• 제목/요약/키워드: $ZrO_2-8%Y_2O_3$

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무가압 어닐드한 Sic-$TiB_2$ 전도성 복합체의 특성에 미치는 In Situ YAG의 영향 (Effects of In Situ YAG on Properties of the Pressurless Annealed Sic-$TiB_2$ Electroconductive Ceramic Composites)

  • 신용덕;주진영;고태헌
    • 전기학회논문지
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    • 제57권5호
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    • pp.808-815
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    • 2008
  • The composites were fabricated 61[vol.%] ${\beta}$-SiC and 39[vol.%] $TiB_2$ powders with the liquid forming additives of 8, 12, 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid by pressureless annealing at 1650[$^{\circ}C$] for 4 hours. The present study investigated the influence of the content of $Al_2O_3+Y_2O_3$ sintering additives on the microstructure, mechanical and electrical properties of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$ were not observed in the microstructure and the phase analysis of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. Phase analysis of SiC-$TiB_2$ composites by XRD revealed mostly of ${\alpha}$-SiC(6H), ${\beta}$-SiC(3C), $TiB_2$, and In Situ YAG($Al_2Y_3O_{12}$). The relative density of SiC-$TiB_2$ composites was lowered due to gaseous products of the result of reaction between SiC and $Al_2O_3+Y_2O_3$. There is another reason which pressureless annealed temperature 1650[$^{\circ}C$] is lower $300{\sim}450[^{\circ}C]$ than applied pressure sintering temperature $1950{\sim}2100[^{\circ}C]$. The relative density, the flexural strength, the Young's modulus and the Vicker's hardness showed the highest value of 82.29[%], 189.5[Mpa], 54.60[Gpa] and 2.84[Gpa] for SiC-$TiB_2$ composites added with 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature. Abnormal grain growth takes place during phase transformation from ${\beta}$-SiC into ${\alpha}$-SiC was correlated with In Situ YAG phase by reaction between $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$ additive during sintering. The electrical resistivity showed the lowest value of 0.0117[${\Omega}{\cdot}cm$] for 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at 25[$^{\circ}C$]. The electrical resistivity was all negative temperature coefficient resistance (NTCR) in the temperature ranges from $25^{\circ}C$ to 700[$^{\circ}C$]. The resistance temperature coefficient of composite showed the lowest value of $-2.3{\times}10^{-3}[^{\circ}C]^{-1}$ for 16[wt%] additives in the temperature ranges from 25[$^{\circ}C$] to 100[$^{\circ}C$].

레이저 어블레이션법으로 제작된 PLZT 박막의 전기적특성 (Electrical Properties of PLZT Thin Films Prepared By Pulsed Laser Ablation)

  • 이도형;장낙원;마석범;최형욱;박창엽
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.139-142
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    • 1998
  • PLZT thin films were fabricated with different Zr/Ti ratios by pulsed laser deposition. PLZT films deposited on Pt/Ti/SiO$_2$/Si substrate. This PLZT thin films of 5000${\AA}$. thickness were crystallized at 600$^{\circ}C$, 200 mTorr O$_2$ press. 2/55/45 PLZT thin film showed a maximum dielectric constant value of $\varepsilon$$\_$r/=1500, and dielectric loss was 0.O$_3$. At 2/70/30 PLZT thin film, Coercive field and remnant polarization was respectively 19[kV/cm], 8[${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$].

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충주 어래산 일대에서 산출하는 희토류 광물의 광물학적 및 광물화학적 특성 (Mineralogy and Mineral-chemistry of REE Minerals Occurring at Mountain Eorae, Chungju)

  • 유병운;이길재;고상모
    • 자원환경지질
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    • 제45권6호
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    • pp.643-659
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    • 2012
  • 충주 지역은 소위 옥천층군에 해당되는 계명산층이 분포하며, 계명산층내에는 변성화산암 모암과 페그마타이트 모암의 희토류 광체가 배태한다. 변성화산암 모암의 희토류 광체를 구성하는 희토류광물은 갈렴석, 저어콘, 인회석, 스핀이 산출하나 갈렴석이 가장 우세하게 산출한다. 페그마타이트 모암의 희토류 광체를 구성하는 희토류 광물은 퍼구소나이트, 카르나수르타이트, 저어콘, 토륨석이 산출하나 퍼구소나이트가 가장 우세하다. 변성화산암에서 산출하는 갈렴석의 화학식은 (Ca, Y, REE, Th)$_{2.095}$(Mg, Al, Ti, Mn, $Fe^{3+})_{2.770}(SiO_4)_{2.975}(OH)$로서 TREO 23.89-29.12 wt%, $La_2O_3$ 4.71-9.92 wt%, $Ce_2O_3$ 11.30-14.33 wt%, $Y_2O_3$ 0.11-0.29 wt%, $ThO_2$ 0.12-0.94 wt% 이다. A(2) 사이트 에서 $Ca^{2+}$$REE^{3+}$, M(2) 사이트에서 $Al^{3+}$$Fe^{2+}$의 치환이 일어나는데 이는 갈렴석의 화학조성에 밀접한 관련을 갖는 특징이고, Fe의 함량이 일반 갈렴석보다 높은 Ce 계열의 Ferriallanite에 해당된다. 이는 모암인 계명산층을 주로 구성하는 변성화산암(변성조면암)의 원암이 Fe이 풍부한 함철층이기 때문인 것으로 판단된다. 페그마타이트 모암에서 가장 우세하게 산출하는 퍼구소나이트의 화학조성은 A 사이트에서 Y-REE, Y-Th 치환이 우세하게 일어났으며, B 사이트에서는 Nb-Ta-Ti의 치환이 주로 초래되었으며, 계산된 화학식은 $YNbO_4$ 이다. 또한 $Y_2O_3$$Nb_2O_5$만의 비율로 상관도를 확인 한 결과 연구지역에서 산출되는 퍼구소나이트는 Y과 Nb의 이상적인 비율인 1:1 비율과 달리 1:1.5의 비율을 나타내고 있으며, Nb의 함량이 Y 함량보다 높으며, Y 사이트 즉, A 사이트에서 희토류 원소의 치환이 활발하게 초래되었다. 페그마타이트에서 산출하는 카르나수르타이트는 REE 및 Th를 치환하는 조성은 각각 $Ce_2O_3$ 9.16-22.88 wt%, $La_2O_3$ 2.15-9.16 wt%, $ThO_2$ 0.44-10.8 wt%, 화학조성으로 계산된 구조식은 (Y, REE, Th, K, Na, Ca)$_{1.478}$(Ti, Nb)$_{1.304}$(Mg, Al, Mn, $Fe^{+3})_{0.988}$(Si, P)$_{1.431}O_7(OH)_4{\cdot}3H_2O$이다. 870-860 Ma 인 초기 원생대에 로디니아 대륙의 분열기로서 한반도에서 A-1형 화산활동이 초래되어 철, 희토류원소 및 고장력원소(Nb, Zr, Y 등)가 풍부한 변성화산암으로 주로 구성되는 계명산층을 형성 시켰다면 갈렴석은 모암이 형성될 당시 알카리 화산암에서 정출되었거나 변성작용이 초래된 고생대 말(300-280 Ma, Cho et al., 2002) 광역변성작용에 의해 형성 되었을 가능성이 높다. 희토류를 함유하는 페그마타이트에서 산출하는 저어콘 연대가 190 Ma 인 것은 쥬라기에 충주지역에서 광범위하게 초래된 화강암 정치활동과 관련된 가능성이 크다. 따라서 충주지역 계명산층 내 배태된 희토류 광체는 인접한 지역에 배태되어 있지만 매우 차별적 희토류 광화작용이 초래 되어 희토류광물조성과 광체의 산상이 차별적으로 나타나는 것으로 해석된다.

지르코니아 전해질을 이용한 단실형 고체산화물 연료전지의 전기화학 특성 (The Electrochemical Property of the Single-Chamber Solid Oxide Fuel Cell Based on a Zirconia Electrolyte)

  • 박희정;주종훈;양재교;진연호;이규형
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제29권8호
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    • pp.510-515
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    • 2016
  • Single-chamber solid oxide fuel cells (SC-SOFCs) consist of only one gas chamber, in which both the anode and the cathode are exposed to the same fuel-oxidant mixture. Thus, this configuration shows good thermal and mechanical resistance and allows rapid start-up and -down. In this study, the unit cell consisting of $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3$ (cathode) / $Zr_{0.84}Y_{0.16}O_{2-x}$ (electrolyte) / $Ni-Zr_{0.84}Y_{0.16}O_{2-x}$ (anode) was fabricated and its electrochemical property was investigated as a function of temperature and the volume ratio of fuel and oxidant for SC-SOFCs. Impedance spectra were also investigated in order to figure out the electrical characteristics of the cell. As a result, the cell performance was governed by the polarization resistances of the electrodes. The cell exhibited an acceptable cell-performance of $86mW/cm^2$ at $800^{\circ}C$ and stable performance for 3 hs under 0.7 V.

저온균일침전법에 의해 제조된 $TiO_2$의 상변화 (Phase Transition of $TiO_2$ prepared by HPPLT)

  • 황두선;이남희;이강;김선재
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.208-208
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    • 2003
  • 저온균일침전법(HPPLT)으로 제조된 TiO$_2$나노분말은 10$0^{\circ}C$이하의 온도에서 rutile상을 얻을 수 있다. 또한, rutile에서 anatase로의 상변화는 합성시간, 가열속도, 반응온도 그리고 음이온 첨가에 의해 일어난다고 보고되어졌지만, 금속양이온들에 의한 상변화는 알려진 바가 없다. 따라서, 다양한 양이온을 첨가하여 저온균일침전법에서 TiO$_2$의 상변화가 어떻게 일어나는지를 조사하였다. 출발원료인 TIC1$_4$를 사용하여 가수분해하여 0.67M의 TiOCl$_2$을 얻었다. 얻어진 TiOCl$_2$ 수용액에 각각 0.01M의 금속염화물(ZrOCl$_2$, NiCl$_2$, CuCl$_2$, FeCl$_3$, AlCl$_3$ 그리고 NbCl$_{5}$)을 첨가한 후 반응기에 넣고 10$0^{\circ}C$에서 4시간동안 가열하였다 가열한 후 얻어진 침전물에 NaOH 수용액을 이용하여 PH 7-8로 중화한 후 증류수로 Cl$^{-}$이온이 제거될 때까지 충분히 세척하였다. 세척된 침전물을 105$^{\circ}C$에서 24h동안 건조하여 분말을 얻었고, rutile에서 anatase로의 상변화특성을 관찰하기 위하여 XRD, SEM, TEM, ICP 분석을 실시하였다.

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Recovery of Zirconium and Removal of Uranium from Alloy Waste by Chloride Volatilization Method

  • Sato, Nobuaki;Minami, Ryosuke;Fujino, Takeo;Matsuda, Kenji
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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    • pp.179-182
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    • 2001
  • The chloride volatilization method for the recovery of zirconium and removal of uranium from zirconium containing metallic wastes formed in spent fuel reprocessing was studied using the simulated alloy waste, i.e. the mixture of Zr foil and UO$_2$/U$_3$O$_{8}$ powder. When the simulated waste was heated to react with chlorine gas at 350- l00$0^{\circ}C$, the zirconium metal changed to volatile ZrCl$_4$showing high volatility ratio (Vzr) of 99%. The amount of volatilized uranium increases at higher temperatures causing lowering of decontamination factor (DF) of uranium. This is thought to be caused by the chlorination of UO$_2$ with ZrCl$_4$vapor. The highest DF value of 12.5 was obtained when the reaction temperature was 35$0^{\circ}C$. Addition of 10 vol.% oxygen gas into chlorine gas was effective for suppressing the volatilization of uranium, while the volatilization ratio of zirconium was decreased to 68% with the addition of 20 vol.% oxygen. In the case of the mixture of Zr foil and U$_3$O$_{8}$, the V value of uranium showed minimum (44%) at 40$0^{\circ}C$ with chlorine gas giving the highest DF value 24.3. When the 10 vol.% oxygen was added to chlorine gas, the V value of zirconium decreased to 82% at $600^{\circ}C$, but almost all the uranium volatilized (Vu=99%), which may be caused by the formation of volatile uranium chlorides under oxidative atmosphere.ere.

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서스펜션 플라즈마 용사법을 이용한 7.5 wt% Y2O3-ZrO2 열차폐코팅 제조 및 평가 (Fabrication and Characterization of 7.5 wt% Y2O3-ZrO2 Thermal Barrier Coatings Deposited by Suspension Plasma Spray)

  • 이원준;오윤석;이성민;김형태;임대순;김성원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권6호
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    • pp.598-604
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    • 2014
  • Considerable research efforts have been explored attempting to enhance the thermal durability of thermal barrier coatings (TBCs) at the high operating temperatures of gas turbines. In this study, the suspension plasma spray (SPS) process was applied to produce TBCs with a segmented structure by using an yttria-stabilized zirconia (YSZ) suspension. Four different experiment sets were carried out by controlling the ratio between surface roughness of the bond coat and feed stock size ($R_a/D_{50}$) in order to examine the effect of $R_a/D_{50}$ ratio on the microstructure of SPS-prepared coatings. When the $R_a/D_{50}$ had a high value of 11.8, a deposited thick coating turned out to have a cone-type columnar microstructure. In contrast, at the low $R_a/D_{50}$ values of 2.9 and 0.18, a deposited thick coating appeared to have a dense, vertically-cracked microstructure. However, with the very low $R_a/D_{50}$ value of 0.05 the coating was delaminated.

상압소결 ZTA의 분말 성형 공정 최적화 (Optimization of powder compaction parameters for the pressureless sintered ZTA)

  • 신동우;김경도;박삼식;임창성;이수완
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.356-364
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    • 1998
  • $ZTA:\;Al_2O_3/\;15\;vol{%}\;ZrO_2$ (Zirconia Toughened Alumina : ZTA)를 상압소결에 의해 제조시 분무건조한 granule의 특성에 따른 성형밀도 및 소결밀도의 변화를 고찰하여, 소결밀도의 재현성을 향상시킬 수 있는 성령 공정 조건을 제시하였다. 결합제의 첨가 유무에 따라 granule의 구형도, 평균크기, granule 내의 hollow의 생성정도, 수분함유량 등이 다름을 확인하였다. granule의 물성 차이가 성형거동에 미치는 영향을 성형압(80~120MPa)과 성형방법(일축성형과 정수압 성형)에 따른 성형밀도의 변화를 통하여 조사하였다. granule의 특성 변화에 의한 밀도의 낮은 재현성은 성형압과 성형방법의 최적화를 통하여 극복될 수 있음을 확인하였다. 즉 가능한 낮은 압력(80MPa)에서 일축성형한 후 고압(500MPa)에서 정수압 성형하였을 때 소결후 밀도변화는 1%이내에서 조절되었다.

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(Ba0.5Sr0.5)0.99Co0.2Fe0.8O3-δ(BSCF)의 합성 및 BSCF/GDC(Buffer)/ScSZ의 전기화학적 특성 (Synthesis of (Ba0.5Sr0.5)0.99Co0.2Fe0.8O3-δ (BSCF) and the Electrochemical Performance of the BSCF/GDC(Buffer)/ScSZ)

  • 임용호;황해진;문지웅;박선민;최병현;이미재
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.369-375
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    • 2006
  • [ $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{x}Fe_{1-x}O_{3-{\delta}}$ ] [x=0.8, 0.2](BSCF) powders were synthesized by a Glycine-Nitrate Process (GNP) and the electrochemical performance of the BSCF cathode on a scandia stabilized zirconia, $[(Sc_{2}O_3)_{0.11}(ZrO_2)_{0.89}]-1Al_{2}O_3$ was investigated. In order to prevent unfavorable solid-state reactions between the cathode and zirconia electrolyte, a GDC ($Gd_{0.1}Ce_{0.9}O_{2-{delta}}$) buffer layer was applied on ScSZ. The BSCF (x = 0.8) cathode formed on GDC(Buffer)/ScSZ(Disk) showed poor electrochemical property, because the BSCF cathode layer peeled off after the heat-treatment. On the other hand, there were no delamination or peel off between the BSCF and GDC buffer layer, and the BSCF (x = 0.2) cathode exhibited fairly good electrochemical performances. It was considered that the observed phenomenon was associated with the thermal expansion mismatch between the cathode and buffer layer. The ohmic resistance of the double layer cathode was slightly lower than that of the single layer BSCF cathode due to the incorporation of platinum particle into the BSCF second layer.