• 한국세라믹학회지
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• 제26권6호
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• pp.811-819
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• 1989

There have been many studies on the biological phenomena of Bioglasses, which nay be used as implant materials in human body. However, not many works on the Bioglass compositions have been reported. In the present study, the effect of Al2O3 substitution for SiO2 in Bioglass of Na2O-CaO-P2O5-SiO2 system on its structure and properties was examined. Infrared and Raman spectroscopic studies for the glass structural analysis, differential thermal analysis and X-ray diffraction analysis for crystallization of the glass were perfomed. Several physical properties, such as thermal expansion coefficient, softening point, microhardness and reaction phenomena, were also measured. The major crystalline phase, after heat treatment of the glasses, was Na2Ca2(SiO2)3 and the crystal was transformed into other phase with increased substitution of Al2O3. The added Al2O3 reduced non-bridging oxygen in glass structure and thermal expansion coefficient, but increased glass density, sofening point and microhardness. When the glasses are reacted in Tris-buffer solution, the substituted Al2O3 inhibited the formation of hydroxyapatite on the Bioglas surface, and no hydroxyapatite was formed for the sample which contained more than 6wt.% of Al2O3 even if they were reacted for 600 hours.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.275-285
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• 1996

The effect of heat-treatment on catalytic crystallization in $LI_2O-Al_2O_3-SiO_2$ glass system over its glass transition temperature was investigated. Glass composition $4Li_2O{cdot}22AL_2O_3{cdot}66SiO_2{cdot}2TiO_2{cdot}2.5ZrO_2{cdot}1.5P_2O_5{cdot}1.0Na_2O{cdot}1.0As_2O_3$ (wt%) was selected and heat-treated at different heating conditions to obtain transparent glass-ceramic. Nucleation and crystallization behaviour of this composition were estimated by differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffractometer (XRD) and its thermal expansion coefficients were measured by Dilatometer. As a result, glass transition temperature was $730^{\circ}C$ and two maximum nucleation temperatures were estimated at $730^{\circ}C$ and 82$0^{\circ}C$ using JMA(Johson-Mehl-Avrami) equation by DTA. $ZrTiO_4$ $\beta$-Quartz solid solution and $\beta$-Spodumene crystals were identified by XRD. The optimum crystallization temperature was 92$0^{\circ}C$ and three step heating schedule was expected to be useful to obtain transparent glass-ceramic.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.246-250
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• 2022

Lakatos 모델을 이용한 유리점도 추정법은 소다석회유리의 조성과 점도와의 관계를 가장 잘 추정할 수 있는 방법의 하나이다. Lakatos 모델은 SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, MgO의 양을 입력하여 점도를 산출한다. 본 연구에서는 소다석회유리병 제조 공장에서 월별로 분석한 10개의 조성에서 점도 log η가 3, 6.6, 10, 12.3 Pa·s에서의 isokom 온도를 구하고, isokom 온도 변화가 어떤 조성 변화와 밀접한 상관관계를 갖는지 조사하였다. 그 결과 점도가 log η = 3에서의 isokom 온도는 (Si+Al)/O 값과 가장 밀접한 상관관계를 가지며, log η = 6.6에서의 isokom 온도는 1/Na 값과 밀접한 상관관계를 가짐을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.424-429
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• 2009

물유리로 제조한 알칼리성 실리카-알루미나 합성모액에서 $Na_2O$, $SiO_2$, $H_2O$ 함량이 소달라이트의 결정화도와 입자크기에 미치는 영향을 조사하였다. x=2.5~7.5, y=1.4~3.0, z=140~400 범위에서 한 성분의 함량만 바꾸어 제조한 $x\;Na_2O{\cdot}y\;SiO_2{\cdot}Al_2O_3{\cdot}z\;H_2O$ 조성의 합성모액을 $140^{\circ}C$에서 2일간 수열 반응시켜 소달라이트를 합성하였다. $Na_2O$ 함량이 많아지면 소달라이트의 결정화도가 높아지나 입자는 작아졌다. 합성모액의 $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비가 2 근처에서 소달라이트가 생성되었으며, 물의 함량이 달라지면 합성되는 제올라이트의 종류가 달라졌다. 이 합성조건에서는 $SiO_2/Al_2O_3$ 몰비가 2.0 근처이고, $Na_2O$ 함량이 많은 영역에서는 결정화도가 높은 소달라이트가 합성되었으며, 나트륨 이온의 구조유도체로서 효과로 입자 크기는 작아졌다.

• 한국결정성장학회지
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• 제2권2호
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• pp.20-32
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• 1992

$Na_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2$계를 기본조성으로 하여 $Na_2O$에 $Li_2O 0.05wt%, $K_2O$를, CaO에 MgO 12.0wt%, ZnO 6.0%를 각각 치환하여 조성을 선정하였다. 기본 유리조성의 결정상은 wollastonite이고, 치환된 조성들은 diopside, diopside.tremolite의 혼정이 나타났다. $Na_2O$를 $Li_2O$로 치환한 시편은 열팽창계수가 감소하였지만 CaO를 ZnO로 치환한 시편은 열팽창 계수가 증가하였다. 곡강도에 있어서는 치환에 따라 모두 증가시켰다. 핵행성제로 $ZrO_2와 $CaF_2$를 각각 1~2wt%의 변화를 시켜본 결과 핵형성제 $ZnO_2$와 $CaF_2$가 1:1, 1:2인 시편은 $1000~1050^{\circ}C$온도에서 급격한 결정성장을 보였으며 1:2시편이 가장 낮은 열팽창 계수값을 나타냈다. 곡강도는 모두 $1000~1050^{\circ}C$의 결정화 온도 범위에서 높은 강도를 나타내었다. 결정화에 필요한 활성화 에너지는 Ozawa와 Kissinger식으로 plot하여 각각 55.24kcal/mol과 53.05kcal/mol이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.506-511
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• 2009

For the application of the photosensitive barrier ribs with optimal properties such as glass transition temperature, refractive index and coefficient thermal expansion, the boro-silicate glasses was studied. The glass transition temperature, coefficient thermal expansion, and refractive index of the glasses based on the $B_2O_3-Al_2O_3-Al_2O_3-SiO_2$ glass system have been investigated with the different ratio of BaO/$Na_2O$ and $B_2O_3/Na_2O$. Increasing the ratio of $B_2O_3/Na_2O$ was led to the increase of coefficient thermal expansion and the decrease of glass transition temperature. The increase of refractive index of boro-silicate glasses increased with the density of glasses. We suggest the empirical equation for the prediction of refractive index with the glass density, $n=0.123{\rho}+1.182$ with 0.042 as the standard deviation in the boro-silicate glass system. The aim of the present paper is to give a basic result of the thermal and optical properties for designing the composition of photosensitive barrier ribs in PDP.

• 한국재료학회지
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• 제20권7호
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• pp.370-373
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• 2010

In fabricating plasma display panels, the photolithographic process is used to form patterns of barrier ribs with high accuracy and high aspect ratio. It is important in the photolithographic process to control the refractive index of the photosensitive paste. The composition of this paste for photolithography is based on the $B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3$ glass system, including additives of alkali oxides and rare earth oxides. In this work, we investigated the density, structure and refractive index of glasses based on the $B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3$ system with the addition of $Li_2O$, $K_2O$, $Na_2O$, CaO, SrO, and MgO. The refractive index of the glasses containing K2O, Na2O and CaO was similar to that of the [BO3] fraction while that of the SrO, MgO and Li2O containing glasses were not correlated with the coordination fraction. The coordination number of the boron atoms was measured by MAS NMR. The refractive index increased with a decrease of molar volume due to the increase in the number of non-bridging oxygen atoms and the polarizability. The lowest refractive index (1.485) in this study was that of the $B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3-K_2O$ glass system due to the larger ionic radius of $K^+$. Based on our results, it has been determined that the refractive index of the $B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3$ system should be controlled by the addition of alkali oxides and alkali earth oxides for proper formation of the photosensitive paste.

• 한국세라믹학회지
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• 제17권4호
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• pp.213-216
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• 1980

A glass-ceramics material of composition %SiO_2$: 38.50, $Al_2O_3$: 26.00, $Na_2O$: 18.00, CaO: 6.00, MgO: 4.00, $TiO_2$: 7.50 was strengthened by coating a series of glazes$(SiO_2-B_2O_3-Al_2O_3-CaO-PbO-Na_2O-)$, which has lower thermal expansion coefficient than that of the glass-ceramics. The thermal expansion coefficient of the glazes ranges $80~90{\times}10^{-7}$cm/cm/$^{\circ}C$, whereas that of the glass-ceramics is $115{\times}10^{-7}$cm/cm/$^{\circ}C$. The glass-ceramics was identified to be composed of nepheline, carnegieite low form, and meta sodium silicate crystal by X-ray diffraction phase analysis. The glaze, having lower melting point and appropriate thermal expansion coefficient, was tried to be stable and good at secondary heat treatment.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권3호
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• pp.103-106
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• 2022

소다석회유리에서 Al₂O₃가 isokom 온도에 미치는 영향을 Lakatos 모델을 이용하여 분석하였다. Na₂O와 CaO의 함량이 같고 SiO₂의 양이 0.5 mol% 감소하고 Al₂O₃ 양이 0.5 mol% 증가했을 때 isokom 온도는 log η = 12.3, 10, 6.6, 1에서 각각 3.1, 3.3, 3.6, 7.2℃ 높아졌다. 한편, SiO₂와 Na₂O의 함양이 같고 CaO가 0.5 mol% 감소하고 Al₂O₃가 0.5 mol% 증가한 경우는 log η = 12.3, 10, 6.6, 1에서 각각 1.6, 2.3, 4.1, 17.7℃ isokom 온도가 높아졌다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.298-307
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• 2019

본 연구에서는 Al₂O₃ 소결체 표면에 두 종류의 CaO-Al₂O₃-SiO₂(CAS) 계 유리 분말을 스프레이 코팅(spray coating) 후 소성 거동에 대하여 연구하였다; (1) Si-rich, SiO₂ 함량이 높은 유리, (2) Ca-rich, CaO 함량이 높은 유리. Ca-rich 유리는 점도가 약 10⁷~10⁹ poise일 때 유리 내부에 잔존하는 기포들의 심한 발포 현상이 일어났고 이에 따라 소결 방해에 따른 수축율이 감소하였으며 조도는 증가하였다. 반면, Si-rich 유리의 경우, 1000℃ 이하에서는 Ca-rich와 같은 심각한 발포현상은 없었으나, 1200℃에서 밀도가 낮은 크리스토발라이트(cristobalite) 결정 발생과 함께 기포의 재발포 현상이 일어나 수축율이 감소하였으며 조도가 증가하는 이상 소성 거동을 보였다. 이는 저밀도 크리스토발라이트 결정 생성으로 인한 유리질의 칼슘 함량 증가에 의한 점도 감소로 생각된다. 따라서 CAS계 유리의 경우 저온 소성에서는 발포 현상에 의한 표면조도 상승과 소결 방해를 고려해야 하며, 특히 SiO₂ 함량이 높을 경우, 고온에서 결정화에 의한 이상 발포 현상도 생각해야 한다.