• 제목/요약/키워드: densification

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MA법에 의한 Heusler Fe2VAl 합금분말의 제조 및 치밀화 (Fabrication and densification of Heusler Fe2VAl alloy powders by mechanical alloying)

  • 김광덕;이충효
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.51-57
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    • 2013
  • 본 연구에서는 Heusler $Fe_2VAl$ 열전화합물을 제조하기 위하여 순금속 $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 기계적 합금화 처리하였다. $Fe_2VAl$ 열전화합물을 얻기 위하여 최적 볼밀조건 및 열처리 조건을 X선 회절분석과 시차주사 열량분석을 이용하여 조사하였다. $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 60시간까지 볼밀 처리한 경우 bcc 구조의 ${\alpha}$-(Fe,V,Al) 고용체가 얻어졌다. 단상의 Heusler $Fe_2VAl$ 화합물은 $Fe_{50}V_{25}Al_{25}$ 혼합분말을 60시간 동안 MA 처리 후 $700^{\circ}C$까지 열처리함으로써 얻을 수 있었다. MA 분말시료의 치밀화를 위하여 인가압력 60 MPa 및 소결온도 $900{\sim}1000^{\circ}C$에서 흑연다이를 사용하여 SPS 소결을 실시하였다. $1000^{\circ}C$에서 SPS 소결 후 얻어진 벌크체의 Vickers 경도는 870으로 매우 높은 값을 보였다. 또한 SPS 법으로 얻어진 벌크체의 밀도측정 결과, 모든 시료에서 상대밀도 90 % 이상의 금속광택을 나타내는 치밀한 소결체임을 알 수 있었다.

Die-upset법에 의한 Pr-Fe-B자석의 자기적 성질에 관한 연구 (Studies on Magnetic Properties of Die-upset Pr-Fe-B Magnets )

  • 이경섭;서수정;박현순;이병규;정지연
    • 한국자기학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.201-207
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    • 1993
  • $Pr_{15}Fe_{77}B_{8}$ 조성의 합금을 Ar분위기에서 유도용해로를 이용하여 주조하 였다. 이 합금을 석영관에 넣어 고주파 유도로를 이용하여 용해한 후 0.6 nm의 분출구를 통해 회전하는 Cu wheel위에 분사하여 비본형태로 제조하였다. 이 리본을 열간변형하여 결정방향성을 주었는데 이를 위 해 먼저 $680^{\circ}C$에서 $21.8\;kg/mm^{2}$의 압력으로 hot-press하여 92%의 densification을 갖는 시편을 얻을 수 있었다. 이 시편을 다양한 조건하에서 die-upset을 행하였다. 변형율이 높을 수록 $_{i}H_{c}$는 저하되었으나, $B_{r}$은 현저하게 증가되었으며, XRD 분석 결과(006)면에서의 회절강도가 증가되었다. 따라서 압축방향으로 자화용이축이 형성되었음을 알 수 있었다. Die-upset시의 변형속도가 빠를 수록 $_{i}H_{c}$는 증가되었으나, $B_{r}$은 감소되었다. 가공온도에 따른 $B_{r}$의 변화는 $750^{\circ}C$ 까지 상승한 후 감소되었다. 이 조성의 $4{\pi}M_{s}$는 11.8 kG였고 $750^{\circ}C$에서 0.05 mm/sec의 가공속도로 변형률 0.8로 die-upset한 경우에는 $B_{r}$이 11.0 kG로 우수한 자기이방성을 가지고 있으나, die-upset후에 $_{i}H_{c}$가 낮은 문제점이 있다.

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마이크로파 소결법을 이용한 LTCC 기판 Post 전극 형성에 관한 연구 (A Study of Post Electrode Formation by Microwave Sintering in LTCC Substrate)

  • 김용석;이택정;유원희;장병규;박성열;오용수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.43-48
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    • 2007
  • LTCC 기판제작에 있어서 Post 전극형성은 실제 IC 및 수동부품을 탑재하는 Pad 형성 부분으로 전극 표면의 특성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 일반적인 전기로를 이용한 post 전극 소성시 발생되는 문제점들 개선하여 마이크로파 소결을 통한 전극 미세 구조의 치밀화 및 이에 따른 신뢰성 기초 평가를 진행하였다. 일반적인 전기로와 마이크로파 소결 조건에 따른 전극과 LTCC 세라믹 상태를 평가하였다. 또한 과소성 및 탈바인더 공정시 Out gas 불충분에 의한 전극 부풀림 현상을 개선할 수 있는 효과를 얻을 수 있었으며 실제 solder ball 형성후 실장형 전극의 고착강도를 측정한 결과 기존 전기로에 비해서 30% 고착강도가 증가 하였다. 또한 소결시간을 기존 전기로 10시간에 비해 30분 정도에서 소결 공정이 이루어지므로 95%정도 시간을 단축시킬 수 있음을 확인하였다. 이는 소성로 설계를 통한 양산성, 효율성에 크게 증대되리라 예상된다.

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$V_2O_5$ 도핑한 페라이트 페이스트 후막 특성 (Properties of Thick Films Prepared with $V_2O_5$-doped Ferrite Pastes)

  • 제해준;김병국;박재환;박재관
    • 한국결정학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.70-75
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    • 2001
  • NiCuZn 페라이트에 V₂O/sub 5/가 0∼0.5 wt% 첨가된 페이스트를 사용하여 스크린 인쇄법으로 페라이트 후막을 제조한 후, 870∼900℃에서 소결하여 V₂O/sub 5/ 첨가량에 따른 소결밀도, 미세구조 등의 물리적 특성 및 자기적 특성 변화를 분석하였다. 소결온도 870℃의 경우 V₂O/sub 5/를 0.5 wt% 첨가한 시편의 소결밀도가 0.58 g/cm³로 가장 hsvrp 나타낫고, 소결온도가 올라갈수록 소결밀도 차이가 줄어들어 900℃의 경우 모든 시편이 5.15g/cm³이상으로 높은 밀도를 나타내었다. V₂O/sub 5/가 0.5 wt% 첨가된 경우에 액상소결이 발달하였으며, V₂O/sub 5/가 0.1, 0.3 wt% 첨가된 시편은 입자성장이 억제되어 입자크기가 V₂O/sub 5/를 첨가하지 않은 시편보다 작았다. 전체의 소결온도 범위에서 V₂O/sub 5/가 첨가되지 않은 시편의 입자크기가 크고 균일하기 때문에 투자율이 가장 높게 나타났으며, 소결온도 880℃ 이상에서 V₂O/sub 5/ 0.3 wt% 첨가 시편의 Q값이 가장 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 칩 인덕터용 NiCuZn 페라이트 소재 제조 시, 투자율값을 중시할 경우에는 V₂O/sub 5/를 첨가하지 않아야 하며, 품질계수를 중시할 경우에는 V₂O/sub 5/의 첨가량이 0.3wt%를 넘지 않아야 함을 알 수 있었다.

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Spark plasma sintering of UO2 fuel composite with Gd2O3 integral fuel burnable absorber

  • Papynov, E.K.;Shichalin, O.O.;Belov, A.A.;Portnyagin, A.S.;Buravlev, I.Yu;Mayorov, V.Yu;Sukhorada, A.E.;Gridasova, E.A.;Nomerovskiy, A.D.;Glavinskaya, V.O.;Tananaev, I.G.;Sergienko, V.I.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권8호
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    • pp.1756-1763
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    • 2020
  • The paper studies spark plasma sintering (SPS) of industrially used UO2-based fuel containing integral fuel burnable absorber (IFBA) of neutrons Gd2O3. Densification dynamics of pristine UO2 powder and the one added with 2 and 8 wt% of Gd2O3 under ultrasonication in liquid has been studied under SPS conditions at 1050, 1250, and 1450 ℃. Effect of sintering temperature on phase composition as well as on O/U stoichiometry has been investigated for UO2 SPS ceramics. Sintering of uranium dioxide added with Gd2O3 yields solid solution (U,Gd)O2, which is isostructural to UO2. SEM with EDX and metallography were implemented to analyze the microstructure of the obtained UO2 ceramics and composite UO2-Gd2O3 one, particularly, open porosity, defects, and Gd2O3 distribution were studied. Microhardness, compressive strength and density were shown to reduce after addition of Gd2O3. Obtained results prove the hypothesis on formation of stable pores in the system of UO2-Gd2O3 due to Kirkendall effect that reduces sintering efficiency. The paper expands fundamental knowledge on pros and cons of fuel fabrication with IFBA using SPS technology.

폐유리를 재활용한 타일 제조 및 물리적 특성 (Fabrication and Physical Properties of Tiles Recycled Waste Glass)

  • 김영길;정연길;송준백;신민철;이희수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.193-197
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    • 2005
  • 폐유리와 점토를 이용하여 일축 가압 성형법으로 타익을 제조하였다. 유리함량, 소성온도 및 소성시간에 따른 타일의 흡수율, 밀도, 겉보기 기공률, 압축강도, 마모감량 등을 고찰하였다. 소성온도 및 유리함량이 증가함에 따라 타일의 특성은 향상되었다. 폐유리를 $70wt.\%$ 사용하고 $1,050^{circ}C$에서 소성한 타일이 가장 우수한 특성을 나타내었으며, 이 때의 흡수율, 밀도, 겉보기 기공률, 압축강도, 마모감량은 각각 $0.9\%,\;2.3g/cm^3,\;2.1\%$, 210 MPa, 0.022g이었다. 이는 유리상의 혈성에 의잔 결과로서 타일의 기공 감소 및 치밀화에 기여하기 때문이다. 제조된 타일의 특성은 상용화되고 있는 일반 자기질 타일과 비교하여 우수한 특성을 나타내고 있으며, 바닥 및 내$\cdot$외벽용 무유타일로 적용 가능할 것이다.

(Mg0.93Ca0.07)TiO3 세라믹스의 저온소결과 마이크로파 유전특성 (Low Temperature Sintering and Microwave Properties in (Mg0.93Ca0.07)TiO3 Ceramics)

  • 신동순;최영진;박재관;박재환;남산
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.598-603
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    • 2002
  • (M $g_{0.93}$C $a_{0.07}$)Ti $O_3$마이크로파 유전체 세라믹스에 alumine borosilicate계 유리를 5~30wt% 첨가하여 저온소결 특성과 마이크로파 유전 특성을 조사하였다. (M $g_{0.93}$C $a_{0.07}$)Ti $O_3$에 alumine borosilicate계 유리를 첨가함으로서 소결온도를 135$0^{\circ}C$에서 95$0^{\circ}C$로 낮추었으며, 유리의 첨가량이 증가함에 따라 소결밀도의 증가 및 입성장이 뚜렷이 나타났고 20~30wt%의 유리가 첨가된 영역에서는 95%의 상대밀도를 갖는 소결체를 얻을 수 있었다. (M $g_{0.93}$C $a_{0.07}$)Ti $O_3$에 20wt%의 alumino boiosilicate계 유리를 첨가함으로서 95$0^{\circ}C$에서 유전율($\varepsilon$$_{r}$)은 15~16, 품질계수(Q$\times$f)는 8000이었으며, 이때 공진주파수의 온도 계수($ au$$_{cf}$ )는 -45 ppm/$^{\circ}C$을 나타내었다.

$SrTiO_{3}$ 원료봉의 미세구조가 용융대 안정에 미치는 영향 (The effects of the microstructure of the feed rod of $SrTiO_{3}$ on the melting stability)

  • 조현;심광보;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.247-253
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    • 1996
  • Floating zone법에 의한 $SrTiO_{3}$ 단결정 성장에 있어서 원료봉의 미세구조가 원료봉과 융액간의 고액계면의 형상 및 용융대의 안정성에 미치는 영향을 광학현미경 및 전자현미경을 이용하여 조사하였다. $1400,\;1500,\;1600^{\circ}C$로 소결온도를 변화시키면서 소결한 $SrTiO_{3}$$Fe_{2}O_{3}$를 0.2 wt% 첨가한 $SrTiO_{3}$ 원료봉을 실험시편으로 사용하였다. 저온($1400^{\circ}C$)에서 소결한 경우는 치밀화가 덜 진행되어 존재하는 기공들이 균일한 용융대 형성을 저해하였고, 고온($1600^{\circ}C$)의 경우는 미세구조는 치밀하나 이상입자성장 현상으로 안정된 용융대 형성에 어려움을 주었음을 실험적으로 확인하였다. 따라서 이상입자성장을 하지 않은 즉, 균일한 결정입 크기 분포를 갖는 원료봉을 사용하여 결정성장을 하였을때 원료봉의 균일한 용융양상을 유도할 수 있었고 안정한 용융대 유지가 가능하여 결정성장에 가장 적합함을 알게 되었다.

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상압소결(常壓燒結)한 $SiC-ZrB_2$ 전도성(電導性) 복합체(複合體)의 미세구조(微細構造)와 특성(特性)에 미치는 Annealing 온도(溫度)의 영향(影響) (Effect of Annealing Temperature on Microstructure and Properties of the Pressureless-Sintered $SiC-ZrB_2$ Electroconductive Ceramic Composites)

  • 신용덕;주진영
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권9호
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    • pp.434-441
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    • 2006
  • The effect of pressureless-sintered temperature on the densification behavior, mechanical and electrical properties of the $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites was investigated. The $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites were pressureless-sintered for 2 hours at temperatures in the range of $1,750{\sim}1,900[^{\circ}C]$, with an addition of 12[wt%] of $Al_2O_3+Y_2O_3$(6:4 mixture of $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$) as a sintering aid. The relative density and mechanical properties are increased markedly at temperatures in the range of $1,850{\sim}1,900[{^\circ}C]$. The relative density, flexural strength, vicker's hardness and fracture toughness showed the highest value of 81.1[%], 230[MPa], 9.88[GPa] and $6.05[MPa\;m^{1/2}]$ for $SiC-ZrB_2$ composites of $1,900[{^\circ}C]$ sintering temperature at room temperature respectively. The electrical resistivity was measured by the Pauw method in the temperature ranges from $25[{^\circ}C]\;to\;700[{^\circ}C]$, The electrical resistivity showed the value of $1.36{\times}10^{-4},\;3.83{\times}10^{-4},\;3.51{\times}10^{-4}\;and\; 3.2{\times}10^{-4}[{\Omega}{\cdot}cm]$ for SZ1750, SZ1800, SZ1850 and SZ1900 respectively at room temperature. The electrical resistivity of the composites was all PTCR(Positive Temperature Coefficient Resistivity). The resistance temperature coefficient showed the value of $4.194{\times}10^{-3},\;3,740{\times}10^{-3},\;2,993{\times}10^{-3},\;3,472{\times}10^{-3}/[^{\circ}C}$ for SZ1750, SZ1800, SZ1850 and SZ1900 respectively in the temperature ranges from $25[{\circ}C]\;to\;700[{\circ}C]$, It is assumed that because polycrystallines such as recrystallized $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites, contain of porosity and In Situ $YAG(Al_5Y_3O_{12})$ crystal grain boundaries, their electrical conduction mechanism are complicated. In addition, because the condition of such grain boundaries due to $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives widely varies with sintering temperature, electrical resistivity of the $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites with sintering temperature also varies with sintering condition. It is convinced that ${\beta}-SiC$ based electroconductive ceramic composites for heaters or ignitors can be manufactured by pressureless sintering.

BaTi4O9계 세라믹스의 저온소결 및 마이크로파 유전특성 (Low-temperature Sintering and Microwave Dielectric Properties of BaTi4O9-based Ceramics)

  • 최영진;신동순;박재환;남산;박재관
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.172-177
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    • 2003
  • 저온동시소성 기능성 기판용 소재로 활용하기 위하여 Ba $Ti_4$ $O_{9}$계 마이크로파 유전체에 저융점의 유리 프리트를 첨가하여 저온소성 거동 및 마이크로파 유전특성을 고찰하였다. 유리 프리트의 첨가량이 증가할수록 소결 하한 온도가 낮아졌으며, l0wt%의 유리 프리트를 첨가하였을 때 875$^{\circ}C$의 소성온도에서 상대밀도 98% 이상을 나타내는 충분한 소결이 이루어졌다. 이 때 소결체의 마이크로파 유전특성은 유전율 32, 품질계수 9000 GHz, 공진주파수 온도계수 10 ppm/$^{\circ}C$으로 평가되었다. 유리의 첨가량이 증가하면서 소결 과정에서 주상인 Ba $Ti_4$ $O_{9}$가 Ba $Ti_{5}$ $O_{11}$상과 $Ba_4$ $Ti_{13}$ $O_{30}$상으로의 변화하는 현상도 관찰되었다.