 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품소재로 활용이 가능한 재료이다. 따라서 국내 부존 규조토의 고부가가치 활용을 위해 정제 규조토로부터 합성한 β-SiC 분말의 열전물성에 대해 조사하였다. 정제한 규조토 중의 SiO₂ 성분을 카본블랙으로 환원 탄화 반응시켜 β-SiC 분말을 합성하고, 잔존하는 불순물(Fe, Ca 등)을 제거하기 위해서 산처리 공정을 행하였다. 분말의 성형체를 질소 분위기 2000℃에서 1~5시간 소결시켜 n형 SiC 반도체를 제작하였다. 소결시간이 길어짐에 따라 캐리어 농도의 증가 및 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 향상되었다. 합성 및 산처리한 β-SiC 분말에 내재하는 억셉터형 불순물(Al 등)로 인한 캐리어 보상효과가 도전율 향상에 저해하는 요인으로 나타났다. 소결시간이 증가함에 따라 입자 및 결정 성장과 함께 적층 결함 밀도의 감소에 의해 Seebeck 계수의 절대값이 증가하였다. 본 연구에서의 열전 변환 효율을 반영하는 power factor는 상용 고순도 β-SiC 분말로 제작한 다공질 SiC 반도체에 비해 다소 작게 나타났지만, 산처리 공정을 정밀하게 제어하면 열전물성은 보다 향상될 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권8호
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• pp.567-574
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• 2005

Densification of SiC powder with additives of total amount of2, 4, 8 $wt\%$ Al-B-C was carried out by Spark Plasma Sintering (SPS). The unique features of the process are the possibilities of a very fast heating rate and a short holding time to obtain fully dense materials. The heating rate and applied pressure were kept at $100^{\circ}C/min$ and 40 MPa, while the sintering temperature and holding time varied from 1700 - $1800^{\circ}C$ for 10 - 40 min, respectively. The SPS-sintered specimens with different amount of Al-B-C at $1800^{\circ}C$ reached near-theoretical density. The $3C{\rightarrow}6H,\;15R{\rightarrow}4H$ phase transformation of SiC was enhanced by increasing the additive amount. The microstructure of SiC sintered up to $1750^{\circ}C$ consisted of fine equiaxed grains. In contrast, the growth of large elongated grains in small matrix grains was shown in sintered bodies at $1800^{\circ}C$, and the plate-like grains interlocking microstructure had been developed by increasing the holding time at $1800^{\circ}C$. The grain growth rate decreases with increasing amount of Al-B-C in SiC starting powder, however, the both of volume fraction and aspect ratio of large grains in sintered body increased.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권7호
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• pp.368-374
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• 2007

CVD-SiC coating has been introduced as a protective layer in TRISO nuclear fuel particle of high temperature gas cooled reactor (HTGR) due to its excellent mechanical stability at high temperature. In order to prevent the failure of the TRISO particles, it is important to evaluate the fracture strength of the SiC coating layer. It is needed to develop a new simple characterization technique to evaluate the mechanical properties of the coating layer as a pre-irradiation step. In present work, direct strength measurement method with the specimen of hem i-spherical shell configuration was suggested. The indentation experiment on a hemisphere shell with a plate indenter was conducted. The fracture strength of the coating layer is related with the critical load for radial cracking of the shell. The finite element analysis was used to drive the semi-empirical equation for the strength measurement. The SiC hemispherical shells were successfully recovered from the section-grinding of TRISO coated particle and successive heat treatment in air. The strength of CVD-SiC coating layer was evaluated from the experimentally measured critical load during the indentation on SiC hemisphere shell. Weibull diagram of fracture strength was also constructed. This study suggested a new strength equation and experimental method to measure the fracture strength of CVD-SiC coating of TRISO coated fuel particles.

• 한국안광학회지
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• 제5권1호
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• pp.61-65
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• 2000

5.7wt% $Al_2O_3$와 4.3wt%$Y_2O_3$를 소결조제로 사용하여 ${\beta}$-SiC 그리고 입자크기가 각각 다른 3종류의 ${\alpha}$-SiC분말들을 출발원료로 사용하여 $1780^{\circ}C$에서 일축 가압 소결 하고, $1950^{\circ}C$에서 열처리함으로서 입자성장 하였다. 일축가압소결 및 열처리한 모든 시편은 크고 길게 자란 탄화규소입자들로 분포되어있었다. 안경렌즈 절삭용 신소재의 대표적인 경도와 파괴인성은 각각 15.6GPa과 $5.7MPa{\cdot}m^{1/2}$이었다.

• 세라미스트
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• 제9권6호
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• pp.18-23
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• 2006

In this article, the present activities regarding research and development of continuous SiC fiber reinforced ceramic matrix composites (CFCC) in Japan are reviewed. The key technologies in SiC fiber composites are interphase between fiber and matrix and its oxidation resistance. To improve oxidation resistance of interphase, various kinds of technologies such as environment barrier coating, high dense matrix, unti-oxidation matrix, multi-layered intephase have been developed. It is suggested that high performance, affordable processing cost, and excellent reliability will be important factors to be in practical use of CMCs in future.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.138-139
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• 2007

탄화규소반도체소자는 wide band-gap 반도체 재료로 고전압, 고속스위칭 특성이 우수하여 차세대 전력반도체소자로 매우 유망한 소자이다. 이러한 물리적 특성으로 전력변환소자인 고전압 MOSFET 소자를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 MOS 소자에서 가장 중요한 게이트 산화막의 특성이 소자에 적용하기에는 그 특성이 많이 취약한 상태이다. 따라서 이러한 단점을 해결하여 고전압 전력변환소자로 적용하기 위하여 게이트 산화막이 필요없는 JFET 소자가 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 JFET 소자를 normally-off type으로 동작시키기 위하여 게이트의 구조, 도핑농도 및 게이트 폭을 조절하여 simulation를 수행하였다. 케이트의 농도 및 접합깊이에 따라 normally-on 또는 off 특성에 큰 영향을 미치고 있으며 게이트 트렌치구조의 깊이에 따라서도 영향을 받는다. 본 simulation 결과 최적의 트렌치 길이, 폭 및 농도로 소자를 구성하여 $1.3m{\Omega}cm^2$의 온-저항 특성을 얻을 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.515-523
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• 2010

Porous SiC candle filter preforms were fabricated by extrusion and ramming process. To fabricate SiC candle filter preform, commercially available F180 mesh ($85\;{\mu}m$) $\alpha$-SiC powder and $44\;{\mu}m$ mullite, $CaCO_3$ powder were used as the starting materials. The candle type preforms were fabricated by vacuum extrusion and ramming process, and sintered at $1400^{\circ}C$ 2 h in air atmosphere. Corrosion test of the sintered candle filter specimens as forming method was performed at $600^{\circ}C$ for 2,400 h in simulated IGCC syngas atmosphere. The effect of forming method on mechanical properties, pore distribution, microstructure and crystalline phase was investigated.

• 한국세라믹학회지
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• 제50권4호
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• pp.301-307
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• 2013

SiC hollow fiber was fabricated by curing, dissolution and sintering of Al-PCS fiber, which was melt spun the polyaluminocarbosilane. Al-PCS fiber was thermally oxidized and dissolved in toluene to remove the unoxidized area, the core of the cured fiber. The wall thickness ($t_{wall}$) of Al-PCS fiber was monotonically increased with an increasing oxidation curing time. The Al-PCS hollow fiber was heat-treated at the temperature between 1200 and $2000^{\circ}C$ to make a SiC hollow fibers having porous structure on the fiber wall. The pore size of the fiber wall was increased with the sintering temperature due to the decomposition of the amorphous $SiC_xO_y$ matrix and the growth of ${\beta}$-SiC in the matrix. At $1400^{\circ}C$, a nano porous wall with a high specific surface area was obtained. However, nano pores grew with the grain growth after the thermal decomposition of the amorphous matrix. This type of SiC hollow fibers are expected to be used as a substrate for a gas separation membrane.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권12호
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• pp.747-750
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• 2007

The thermal conductivities of nano-sized fumed silica-based insulation media were investigated by varying a mean particle size of the silicon carbide opacifiers and ceramic fiber content. Opacifying effect of ceramic fiber and silicon carbide powders was discussed in terms of their content and the mean particle size of them. As the fiber contents increased from 10 wt% to 30 wt% in a material, its thermal conductivity at temperatures of about $620^{\circ}C$ decreased from 0.171 $Wm^{-1}K^{-1}$ to 0.121 $Wm^{-1}K^{-1}$. Meanwhile, the thermal conductivity at temperatures of about $625^{\circ}C$ decreased from 0.128 $Wm^{-1}K^{-1}$ to 0.092 $Wm^{-l}K^{-1}$ as the mean SiC particle size decreased from $31{\mu}m$ to $10{\mu}m$.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.21-28
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• 2000

내열금속인 W, Ti와 이들의 질화물인 $W_2$N, TiN 박막을 이용하여 탄화규소 ohmic 접촉을 연구하였다. 열처리 온도에 따른 고온 안정성과 전기적 특성 및 상호 확산 억제 특성을 고찰함으로써 이들 질화물의 고온에서 안정한 ohmic 접촉으로 이용가능성을 조사하였다. 새로운 유기화합물 원료인 bis-trimethylsilylmethane을 이용하여 화학기상 증착법으로 증착한 단결정 $\beta$-SiC 박막과 W이 가장 낮은 접촉 비저항, 2.17$\times$10(sup)-5Ω$\textrm{cm}^2$를 보였으며, Ti 계열은 상대적으로 높은 접촉 비저항 값을 나타내었다. 이들 전극 위에 산화 방지막으로 Pt 박막을 증착함으로써 전극의 산화를 막을 수 있었으며, 질화물 전극은 고온에서 금속접촉에 비해 안정한 전기적 특성을 나타내었고, 상호 확산 방지 특성 면에도 우수한 특성을 지니고 있음을 알 수 있었다.