The microwave dielectric properties of $LiNb_3O_8-TiO_2$ based ceramics with low firing agents, CuO, $Bi_2O_3$, $B_2O_3$, $SiO_2$, $TiO_2$, were investigated to improve the sintering condition for the LTCC system. According to the X-ray diffraction and SEM, the ceramics of $LiNb_3O_8-TiO_2$ with low firing agents showed no significant second phases within a range of experiments, and fine microstructures. By adding the low firing agents, the sintering temperature decreased from $1200^{\circ}C$ to $925^{\circ}C$. Based on the results of electrical measurements, the $LiNb_3O_8-TiO_2$ ceramics showed a promising microwave dielectric properties for LTCC applications, those are ${\varepsilon}_r$ (dielectric constant) = 44, Q f (quality factor) = 18000, and ${\tau}_f$ (the temperature coefficient of resonant frequency) = $-1.5\;ppm/^{\circ}C$.
The effects of Ni2+ substitution for Mg2+-sites on the microwave dielectric properties of (Mg1-xNix)(Ti0.95(Mg1/3Ta2/3)0.05)O3 (0.01 ≤ x ≤ 0.05) (MNTMT) ceramics were investigated. MNTMT ceramics were prepared by conventional solid-state reaction. When the MgO / TiO2 ratio was changed from 1.00 to 1.02, MgTi2O5 was detected as a secondary phase along with the MgTiO3 main phase in the MNTMT specimens sintered at 1,400 ℃ for 4h. For the MNTMT specimens with MgO / TiO2 = 1.07 sintered at 1,400 ℃ for 4h, a single phase of MgTiO3 with an ilmenite structure was obtained from the entire range of compositions. The relative density of all the specimens sintered at 1,400 ℃ for 4h was higher than 95 %. The quality factor (Qf) of the sintered specimens depended strongly on the degree of covalency of the specimens, and the sintered specimens with x = 0.01 showed the maximum Qf value of 489,400 GHz. The dielectric constant (K) decreased with increasing Ni2+ content because Ni2+ had a lower dielectric polarizability (1.23Å3) than Mg2+ (1.32Å3). As Ni2+ content increased, the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) improved, from -55.56 to -21.85 ppm/℃, due to the increase in tolerance factor (t) and the lower dielectric constant (K).
The $Li_4Ti_5O_{12}$ of anode material for the hybrid capacitor was coated using $CePO_4$, $M_3(PO_4)_2$ (M=Mg, Zn). The capacitance of phosphate coated $Li_4Ti_5O_{12}$ was found to be lower than that of $Li_4Ti_5O_{12}$, whereas the equivalent series resistance was higher than that of $Li_4Ti_5O_{12}$. With an increase in cycle number, the base of cylindrical cell exhibited swelling due to gas generated from the reaction between $Li_4Ti_5O_{12}$ and electrolyte. The swelling cycle number of phosphate coated $Li_4Ti_5O_{12}$ was higher than that of $Li_4Ti_5O_{12}$ due to improvement in electrochemical stability. Based on the results, it is proposed that phosphate coating can be employed as a barrier layer to control the gassing reaction by isolating the $Li_4Ti_5O_{12}$ particle from electrolyte solution.
Encapsulation of organic based devices is essential issue due to easy deterioration of organic material by water vapor. Thin layer of encapsulation film is required to preserve transparency yet protecting materials in it. Atomic layer deposition(ALD) is a promising solution because of its low temperature deposition and quality of the deposited film. $Al_2O_3$ or $Al_2O_3/TiO_2/Al_2O_3$ multilayer film has shown excellent environmental protection characteristics despite of thin thicknesses of the films. $Al_2O_3/TiO_2/Al_2O_3$ multilayer and 1.5 dyad layer of $Al_2O_3/polymer/Al_2O_3$ deposited by ALD was measured to have water vapor transmittance rate(WVTR) well below the detection limit($5.0{\times}10^{-5}g/m^2day$) of MOCON Aquatran 2 equipment.
For the possible application of pearl pigment, multi-layered $TiO_2/Al,\;Cr/TiO_2$ thin film were deposited on $SiO_2$ substrate by using sputtering method, $TiO_2$ and Al or Cr was selected as a possible high and low refraction material at the film interface respectively. Optical properties including color effect were systematically studied in terms of different film thickness and film layers by using spectrometer. In order to expect the experimental results, the simulation program, the Essential Macleod Program(EMP) was adopted and compared with the experimental data. The film consisting of $TiO_2/Al,\;Cr/TiO_2$ layers shows a wavelength range of $430{\sim}760nm$, typically color ranges between bluish purple and red. It was confirmed that this experimental result was quite well consistent with the experimental one.
BaTiO3-Poly vinylidene fluoride (PVDF) solution was prepared by adding 0~25 wt% BaTiO3 nanopowder and 10 wt% PVDF powder in solvent. BaTiO3-PVDF film was fabricated by spreading the solution on a glass with a doctor blade. The output performance increased with increasing BaTiO3 concentration. When the BaTiO3 concentration was 20 wt%, the output voltage and current were 4.98 V and 1.03 ㎂ at an applied force of 100 N. However, they decreased when the over 20 wt% BaTiO3 powder was added, due to the aggregation of particles. To enhance the output performance, the generator was poled with an electric field of 150~250 kV/cm at 100 ℃ for 12 h. The output performance increased with increasing electric field. The output voltage and current were 7.87 V and 2.5 ㎂ when poled with a 200 kV/cm electric field. This result seems likely to be caused by the c-axis alignment of the BaTiO3 after poling treatment. XRD patterns of the poled BaTiO3-PVDF films showed that the intensity of the (002) peak increased under high electric field. However, when the generator was poled with 250 kV/cm, the output performance of the generator degraded due to breakdown of the BaTiO3-PVDF film. When the generator was matched with 800 Ω resistance, the power density of the generator reached 1.74 mW/m2. The generator was able to charge a 10 ㎌ capacitor up to 1.11 V and turn on 10 red LEDs.
To improve photocatalytic efficiency, graphene/Ag/TiO2 nanotube catalyst was synthesized, and its surface characteristics and photocatalytic activity investigated. For deposition of Ag nanoparticles on the TiO2 nanotubes, a polymer compound containing CH3COOAg/poly(L-lactide) was utilized, and the silver particles were precipitated by reducing the silver ions during the annealing process. Graphene deposition on the Ag/TiO2 nanotubes was achieved using an electrophoretic deposition process. Based on the dye degradation results, it was determined that the photocatalytic efficiency was significantly affected by deposition of silver particles and graphene on the TiO2 catalyst. Highly efficient destruction of the dye was obtained with the new graphene/Ag/TiO2 nanotube photocatalyst. This may be attributed to a synergistic effect of the graphene and Ag nanoparticles on the TiO2 nanotubes.
V2O5/TiO2-ZrO2 catalyst modified with V2O5 was prepared by adding Ti(OH)4-Zr(OH)4 powder into an aqueous solution of ammonium metavanadate followed by drying and calcining at high temperatures. The characterization of prepared catalysts was performed using XRD, DSC, solid-state 51V NMR, and FTIR. In the case of calcination temperature of 500 oC, for the catalysts containing low loading V2O5 below 25 wt % vanadium oxide was in a highly dispersed state, while for catalysts containing high loading V2O5 equal to or above 25 wt % vanadium oxide was well crystallized due to the V2O5 loading exceeding the formation of monolayer on the surface of TiO2-ZrO2. The strong acid sites were formed through the bonding between dispersed V2O5 and TiO2-ZrO2. The larger the dispersed V2O5 amount, the higher both the acidity and catalytic activities for acid catalysis.
Ozonation was investigated for its ability to remove pyruvic acid in a laboratory-scale batch reactor under various experimental conditions, including UV irradiation, TiO2 addition, and variations in temperature. An ozone flow rate of 1.0 L min-1 and a concentration of 75±5 mg L-1 were maintained throughout the experiment, and pH, COD, and TOC were measured at 10 min intervals during a 60 min reaction. Our results confirmed that the combination of UV irradiation and photocatalytic TiO2 in the ozonation reaction improved the removal efficiency of both COD and TOC in aqueous solution at 20℃. Pseudo first-order rate constants and activation energies were quantified based on the COD and TOC measurements. We observed that the O3/UV, O3/UV/TiO2 system increased mineralization and reduced the activation energy (Ea) necessary for pyruvic acid decomposition.
Nanocrystalline materials have received much attention as advanced engineering materials with improved physical and mechanical properties, including high strength, high hardness, excellent ductility and toughness. In this study, nanopowders of $Al_2O_3$, MgO and $TiO_2$ were prepared as starting materials by high energy ball milling for the simultaneous synthesis and sintering of the nanostructured compound $Mg_4Al_2Ti_9O_{25}$ by high-frequency induction heating process. The highly dense nanostructured $Mg_4Al_2Ti_9O_{25}$ compound was produced within one minute by the simultaneous application of 80MPa pressure and induced current. The sintering behavior, grain size and mechanical properties of the $Mg_4Al_2Ti_9O_{25}$ compound were evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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