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      • KCI등재

        사파이어 단결정의 초크랄스키 성장공정에 대한 유한요소분석

        임수진,신호용,김종호,임종인,Lim, S.J.,Shin, H.Y.,Kim, J.H.,Im, J.I. 한국결정성장학회 2011 한국결정성장학회지 Vol.21 No.5

        최근 사파이어 결정은 LED 응용부품에 사용되고 있고, CZ 성장공정은 고 품질의 사파이어 단결정을 성장시키기 위한 중요한 기술중의 하나이다. 고 품질의 단결정을 성장하기 위해서는 CZ 성장로 내부의 열 및 질량 전달현상의 제어가 필요하다. 본 연구에서는 유도 가열된 CZ 성장로에 대한 사파이어 결정의 성장공정을 FEM을 사용하여 수치적으로 분석하였다. 본 연구의 결과, 성장로의 rpm이 증가함에 따라 고온부는 도가니 표면에서 융액의 내부로 이동하고, 고-액 계면은 평편한 형태로 변화되는 것으로 분석되었다. 또한 성장된 결정의 고-액 계면은 초기에 형성된 결정의 shoulder 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 나타났다. Recently sapphire crystals are used in LED applications. The Czochralski (CZ) growth process is one of the most important techniques for growing high quality sapphire single crystal. A successful growth of perfect single crystals requires the control of heat and mass transport phenomena in the CZ growth furnace. In this study, the growth processes of the sapphire crystal in an inductively heated CZ furnace have been analyzed numerically using finite element method. The results shown that the high temperature positions moved from the crucible surface to inside the melt and the crystal-melt interface changed to the flat shape when the rpm was increased. Also the crystal-melt interface shape has been influenced by the shoulder shape of the grown crystal during the initial stage.

      • CIM 기술로 제조한 1-3 형 압전복합체의 물성 평가

        임종인(J.I. IM),신호용(S.Y. SHIN),김종호(J.H. KIM),임수진(S.J. LIM) 한국소음진동공학회 2012 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.4

        Generally the piezo-composites have superior hydrostatic response characteristics than PZT ceramics due to both the stress amplification effect in axial direction and stress reduction effects in radial direction. This paper described material properties of a 1-3 type piezo-composite that fabricated with ceramic injection molding (CIM) technology. The electro-mechanical performances of the composite have been analyzed using FEM and the physical properties of the composite have been measured with the vol. % of the PZT ceramics. Based on the results, the kt increased rapidly as the vol. % of the PZT ceramics increased up to 30 vol. % and saturated the constant value in the above region. Also the experimental results have good agreement with the simulation values of the composite. Finally we developed the composites having high piezoelectric properties than the PZT ceramics with the CIM technology.

      • KCI등재

        1-3형 압전복합체의 전기-기계 결합성능에 대한 수치해석

        신호용,김종호,임수진,임종인,Shin, H.Y.,Kim, J.H.,Lim, S.J.,Im, J.I. 한국결정성장학회 2011 한국결정성장학회지 Vol.21 No.6

        본 연구에서는 1_3형 압전복합체(1-3 type piezo-composite)의 전기-기계적 성능을 수치적으로 분석하였다. PZT 세라믹스의 압전물성 계산치를 실험치와 비교하여 수치 해석방법의 정확성을 검증하였다. 그리고 구성재료의 부피 비 및 물성, PZT 기둥의 종 횡비(aspect ratio) 등이 복합체의 $k_t$특성에 미치는 영향을 해석하였다. 그 결과, PZT 부피 비가 30 vol%까지 증가함에 복합체의 $k_t$ 특성은 급격하게 증가하다가 그 이상의 영역에서는 일정한 값에 수렴한다. 그리고 상대적으로 유연한 폴리머를 사용한 복합체가 전반적으로 우수한 $k_t$ 특성을 갖는다. 또한 PZT 부피비가 30 % 이하인 경우, 복합체의 $k_t$ 특성은 PZT 기둥의 종횡 비에 많은 영향을 받는다. 그러므로 $k_t$ 특성 향상을 위해서는 상대적으로 유연한 폴리머 및 우수한 압전특성의 PZT를 사용하여 복합체를 구성하는 것이 유리하다. Electro-mechanical coupling performance ($k_t$) of a 1-3 type Piezo-composite was analyzed numerically using FEM. The calculated physical properties of the PZT ceramics were compared with the experimental data and the accuracy of the numerical method was verified. Also the $k_t$ of the composite was analyzed with the vol% and the material properties of the constitutional parts, and the aspect ratio of the PZT rod. As the simulated results, the $k_t$ increased rapidly when the vol% of the PZT ceramics increased up to 30 vol% and saturated the constant value in the above region. And the composite using the soft matrix polymer than the hard one have the superior $k_t$ characteristics. The $k_t$ was greatly influenced by the aspect ratio of the PZT rod up to 30 vol% of PZT ceramics. To improve the $k_t$ characteristics, it is useful that the composite consist of the relatively flexible polymers and the PZT material having the excellent piezoelectric characteristics.

      • KCI등재

        세라믹 사출성형기술로 제조한 1-3형 압전복합체의 물성 평가

        신호용,김종호,임수진,임종인,Shin, H.Y.,Kim, J.H.,Lim, S.J.,Im, J.I. 한국세라믹학회 2011 한국세라믹학회지 Vol.48 No.6

        Generally the piezo-composites have superior hydrostatic response characteristics than PZT ceramics due to both the stress amplification effect in axial direction and stress reduction effects in radial direction. This paper described material properties of a 1-3 type piezo-composite that fabricated with ceramic injection molding (CIM) technology. The electro-mechanical performances of the composite have been analyzed using FEM and the physical properties of the composite have been measured with the vol% of the PZT ceramics. Based on the results, the $k_t$ increased rapidly as the vol% of the PZT ceramics increased up to 30 vol% and saturated the constant value in the above region. Also the experimental results have good agreement with the simulation values of the composite. Finally we developed the composites having high piezoelectric properties than the PZT ceramics with the CIM technology.

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