• 제목/요약/키워드: SiC size

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열처리에 따른 급냉 Fe-6.5%Si 스트립의 미세구조 및 자기특성 변화 (Effects of Thermal Treatments on Microstructural Features and Magnetic Properties of Rapidly Quenched Fe-6.5%Si Strip)

  • 성진경;김문철
    • 한국주조공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.397-407
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    • 1995
  • The objectives of this study are first, to expand our understanding of relationship between magnetic properties and microstructural features such as grain size and texture, and second to reduce core loss of Fe-6.5%Si strip through optimizing heat treatment conditions. A rapid solidification technique, planar flow casting(PFC), was adopted to produce Fe-6.5%Si strips. The strips were heat treated under various conditions. The results show that heat treatment conditions can change not only grain size but also (200) texture formation on the strip surface. Variation in magnetic properties of Fe-6.5%Si strip is analyzed in terms of the change in grain size as well as (200) texture on the strip surface. The heat treatment conditions of $1100^{\circ}C$ over 2 hr or $1150^{\circ}C$ $1{\sim}2hr$ in $N_2+5%H_2$ appear to minimize core loss of Fe-6.5%Si strips.

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화학기상응축법을 이용한 Si-C-N Precursor 분말의 합성 및 특성평가 (Synthesis and Characterization of Si-C-N Precursor by Using Chemical Vapor Condensation Method)

  • 김형인;김대정;홍진석;소명기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권8호
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    • pp.783-788
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    • 2002
  • 본 연구에서는 TMS[Tetramethylsilane:Si($CH_3)_4$], $NH_3$$H_2$를 이용하여 나노크기의 Si-C-N precursor 분말을 합성하기 위하여 CVC법을 이용하였으며 반응온도, TMS/$NH_3$ 비 그리고 TMS/$H_2$ 비를 변화시켰다. XRD와 FESEM 분석을 통해서 결정상과 입자의 크기 그리고 입자의 형태를 관찰하고자 하였으며, 그 결과 제조된 분말은 모든 실험 조건하에서 87∼130 nm 크기를 지닌 균일한 구형의 비정질 분말이 얻어졌다. 입자 크기는 반응온도의 감소에 따라 감소하였으며, 또한 TMS/$NH_3$, TMS/$H_2$ 비가 작아질수록 감소하였다. EA 분석 결과 제조된 분말은 Si, N, C, H로 이루어졌음을 알 수 있었으며 FT-IR를 통하여 Si-N, C-N, Si-C 결합을 가진 Si-C-N precursor 분말이 제조되었다

절삭 공구용 세라믹의 소결조직에 따른 파괴인성과 경도의 평가 (Effect of Microstructure on Evaluation of Fracture Toughness and Hardness of Cutting Tool Ceramics)

  • 안동길;윤명진
    • 한국생산제조학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.170-177
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    • 2000
  • Dense $Al_2$O$_3$-30%TiC and Si$_3$N$_4$ ceramic tool materials with various grain size were produced by sintering-HIP treatment and by gas-pressure sintering. The fracture toughness was measured by indentation fracture and indentation strength method for both ceramics with various grain size. The effect of the grain size on the fracture toughness was evaluated, and the correlation between fracture toughness and mechanical properties such as hardness, Young\`s modulus and flexural strength of these ceramic were also investigated. The highest fracture toughness of around 6.7 MPa.m(sup)1/2 was obtained in Si$_3$N$_4$ ceramics with grain size of 1.58${\mu}{\textrm}{m}$. With a larger grain size of $Al_2$O$_3$-30%TiC and Si$_3$N$_4$ ceramics, the fracture toughness was generally increased. The increased fracture toughness of these ceramic also improved the flexural strength although the hardness decreased considerably. Similar results were obtained in grain size and mechanical properties on both $Al_2$O$_3$-30%TiC and Si$_3$N$_4$ ceramic tool materials.

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수소화된 나노결정 실리콘 박막의 기판온도에 따른 나노구조 변화 (Variation in the Nanostructural Features of the nc-Si:H Thin Films with Substrate Temperature)

  • 남희종;손종익;조남희
    • 한국재료학회지
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    • 제23권7호
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    • pp.359-365
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    • 2013
  • We investigated the nanostructural, chemical and optical properties of nc-Si:H films according to deposition conditions. Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD) techniques were used to produce nc-Si:H thin films. The hydrogen dilution ratio in the precursors, [$SiH_4/H_2$], was fixed at 0.03; the substrate temperature was varied from room temperature to $600^{\circ}C$. By raising the substrates temperature up to $400^{\circ}C$, the nanocrystalite size was increased from ~2 to ~7 nm and the Si crystal volume fraction was varied from ~9 to ~45% to reach their maximum values. In high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) images, Si nanocrystallites were observed and the crystallite size appeared to correspond to the crystal size values obtained by X-ray diffraction(XRD) and Raman Spectroscopy. The intensity of high-resolution electron energy loss spectroscopy(EELS) peaks at ~99.9 eV(Si $L_{2,3}$ edge) was sensitively varied depending on the formation of Si nanocrystallites in the films. With increasing substrate temperatures, from room temperature to $600^{\circ}C$, the optical band gap of the nc-Si:H films was decreased from 2.4 to 1.9 eV, and the relative fraction of Si-H bonds in the films was increased from 19.9 to 32.9%. The variation in the nanostructural as well as chemical features of the films with substrate temperature appears to be well related to the results of the differential scanning calorimeter measurements, in which heat-absorption started at a substrate temperature of $180^{\circ}C$ and the maximum peak was observed at ${\sim}370^{\circ}C$.

Method and mechanism of dispersing agent free dispersion of short carbon fibers in silicon carbide powder

  • Raunija, Thakur Sudesh Kumar;Mathew, Mariamma;Sharma, Sharad Chandra
    • Carbon letters
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    • 제15권3호
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    • pp.180-186
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    • 2014
  • This study highlights a novel method and mechanism for the rapid and effective milling of carbon fibers (CFs) in silicon carbide (SiC) powder, and also the dispersion of CFs in SiC powder. The composite powders were prepared by chopping and exfoliation of CFs, and ball milling of CFs and SiC powder in isopropyl alcohol. A wide range of CFs loading, from 10 to 50 vol%, was studied. The milling of CFs and SiC powder was checked by measuring the average particle size of the composite powders. The dispersivity of CFs in SiC powder was checked through scanning electron microscope. The results show that the usage of exfoliated CF tows resulted in a rapid and effective milling of CFs and SiC powder. The results further show an excellent dispersion of CFs in SiC powder for all CFs loading without any dispersing agent.

4H-SiC기판 위의 자기구조화된 Ag/Ti 나노입자 제어를 위한 열처리 분석 (Annealing Effect on controlling Self-Organized Ag/Ti Nanoparticles on 4H-SiC Substrate)

  • 김소망;오종민;구상모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.177-180
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    • 2016
  • 본 연구에서는 4H-SiC(0001)기판 위에서 형성되는 나노구조화를 제어하기 위해 상지층과 하지층으로 구성된 이중층 금속을 증착하고 두께, 열처리 시간을 변화하였다. 또한 표면에너지와 응집현상의 상관관계를 분석하기 위해 SiC와는 다른 표면에너지를 갖는 Glass와 Si기판에도 같은 조건으로 실험하였다. FE-SEM을 통하여 금속이 나노구조화를 형성하는 두께가 Ag=20nm, Ti=2nm임을 확인 했으며 두께가 두꺼울 수록 나노 입자가 형성되지 않았다. 세기판의 표면에너지를 구하기 위해 접촉각 측정기를 통해 정접촉각법으로 측정하였다. 그 결과 표면에너지 값이 가장 높은 Glass(53.89 mN/m) 기판에서 나노 입자가 가장 고르게 분포된 형태를 보였으며 SiC(41.13 mN/m)에서 나노구조화 되는 양상을 보였고, Si(32.96 mN/m)에서는 NPs 형성이 되지 않았다. 표면에너지가 작을수록 나노 입자형성이 고르게 분포되는 현상을 Young equation으로 분석하였다.

DC/RF Magnetron Sputtering deposition법에 의한 $TiSi_2$ 박막의 특성연구

  • 이세준;김두수;성규석;정웅;김득영;홍종성
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.163-163
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    • 1999
  • MOSFET, MESFET 그리고 MODFET는 Logic ULSIs, high speed ICs, RF MMICs 등에서 중요한 역할을 하고 있으며, 그것의 gate electrode, contact, interconnect 등의 물질로는 refractory metal을 이용한 CoSi2, MoSi2, TaSi2, PtSi2, TiSi2 등의 효과를 얻어내고 있다. 그중 TiSi2는 비저항이 가장 낮고, 열적 안정도가 좋으며 SAG process가 가능하므로 simpler alignment process, higher transconductance, lower source resistance 등의 장점을 동시에 만족시키고 있다. 최근 소자차원이 scale down 됨에 따라 TiSi2의 silicidation 과정에서 C49 TiSi2 phase(high resistivity, thermally unstable phase, larger grain size, base centered orthorhombic structure)의 출현과 그것을 제거하기 위한 노력이 큰 issue로 떠오르고 있다. 여러 연구 결과에 따르면 PAI(Pre-amorphization zimplantation), HTS(High Temperature Sputtering) process, Mo(Molybedenum) implasntation 등이 C49를 bypass시키고 C54 TiSi2 phase(lowest resistivity, thermally stable phase, smaller grain size, face centered orthorhombic structure)로의 transformation temperature를 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법으로 제안되고 있지만, 아직 그 문제가 완전히 해결되지 않은 상태이며 C54 nucleation에 대한 physical mechanism을 밝히진 못하고 있다. 본 연구에서는 증착 시 기판온도의 변화(400~75$0^{\circ}C$)에 따라 silicon 위에 DC/RF magnetron sputtering 방식으로 Ti/Si film을 각각 제작하였다. 제작된 시료는 N2 분위기에서 30~120초 동안 500~85$0^{\circ}C$의 온도변화에 따라 RTA법으로 각각 one step annealing 하였다. 또한 Al을 cosputtering함으로써 Al impurity의 존재에 따른 영향을 동시에 고려해 보았다. 제작된 시료의 분석을 위해 phase transformation을 XRD로, microstructure를 TEM으로, surface topography는 SEM으로, surface microroughness는 AFM으로 측정하였으며 sheet resistance는 4-point probe로 측정하였다. 분석된 결과를 보면, 고온에서 제작된 박막에서의 C54 phase transformation temperature가 감소하는 것이 관측되었으며, Al impuritydmlwhswork 낮은온도에서의 C54 TiSi2 형성을 돕는다는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 결론적으로, 고온에서 증착된 박막으로부터 열적으로 안정된 phase의 낮은 resistivity를 갖는 C54 TiSi2 형성을 보다 낮은 온도에서 one-step RTA를 통해 얻을 수 있다는 결과와 Al impurity가 존재함으로써 얻어지는 thermal budget의 효과, 그리고 그로부터 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.

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3-TZP/SiC 복합체의 제조 및 기계적 성질 (Preparation and Mechanical Properties of 3Y-TZP/SiC Composites)

  • 이홍림;이형민
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.877-887
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    • 1992
  • Tetragonal zirconia powder with 3 mol% Y2O3 mas mixed with up to 30 vol% of ${\beta}$-SiC powders, and the mixtures were hot-pressed at 1500$^{\circ}C$ for 60 min under a pressure of 30 MPa in Ar atmosphere. Flexural strength and fracture toughness were measured at room-and high-temperature (1000$^{\circ}C$). Evolution of microstructure was also conducted to investigate the effects of SiC addition on the properties of 3Y-TZP ceramics. Average grain size of the composites was about 0.5 $\mu\textrm{m}$, and decreased with SiC addition. Both room- and high-temperature mechanical properties of the composites were improved with SiC content. Particularly, high-temperature strength and fracture toughness of 3Y-TZP/30v/o SiC composite were twice as high as those of 3Y-TZP. The hardness of the composites also increased with SiC content and reached maximum value at 3Y-TZP/30v/o SiC composite.

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고부피분율 SiC분말 예비성형체의 제조공정과 기계적특성 (Fabrication Process and Mechanical Properties of High Volume Fraction SiC Particle Preform)

  • 전경윤
    • 한국분말재료학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.27-34
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    • 2000
  • The fabrication process and mechanical properties of SiC particle prefrrms with high volume fraction ranged 50∼71% were investigated to make metal matrix composites for possible applications as heat sinks in electronic packares. The SiC particle preforms with 50∼71vol% of reinforcement were fabricated by a new modified process named ball milling and pressing method. The SiC particle performs were fabricated by ball milling of SiC particles with single sized of 48${\mu}$m in diameter or two different size of 8${\mu}$m and 48${\mu}$min diameter, with collodal SiO2 as inorgnic binder in distilled water, and the mixed slurries were cold pressed for consolidation into final prefom. The compressive strengths og calcined SiC particle prefoms increased from 20MPa to 155MPa with increasing the content of inorganis binder, temperature and time for calcination. The increase of compressive strength of SiC particle bridge the interfaces of two neighboring SiC particles.

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P형 FeSi2의 열전물성에 미치는 입자크기 및 첨가물 영향 (The Effect of Particle Size and Additives on the Thermoelectric Properties of P-type FeSi2)

  • 배철훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1883-1889
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    • 2013
  • Fe-Si계 합금은 우주탐사용으로 응용되고 있는 Si-Ge합금보다는 낮은 성능지수를 나타내지만 원료가 풍부하여 저가이고, 제조가 간단하며, $800^{\circ}C$까지 사용가능한 중고온용 열전발전재료이다. 본 연구에서는 고주파 진공유도로를 이용해서 제조한 p형 $FeSi_2$의 열전물성에 미치는 입자크기 및 첨가물 영향에 대해 조사하였다. 조성입자크기가 작을수록 소결밀도 증가와 함께 입자와 입자간의 연결성 향상에 의해 도전율이 증가하였다. Seebeck 계수는 600~800K에서 최고값을 나타내었고, 잔존하는 ${\varepsilon}$-FeSi 금속전도상에 의해 약간 감소하였다. $Fe_2O_3$$Fe_3O_4$를 첨가한 경우, 잔존 금속전도상 및 Si 결핍양 증가에 의해 도전율은 증가하였고 Seebeck 계수는 감소하였다. 반면에 $SiO_2$를 첨가한 경우에는 도전율과 Seebeck 계수 모두 상승하였다.