• 제목/요약/키워드: Shrinkage mismatch

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Suppression of Shrinkage Mismatch in Hetero-Laminates Between Different Functional LTCC Materials

  • Seung Kyu Jeon;Zeehoon Park;Hyo-Soon Shin;Dong-Hun Yeo;Sahn Nahm
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권2호
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    • pp.151-157
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    • 2023
  • Integrating dielectric materials into LTCC is a convenient method to increase the integration density in electronic circuits. To enable co-firing of the high-k and low-k dielectric LTCC materials in a multi-material hetero-laminate, the shrinkage characteristics of both materials should be similar. Moreover, thermal expansion mismatch between materials during co-firing should be minimized. The alternating stacking of an LTCC with silica filler and that with calcium-zirconate filler was observed to examine the use of the same glass in different LTCCs to minimize the difference in shrinkage and thermal expansion coefficient. For the LTCC of silica filler with a low dielectric constant and that of calcium zirconate filler with a high dielectric constant, the amount of shrinkage was examined through a thermomechanical analysis, and the predicted appropriate fraction of each filler was applied to green sheets by tape casting. The green sheets of different fillers were alternatingly laminated to the thickness of 500 ㎛. As a result of examining the junction, it was observed through SEM that a complete bonding was achieved by constrained sintering in the structure of 'calcium zirconate 50 vol%-silica 30 vol%-calcium zirconate 50 vol%'.

층상구조 재료의 소결: 출발물질이 소결결함 및 잔류응력에 미치는 영향 (Sintering of Layer Structure Materials: Effect of Starting Material on Sintering Defects and Residual Stress)

  • 정연길
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.61-68
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    • 1999
  • 층상구조를 이루는 재료의 소결시 형성되는 다양한 결함 및 잔류응력을 고찰하기 위해 TZP-SUS계 및 ZT/SUS계다층재료와 porcelain/alumina 및 porcelain/Y-TZP 이층재료를 소결법으로 제조하였다. 상압소결로 제조한 다층재료에서는 층간의 소결수축율 차이에 의해 warping, splitting, 균열 등의 소결결함이 관찰되었으며, 중간층수 및 두께의 조절과 출발물질의 제어를 통해 이러한 소결결함이 완화됨을 알 수 있었다. Tape casting법으로 제조한 다층재료에서는 소결시 가한 압력에 의해 소결결함, 특히 warping이 제어됨을 확인할 수 있었다. 이층재료에서 형성되는 잔류응력은 vickers 압입법으로 관찰하였다. Porcelain/alumina에서는 porcelain 측의 계면에 작은 인장응력이, porcelain/Y-TZP에서는 압축응력이 형성됨을 확인할 수 있었으며, 이러한 잔류응력은 이층재료의 강도에도 영향을 미침을 알수 있었다. 결국 다층재료의 소결결함 및 잔류응력은 재료설계와 출발물질 상수에 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다.

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무가압 분말충전 알루미나에 이트리아를 함유한 붕규산염 유리를 침투시킨 코아 도재의 물성 (THE PHYSCIAL PORPERTIES OFY Y2O3-CONTAINING GLASS INFILTRATED ALUMINA CORE MADE BY PRESSURELESS POWDER PACKING METHOD)

  • 황승우;이근우
    • 대한치과보철학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.221-243
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    • 1997
  • The objective of this study was to characterize the mechanical properties of $Y_{2}O_{3}$-containing glass infiltrated ceramic core material, which was made by pressureless powder packing method. A pure alumina powder with a grain size of about $4{\mu}m$ was packed without pressure is silicon mold to form a bar shaped sample, and applied PVA solution as a binder. Samples were sinterd at $1350^{\circ}C$ for 1 hour. After cooling, $Y_{2}O_{3}$-containing glass($SiO_{2},\;Y_{2}O_{3},\;B_{2}O_{3},\;Al_{2}O_{3}$, ect) was infiltrated to the sinterd samples at $1300^{\circ}C$ for 2 hours and cooled. Six different proportions $Y_{2}O_{3}$ of were used to know the effect of the mismatch of the thermal expansion coefficient between alumina powder and glass. The samples were ground to $3{\times}3{\times}30$ mm size and polished with $1{\mu}m$ diamond paste. Flexural strength, fracture toughness, hardness and other physical properties were obtained, and the fractured surface was examined with SEM and EPMA. Ten samples of each group were tested and compared with In-Ceram(tm) core materials of same size made in dental laboratory. The results were as follows : 1. The flexural strengths of group 1 and 3 were significantly not different with that of In-Ceram, but other experimental groups were lower than In-Ceram. 2. The shrinkage rate of samples was 0.42% after first firing, and 0.45% after glass infiltration. Total shrinkage rate was 0.87%. 3. After first firing, porosity rate of experimental groups was 50%, compared with 22.25% of In-Ceram. After glass infiltration, porosity rate of experimental groups was 2%, and 1% in In-Ceram. 4. There was no statistical difference in hardness between two materials tested, but in fracture toughness, group 2 and 3 were higher than In-Ceram. 5. The thermal expansion coefficients of experimental groups were varied to $4.51-5.35{\times}10^{-6}/^{\circ}C$ according to glass composition, also the flexural strengths of samples were varied. 6. In a view of SEM, many microparticles about $0.5{\mu}m$ diameter and $4{\mu}m$ diameter were observed in In-Ceram. But in experimental group, the size of most particles was about $4{\mu}m$, and a little microparticles was observed. The results obtained in this study showed that the mismatch of the thermal expansion coefficients between alumina powder and infiltrated glass affect the flexural strength of alumin/glass composite. The $Y_{2}O_{3}$-containing glass infiltrated ceramic core made by powder packing method will takes less time and cost with sufficient flexural strength similar to all ceramic crown made with slip casting technique.

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Ferrite/Varistor 이종재료 동시소성 시 binder 함량에 따른 수축률 제어 (Control of Shrinkage on the Behavior of Co-firing of Ferrite and Varistor with Binder Content)

  • 한익현;명성재;전명표;조정호;김병익;최덕균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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    • pp.34-34
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    • 2006
  • Ferrite/Varistor 이종재료 동시소성에서 소성 시 두 재료간의 서로 다른 수축률에 의한 휠 거동을 ferrite 하소온도와 sheet 제조 시 binder 함량에 따라 제어하였다. Ferrite의 하소온도를 $750^{\circ}C{\sim}900^{\circ}C$로 변화시켰을 때 하소온도가 $900^{\circ}C$ 일 때 수축률이 varistor의 수축률과 악 1%미만의 차이로 가장 유사하였다. $900^{\circ}C$에서 하소한 ferrite의 slurry 제조 시 binder의 함량을 40wt%~50wt%로 변화시키면서 sheet를 제조하여 varistor와 적층하여 $900^{\circ}C{\sim}1000^{\circ}C$에서 소결하였다. Binder 함량이 40wt%에 ferrite와 varistor를 교대로 적층된 시편에서 동시소성 시 휨을 제거할 수 있었다.

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Sol-gel법으로 제조된 $\textrm{PbTiO}_3$ 박막의 온도에 따른 수축 및 응력거동 (In Situ Shrinkage and Stress Development for $\textrm{PbTiO}_3$, Films Prepared by Sol-gel Process)

  • 박상면
    • 한국재료학회지
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    • 제9권7호
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    • pp.735-739
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    • 1999
  • 본 연구에서는 sol-gel법으로 제조된 $PbTiO_3$ (PT) 단층박막내의 실시간 응력과 두께 수축거동, 그리고 다층박막의 미세경도를 온도의 함수로 측정하여 열처리에 따른 PT박막내의 물리화학적 변화를 설명하였다. 단층박막은 상온에서 $220^{\circ}C$까지 급격한 수축을 보였으며 총수축량의 83%가 이 온도구간에서 일어났다. as-spun된 박막 내에는 이미 75MPa의 인장응력이 존재하였으며 13$0^{\circ}C$부터 뚜렷이 증가하여 $250^{\circ}C$에서 147MPa의 최대 인장응력을 나타냈다. 인장응력의 급격한 감소가 일어나는 $370^{\circ}C$부터는 본격적으로 치밀화된 PT박막과 Si 기판과의 열팽창계수 차이가 주로 박막내의 응력을 결정하며, 이것은 다층박막의 미세경도가 $300^{\circ}C$ 이후에서 급격히 증가하는 사실로도 뒷받침된다. 한편 다층박막에서 단층박막과 달리 $550^{\circ}C$까지 열처리후 Perovskite 상이 많이 생성되었으며 이는 박막 두께의 증가에 따른 homogenous 핵생성 site의 증가 때문이라고 생각된다

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지적공부의 재정리에 관한 연구 (A Study on the Methodologies for Revaluation Cadastral Records)

  • 정영동;최한영;조형식
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2004년도 춘계학술발표회논문집
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    • pp.501-506
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    • 2004
  • 우리나라의 지적제도는 도해지적을 기본으로 하고 있으므로 지적도면의 신축에 따른 재작성, 도면의 관리 소홀과 측량기술의 미비로 지적불부합지가 존재하고 있어 국민의 불신을 초래하고 국가토지행정 및 토지정책의 입안에 많은 어려움이 따르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지적불부합지의 발생 원인을 사례별로 비교 분석하여 현행지적공부를 재정리하는 방안을 제시하고자 하였으며 그 결과 지적불부합지의 정리 방법은 전국토의 불부합지를 완벽하게 파악하여 좌표로 결정한 $\ulcorner$종합토지정보체계$\lrcorner$로 구축하고, $\ulcorner$지적과 등기$\lrcorner$ 의 단일화로 하는 지적제도의 개선 및 정리계획이 수립되어야 할 것으로 판단되었다 이를 해결하기 위해서는 정부의 의지와 경비, 재정의 확보가 요구되고, 종합적인 지적불부합 정리가 실시되면, 지적공부상 토지의 경계, 면적, 소유권 등의 표시사항이 공신력을 회복함으로써, 토지거래의 원활과 지가의 안정을 이루는 동시에 소유권 행사가 자유로워 소유자의 불이익이 해소될 것으로 생각된다.

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지적불부합 토지의 정리방안에 대한 연구 (A Study on the Methodologies for Resolving Cadastral Non-Coincidence)

  • 정영동;최한영
    • 대한공간정보학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.55-63
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    • 2003
  • 우리나라의 지적제도는 도해지적을 기본으로 하고 있으므로 지적도면의 신축에 따른 재작성, 도면의 관리소홀과 측량기술의 미비로 지적불부합 토지가 존재하고 있어 민원의 불신을 초래하고 국가토지행정 및 토지정책의 입안에 많은 어려움이 따르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지적불부합 토지의 발생원인을 사례별로 비교분석하여 지적불부합 토지의 정리방안을 제시하였으며 그 결과 지적불부합 토지의 정리 방법은 전국토의 불부합토지를 완벽하게 파악하여 경계불부합의 경우는 좌표로 결정한 ${\ulcorner}$종합토지정보체계${\lrcorner}$로 구축하고 경계 이외의 불부합 토지는 ${\ulcorner}$지적과 등기${\lrcorner}$의 단일화로 하는 지적제도의 개선 및 정리계획이 수립되어야 할 것이다. 이를 해결하기 위해서는 정부의 의지와 경비, 재정의 확보가 요구되고, 종합적인 지적불부합 정리가 실시되면, 지적공부상 토지의 경계, 면적, 소유권 등의 표시사항이 공신력을 회복함으로써, 토지거래의 원활과 지가의 안정을 이루는 동시에 소유권 행사가 자유로워 소유자의 불이익이 해소될 것으로 생각된다.

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Milling 조건에 따른 BaTiO3의 저온 소결성 및 전기적 특성 변화 (Effect of Milling Condition on Low-temperature Sinterability and Electrical Properties of BaTiO3 Ceramics)

  • 홍민희;손성범;김영태;허강헌
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.200-210
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    • 2009
  • It is necessary to minimize the mismatch of sintering shrinkage between dielectric ceramic and Ni inner electrode layers for the purpose of developing the ultra high-capacity multi layered ceramic condenser(MLCC). Thus, low temperature sintering of dielectric $BaTiO_3$ ceramic should be precedently investigated. In this work, the influence of the milling condition on sintering behavior and electrical properties of $BaTiO_3$ ceramics was investigated in the $BaTiO_3$(BT)-Mg-Dy-Mn-Ba system with borosilicate glass as a sintering agent. As milling time increased, specific surface area(SSA) of the powder increased linearly, while both sinterability and dielectric property were found to be drastically decreased with an increasing SSA. It was also revealed that the sinterability of the excessively milled $BaTiO_3$ ceramics could be recovered by increasing Ba content, rather than increasing glass addition. These results suggest that the sintering behavior of $BaTiO_3$ ceramics under the high SSA was more strongly dependent on the transient liquid phase caused by Ba addition, than the liquid phase from additional glass.

SPS에 의해 제조된 HAP-Ag, HAP-ZrO2 복합체의 미세조직 및 기계적 특성 (Microstructures and Mechanical Properties of HAp-Ag and HAp-ZrO2Composites Prepared by SPS)

  • Shin, Na-Young;Oh, Ik-Hyun;Lee, Hee-Jung;Shin, Seung-Yong;Lee, Hae-Hyung;Lee, Byong-Taek
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.334-339
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    • 2004
  • SPS법에 의해 제조된 단상의 HAp, HAp-Ag 및 HAp-ZrO$_2$복합 소결체의 미세조직과 기계적 특성을 XRD, SEM, TEM에 의해 조사되었다. 나노크기의 HAp 분말은 Ca(No$_3$)$_2$$.$4$H_2O$과(NH$_4$)HPO$_4$용액을 하여 침전법에 의해 성공적으로 합성되었다. HAp-Ag 복합체에 존재하는 마이크론 크기의 Ag 입자와 HAp 계면에서는 두 상의 열평창계수의 차이로 인하여 수축공의 결함이 관찰되었다. 그러나 나노크기의 Ag의 경우 계면에서의 결함은 관찰되지 않았다. HAp-ZrO$_2$ 복합체의 경우 나노크기의 ZrO$_2$입자들은 HAp 상의 결정립계에 대부분 분산되었다. HAp-Ag 및 HAp-ZrO$_2$ 복합체의 상대밀도와 파괴인성은 각각 HAp 기지에 분산된 미분의 Ag 및 ZrO$_2$상의 소성변형 및 상변태 인성기구에 의해 증가하였다.