• 제목/요약/키워드: activation energy of crystallization

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구리 흡착에 의한 비정질 실리콘 박막의 저온 결정화 거동 (Low-Temperature Crystallization of Amorphous Si Films by Cu Adsorption)

  • 조성우;손동균;이재신;안병태
    • 한국재료학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.188-195
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    • 1997
  • 비정질 실리콘 박막 위에 구리용액을 스콘코팅하여 구리이온을 흡착시킨 후 이를 표면 핵생성 site로 이용하는 새로운 저온 결정화 방법에 관하여 연구하였다. 구리 흡착으로 LPCVD비정질 실리콘 박막의 결정화온도를 $500^{\circ}C$까지 낮출 수 있었고 결정화시간도 크게 단축되었다. $530-600^{\circ}C$에서 어닐링시 구리가 흡착된 비정질 실리콘 막은 나뭇가지 형태의 fractal을 이루며 결정화되었다. 이때 fractal크기는 구리용액의 농도에 따라 $30-300{\mu}m$로 성장하였다. Fractal의 내부는 새 털 모양의 타원형 결정립으로 구성되어 있으며 TEM 에 의한 최종 결정립의 크기는 $0.3-0.4{\mu}m$로 intrinsic 비정질 실리콘 박막을 $600^{\circ}C$에서 어닐링하였을 때화 크기가 비슷하였다. 구리용액의 농도 증가에 따라 핵생성 활성화 에너지와 결정성장 활성화 에너지가 감소하였다. 결과적으로 구리 흡착이 표면에서 우선 핵생성 site를 증가시키고 핵생성 및 fractal 성장에 필요한 활성화 에너지를 모두 낮추어 저온에서도 결정화가 촉진되었음을 알 수 있었다.

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제올라이트 A의 결정화 속도에 대한 결정화 조건의 영향 (The Effect of Crystallization Condition on the Crystallization Rate of Zeolite A)

  • 정경환;서곤
    • 공업화학
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    • 제4권1호
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    • pp.94-102
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    • 1993
  • 제올라이트 A의 결정화 과정에서 온도, $Na_2O$$SiO_2$ 조성의 영향을 조사하였다. 각 결정화 조건에서 결정화 곡선과 최종 생성물의 결정크기 분포를 조사하고 반응 경로 모델을 이용하여 결정화 속도를 구하였다. 결정화 과정은 길이 성장 속도상수가 결정 크기와 무관하게 일정하고 무정형 고형 겔과 용해된 반응물이 평형을 이룬다는 가정으로 잘 모사되었으며, 실험결과와 비교하여 길이성장 속도상수 등을 결정할 수 있었다. 온도가 높아지면 길이성장 단계와 용해된 반응물의 분율이 커져서 결정화 속도가 커졌다. 반면 $Na_2O/H_2O$ 몰비가 커지면 성장단계는 촉진되지 않으나 용해된 반응물의 분율이 커졌으며 핵심생성이 촉진되었다. $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비에 따라 용해된 반응물 분율과 핵심생성 속도가 달라진다. 각 결정화 조건에서 제올라이트 A의 길이성장 속도상수는 $0.07{\sim}0.24{\mu}m{\cdot}min^{-1}$로 추정되었으며 겉보기 활성화에너지는 $49kJ{\cdot}mol^{-1}$이었다.

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Li2O.Al2O3.2SiO2의 조성을 갖는 유리에서 $\beta$-eucryptite의 핵생성 및 결정성장 (Nucleation and Crystal Growth of $\beta$-eucryptite in a Glass of the Molecular Composition Li2O.Al2O3.2SiO2)

  • 이상현;장수진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.53-59
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    • 1985
  • Nucleation and crystallization of $\beta$-eucryptite in a glass of molecular percentage composition Li2O.Al2O3.2SiO2 are studied. The glasses are made by quenching of the melts from 143$0^{\circ}C$ to room temperature. Heat-treatment for nucleation and crystal growth are caried out at various temperature in the range between 50$0^{\circ}C$ and 80$0^{\circ}C$ with different duration of time. The amounts of crystallization are estimated by the method of x-ray powder diffraction. As the results a time-temperature-transformation relation for crystallization is derived. The maximum rate of crystallization is observed at about 75$0^{\circ}C$ from the T-T-T-curve while the crystallization temperature is detected at 67$0^{\circ}C$ by DTA measurement. The crystallization temperature moved to 62$0^{\circ}C$ by adding 5 weight percents of TiO2 and it moved to 78$0^{\circ}C$ by adding 2 weight percents of V2O5. The crystallization temperature moved to 62$0^{\circ}C$ by adding 5 weight percent of TiO2 it moved to 78$0^{\circ}C$ by adding 2 weight percents of V2O5 The activation energy for crystallization from the pure glass is calculated as 68 Kcal/mol and it varied to 53 Kcal/mol and 110Kcal/mol when 5 weight percents of TiO2 and weight percents of V2O5 are added respectively.

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열분석을 이용한 CaO-MgO-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$의 결정화 기구의 연구 (The Crystallization Kinetics of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 Glass System Using Thermal Analysis)

  • 김형순
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.9-14
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    • 1992
  • Some of non-isothermal analysis methods are applied to CaO-MgO-Al2O3-SiO2 glass system to find the kinetics parameters of crystallisation, activation energy, Avrami component and frequency factor. The results using the non-isothermal analysis were compared to that of microstructure experiment. Analysis of the result has enabled to some methods to be to recommend as being the most appropriate equation to use in a glass system. It was shown that in the thermal analysis using the non-isothermal method of Kissinger, Augis-Bennett, Bansal, and Marotta, the calculation of activation energy is not much different, while Avrami component and frequency factor are different from applied each methods.

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고체전해질용 CuO-$Nb_{2}O_{5}-V_{2}O_{5}$계 유리의 결정화와 전기적 특성 (Crystallization and Electrical Properties Of CuO-$Nb_{2}O_{5}-V_{2}O_{5}$ Glass for Solid-state electrolyte)

  • 손명모;이헌수;구할본;김윤선
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2000년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.552-556
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    • 2000
  • The crystallization behavior and dc Conductivities of CuO-Nb$_2$O$_{5}$ -V$_2$O$_{5}$ glasses prepared by quenching on the copper plate were investigated. The conductivities of the glasses were range from 10$^{-4}$ s.$cm^{-1}$ / at room temperature, but the conductivities of the glass-ceramics were 10$^{-3}$ s.$cm^{-1}$ / increased by 10$^1$ order. The linear relationship between In($\sigma$T) and T$^{-1}$ suggested that the electrical conduction in the present glass system would be due to a small polaron hopping mechanism. The value of activation energy of glass-ceramics heat-treated at 30$0^{\circ}C$ for 12hrs was found to be 0.leV

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질산납과 사염화티탄으로부터 제조된 공침물의 결정화 (Crystallization of Coprecipitates Prepared from Lead Nitrate and Titanium Tetrachloride)

  • 최병철;이문호
    • 한국재료학회지
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    • 제4권5호
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    • pp.541-549
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    • 1994
  • 공침법으로 제조된 비정질 $PbTiO_{3}$전구체의 결정화거동과 구조적 변화를 XRD, 라만스펙트럼, TEM, RDF등으로 조사하였다. 전구체는 이온안정제로 $H_2O_2$혹은 $NH_4NO_3$를 사용하여 제조된 질산납과 사염화티탄의 혼합수용액으로부터 $45^{\circ}C$, pH 9에서 제조되었다. 이온안정제로 $H_2O_2$를 사용한 경우보다 $NH_4NO_3$를 사용하여 제조된 공침물이 더 낮은 온도에서 결정화가 시작되며 결정화의 활성화에너지도 더 작은 값을 가진다. 비정질의 공침물은 transient phase를 거쳐 결정 $PbTiO_{3}$로 변태된다. 비정질 상태의 평균 원자거리는 열처리온도의 증가에 따라 감소한다.

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전자 Package 봉착유리의 합성과 결정화 (Synthesis and crystallization of solder glass for electronic package)

  • Kyung Nam Choi;Byoung Chan Kim;Byoung Woo Kim;Hyung Suk Kim;Hee Chan Park;Myung Mo Son;Heon Soo Lee
    • 한국결정성장학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.407-411
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    • 2000
  • 전자 package용 저온봉착 유리를 실험적으로 합성하고 이 유리의 결정화 거동을 비등온 조건하에서 열분석기(DTA)를 이용하여 조사하였다. 이 유리의 조성을 미량의 CaO, $SiO_2$$A1_2$$O_3$$P_2$$O_5$ 등이 함유된 PbO-ZnO-$B_2$$O_3$-$TiO_2$유리로부터 결정하였다. 연 티탄산염($PbTiO_3$)생성에 해당되는 결정화 발열이 관찰되었다. 이 $PbTiO_3$의 결정화는 삼차원과정으로 진행되었고 유리기지(glass matrix)로부터 생성되는 이 결정의 평균 활성화에너지는 223$\pm$3 kJ/mo1 이었다.

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Cu-Zr-Al-Be 비정질합금의 결정화거동 및 속도론 (Crystallization Behavior and Kinetics of Cu-Zr-Al-Be Bulk Metallic Glass)

  • 김유찬;에릭플러리;석현광;차필령;이진규;이재철
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.338-344
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    • 2008
  • The crystallization kinetics of the $Cu_{43}Zr_{43}Al_7Be_7$ bulk metallic glass were studied by differential scanning calorimetry(DSC) in the continuous heating and isothermal annealing modes. Only one major peak could be detected on the DSC traces of $Cu_{43}Zr_{43}Al_7Be_7$ bulk amorphous alloy, and the activation energy for crystallization corresponding to the peak determined by the Kissinger method was resulted of 239 kJ/mol. The isothermal kinetic, analyzed by the Johnson-Mehl-Avrami equation yielded values for the Avrami exponents in the range 1.69 to 2.37, which implied a crystallization governed by a three-dimensioned growth. Primary phases were essentially the cubic structure CuZr together with the $Cu_{10}Zr_7$ phase. At higher temperature, the CuZr disappeared while the $Cu_{10}Zr_7$ became predominant. After long term annealing at 731 K, the phases were $Cu_{10}Zr_7$, $Cu_2ZrAl$ and $Al_3Zr_5$.

석탄 바닥재로 제조된 유리의 결정화 거동 분석 (The crystallization behavior of glass made from coal bottom ash)

  • 장석주;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.58-63
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    • 2010
  • 화력 발전소에서 발생하는 석탄 바닥재에 $Na_2O$$Li_2O$가 첨가된 결정화 유리를 제조하고, 비등온 열분석법을 이용하여 결정성장 거동을 분석하였다. 온도에 따른 결정화 분율 및 결정화 속도 변화를 계산한 결과, 결정화가 50% 진행된 온도는 DTA 상의 결정 발열피크 $T_p$ 보다 약간 높게 나타났으며, 결정화가 가장 빠르게 진행되는 온도는 $T_p$와 거의 일치함을 알 수 있었다. Kissinger 식을 이용하여 결정화 활성화 에너지(262 kJ/mol), Avrami 상수 (1.7) 그리고 진동수 ($5.7{\times}10^{16}/s$)를 계산하였으며, 이로부터 nepheline 결정 성장은 주로 1~2 차원적 표면 결정화 경향을 보이지만, 동시에 내부 결정화도 어느 정도 나타날 것으로 예측되었다. 실제 미세구조 관찰에서 수지(dendrite)상의 표면 결정화가 상당히 일어났고 동시에 낮은 분율의 내부 결정도 생성된 것이 확인되어, Kissinger식에 의해 예측된 결과가 본 연구에서 제조된 결정화 유리의 거동과 일치함을 알 수 있었다.

Rod Milling에 의해 제작된 비평형 Al(Fe-Cu) 합금 분말의 형성 및 Chemical Leaching (Formation and Chemical Leaching of a Non-Equilibrium Al(Fe-Cu) Alloy Powder produced by Rod-Milling)

  • 김현구;명화남
    • 한국분말재료학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.359-364
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    • 2002
  • We report the structure, thermal and magnetic properties of a non-equilibrium $Al_{0.6}(Fe_{50}Cu_{50})_{0.4}$ alloy powder produced by rod milling and chemical leaching. An X-ray diffractometry(XRD), a transmission electron microscope(TEM), a differential scanning calorimeter(DSC), a vibrating sample magnetometer(VSM), and superconducting quantum interference device(SQUID) were utilized to characterize the as-milled and leaching specimens. The crystallite size reached a value of about 8.82 nm. In the DSC experiment, the peak temperatures and crystallization temperatures decreased with increasing milling time. The activation energy of crystallization is 200.5 kJ/mole for as-milled alloy powder. The intensities of the XRD peaks of as-milled powders associated with the bcc type $Al_{0.5}Fe_{0.5}$ structure formative at $350^{\circ}C$ sharply increase with increasing annealing temperature. Above $400^{\circ}C$, peaks alloted to $Al_{0.5}Fe_{0.5}$ and $Al_{5}Fe_{2}$ are observed. After annealing at $600^{\circ}C$ for 1h, the leached Ll specimen transformed into bcc $\alpha$-Fe and fcc Cu phases, accompanied by a change in the structural and magnetic properties. The saturation magnetization decreased with increasing milling time, and a value of about 8.42 emu/g was reached at 500 h of milling. The coercivity reached a maximum value of about 142.7 Oe after 500 h of milling. The magnetization of leached specimens as function of fields were higher at 5 K, and increased more sharply at 5 K than at 100 K.