In this study, in order to develop the low temperature sintering ceramics for multilayer piezoelectric transformer, PCW-PMN-PZT ceramics added with Li$_2$CO$_3$, Bi$_2$O$_3$ and CuO as sintering aids were manufactured, and their microstructural, dielectric and piezoelectric properties were investigated. When the only CuO was added, specimens could not be sintered below 98$0^{\circ}C$. However, when Li$_2$CO$_3$ and Bi$_2$O$_3$ were added, specimens could be sintered below 98$0^{\circ}C$. Li$_2$CO$_3$ and Bi$_2$O$_3$ addition were proved to lower sintering temperature of piezoelectric ceramics due to the effect of Li$_2$O-Bi$_2$O$_3$ liquid phase. Li$_2$CO$_3$ and Bi$_2$O$_3$ added specimens showed higher piezoelectric properties than those of the only CuO added specimens. At 0.2 wt% Li$_2$CO$_3$ and 0.3 wt% Bi$_2$O$_3$ added specimen sintered at 92$0^{\circ}C$, the dielectric constant of 1457, electromechanical coupling factor of 0.56 and mechanical quality factor of 1000 were shown, respectively. These values are suitable for multilayer piezoelectric transformer application.
다공질 실리콘(PS)기판 위에 rf-스퍼터링법으로 10~40 nm의 두께의 반 투과성 구리박막을 증착하였다. PS는 p형 (100) 실리콘 웨이퍼를 기판으로 50㎃/$\textrm{cm}^2$의 전류밀도를 사용하여 전해 에칭법으로 양극 산화하여 제작하였다. PS층과 Cu박막의 미세구조를 분석하기 위하여 SEM, AFM 그리고 XRD 분석을 시행하였다. AFM 분석결과 Cu 박막의 RMS roughness 값은 약 1.47nm로 Volmer-Weber 유형의 결정립 성장을 보였으며, 결정립의 성장은 (111) 배향성을 나타냈다. PS층의 PL 스펙트럼은 blue green 영역에서 관찰되었고, Cu 박막 증착 후 0.05eV의 blue shift가 나타났으며, 약간의 강도저하를 보였다. PS/Cu접합구조의 FTIR스펙트럼은 주 피크변화는 없으나 전반적인 강도의 감소를 보였다. I-V 특성곡선으로 본 PS/Cu 접합구조는 ideality factor가 2.77이고 barrier의 높이가 0.678eV인 Schottky 유형의 다이오드 특성을 보였다. PS/Cu 접합구조로 만든 다이오드 제조로 EL특성을 관찰할 수 있었다.
Delayed hydride cracking (DHC) velocity and threshold stress intensity factor for DHC ($K_{IH}$) tests in the radial direction on M11 pressure tube material in Wolsong unit 1 were carried out following the Atomic Energy Canada Limited (AECL) standard test procedure in order to identify the effect of undercooling on DHCV and to acquire the $K_{IH}$ data. The results showed that $K_{IH}$ 's were 8.8$\pm$0.8 MPa√m in the back offcut and 11.4$\pm$0.7 MPa√m in the front offcut. The fact that $K_{IH}$ in the front offcut is about 20% higher than that in the back offcut is attributed to the microstructural difference between the materials of the front and back ends. $K_{IH}$ 's in M11 pressure tube appeared to be higher than the values from the tubes made of double melted ingot reported earlier. This can be interpreted by the fact that very small amounts of Chlorine (Cl) and Phosphorus (P) are contained in the ingot and that the content of the harmful elements in the M11 pressure tube is equivalent to that made of a quadruple melting process. DHC velocities at 25$0^{\circ}C$ in the front offcut in the radial direction are measured to be 5~8$\times$10$^{-8}$ m/s. The results show that the prior thermal history change the DHC velocity significantly. This effect was confirmed by the experiment of undercooling prior to the DHC tests.DHC tests.
본 연구에서는 기지금속과의 고상이나 액상의 고용한이 거의 없는 금속-카본(carbon)계에서 고에너지 볼밀공정을 이용하여 고체 윤활 청동베어링용 Cu-C-X계 나노복합금속분말을 제조하고자 하였다. Cu-10wt.%C-5wt.%AI과 Cu-10wt.%C-5wt.%Fe의 혼합분말을 이르곤 분위기의 attritor내에서 기계적 합금화한 후 Cu-C-X의 나노복합금속분말의 미세조직 특성을 조사하였다. AI, Fe를 첨가하였을 때 10시간 이상의 MA공정에서부터 약 $10\mu\textrm{m}$이하의 미세한 Cu-C-X나노복합금속분말을 얻을 수 있었으며, MA 시간에 따른 분말의 형상과 미세구조 변화는 금속-금속계의 MA 과정과 유사하게 진행되는 것을 알 수 있었다. Cu-C-X 나노복합금속분말의 X-선 회절시험 결과, MA 시간에 따라 Cu와 C분말의 회절피크의 폭은 넓어지고 회절강도는 감소하였으며, 특히 흑연피크의 MA시간에 따른 소멸은 흑연의 낮은 원자산란계수 때문에 의한 X-선 흡수 영향으로 고찰하였다. Williamson-Hall식으로 계산된 Cu-C-X 나노복합금속분말내의 Cu의 결정립은 15시간 이상의 MA공정에서부터 약 10nm이하의 크기를 가졌으며, TEM 분석결과로는 불규칙한 형상의 약 10-30nm 크기로 복합화된 Cu결정립을 확인할 수 있었다.
저손실 Mn-Zn 페라이트의 제조공정과 첨가제가 코아의 미세구조와 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. C\ulcorner와 SiO2를 원료분체혼합시에 첨가하는 경우보다 하소분체의 재분쇄시에 첨가할 때가 작고 균일한 소결체를 얻을 수 있었다. 산소분압(Po2)이 높아짐에 따라 미세구조가 불균일해졌고 DF(disaccomodation fac-색)가 증가하였다. 또한 하소온도가 높고 분쇄시간이 짧은 소결체의 경우 치밀한 속도가 감소하여, 130$0^{\circ}C$까지 정상입성장거동을 보였고, 따라서 높은 소결온도에서도 비교적 저손실 Mn-Zn 페라이트를 얻을 수 있었다. 장시간 분쇄하거나 하소온도가 낮은 시편의 경우는 치밀화속도의 증가에 기인하여 120$0^{\circ}C$이하의 저온 소결시 미립자의 저손실 Mn-Zn 페라이트를 얻을 수 있었으나 소결온도 125$0^{\circ}C$이상에서는 비정상 입성장을 유발시켰다.
The influences of ZrB$_2$ additions to SiC on microstructural, DDM(Electrical Discharge Machining), mechanical and electrical properties were investigated. composites were prepared by adding 15, 30, 45 vol.% ZrB$_2$particles as a second phase to SiC matrix. SiC-ZrB$_2$ composites obtained by hot pressing for high temperature structural application were fully dense with the relative densities over 99%. The fracture toughness of the composites were increased with the ZrB$_2$contents. In case of composite containing 30vol.% ZrB$_2$, the flexural strength and fracture toughness showed 45% and 60% increase, respectively compared to that of monolithic SiC sample. The electrical resistivities of SiC-ZrB$_2$ composites decreased significantly with the ZrB$_2$ contents. The electrical resistivity of SiC-30vol.% ZrB$_2$ composite showed 6.50$\times$10$^{-4}$$\Omega$.cm. Cutting velocity of EDM of SiC-ZrB$_2$ composites are directly proportional to duty factor of pulse width. Surface roughness, however, are not all proportional to pulse width. Higher-flexural strength composites show a trend toward smaller crater volumes, leaving a smoother surface; the average surface roughness of the SiC-ZrB$_2$ 15 vol.% composite with the flexural strengthe of 375㎫ was 3.2${\mu}{\textrm}{m}$, whereas the SiC-ZrB$_2$ 30.vol% composite of 457㎫ was 1.35${\mu}{\textrm}{m}$. In the SEM micrographs of the fracture surface of SiC-ZrB$_2$ composites, the SiC-ZrB$_2$ two phases are distinct; the white phase is the ZrB$_2$and the gray phase is the SiC matrix. In the SEM micrographs of the EDM surface, however, these phases are no longer distinct because of thicker recast layer of resolidified-melt-formation droplets present. It is shown that SiC-ZrB$_2$ composites are able to be machined without surface cracking.
$Y_2$$_{-x}$G $d_{x}$$O_3$:E $u^{3+}$(x=0.0, 0.3, 0.6, 1.0, 1.4) luminescent thin films have been grown on Si (100) substrates using pulsed laser deposition. The films grown under different deposition conditions have been characterized using microstructural and luminescent measurements. The crystallinity, the surface morphology and photoluminescence (PL) of the films are highly dependent on the amount of Gd. The photoluminescence (PL) brightness data obtained from $Y_2$$_{-x}$G $d_{x}$$O_3$:E $u^{3+}$ films grown under optimized conditions have indicated that Si (100) is one of promised substrates for the growth of high quality $Y_2$$_{-x}$G $d_{x}$$O_3$:E $u^{3+}$ thin film red phosphor. In particular, the incorporation of Gd into $Y_2$$O_3$ lattice could induce a remarkable increase of PL. The highest emission intensity was observed with $Y_{1.35}$G $d_{0.60}$$O_3$: $E^{3+}$, whose brightness was increased by a factor of 1.95 in comparison with that of $Y_2$$O_3$:E $u^{3+}$ films.3+/ films.films.lms.
Thermal fatigue life of the automobile exhaust manifold is directly affected by the restraint force according to the structure of exhaust system and bead shape of the welded joints. In the present study, the microstructural changes and precipitation behavior during thermal fatigue cycle of the 18wt% Cr ferritic stainless steel weld heat affected zone (HAZ) considering restraint stress were investigated. The simulation of weld HAZ and thermal fatigue test were carried out using a metal thermal cycle simulator under complete constraint force in the static jig. The change of the restraint stress on the weld HAZ was simulated by changing the shape of notch in the specimen considering the stress concentration factor. Thermal fatigue properties of the weld HAZ were deteriorated during cyclic heating and cooling in the temperature range of $200^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ due to the decrease of Nb content in solid solution and coarsening of MX type precipitates, laves phase, $M_6C$ with coarsening of grain and softening of the matrix. As the restraint stress on the specimen increased, the thermal fatigue life was decreased by dynamic precipitation and rapid coarsening of the precipitates.
본 연구에서는 가장 하혹한 부식 환경 분위기에서 널리 사용되는 오오스테나 이트계 스테인레스 강재 용접부에 대해 비등 염화 마그네슘 용액 중에서의 SCC 발생 및 전파특성을 초기 응력강도계수(initial Stress intensity factors) $K_{Ii}$ 값에 대하여 비교, 검토함으로서 모재, 용접열 영향부, 용착금속 및 비이드 형상에 따른 용 접부의 SCC 감수성을 정량적으로 구명하였다. 또한 이상과 같은 각 부분의 SCC 특성 을 용접부의 조직적 및 기계적 특성 변화와 관련시켜 고찰하였다.
본 연구에서는 고온 융점과 높은 Seebeck 계수로 인해 고온 열전 재료로서 매우 우수한 silicon boride ($SiB_6$)의 고밀도 소결체를 방전 플라즈마 소결법(spark plasma sintering, SPS)을 도입하여 제조하였으며, 소결된 시편의 미세구조 및 열전 특성을 평가하였다. $1500^{\circ}C$의 비교적 저온에서 이론 밀도의 약 99%의 소결밀도로 SPS법을 통해 효과적으로 $SiB_6$를 치밀화 할 수 있었으며 이들 시편들의 열전특성 평가로부터, hot-press법으로 제조된 시편과 비교하여 매우 향상된 Seebeck 계수를 얻을 수 있었으며 상대적으로 높은 출력인자 값을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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