• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제20권spc1호
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• pp.86-91
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• 2019

A solid-state route was used to prepare sodium titanium oxide (NTO, Na2Ti3O7) as a solar heat protecting material with an impressive solar reflectance (TSR = 94.3%) using a high refractive index rutile TiO2. The solar reflectance of the synthesized NTO was measured using UV-Vis-NIR spectrophotometer. Solar reflectance property of the synthesized compound depends on the calcination temperature. The solar reflectance property of the synthesized NTO powder was compared with commercial rutile TiO2. The compound synthesized at 900 ℃ for 24 hrs had remarkable solar reflectance 94.3% than that calcined below 900 ℃. Crystalline nature, structural property, morphology and optical properties of NTO powders were characterized and analyzed using XRD, FE-SEM, EDS and UV-Vis-NIR spectrophotometer. From the results, we guessed that NTO would be a suitable "solar heat protecting candidate" for energy-saving applications in coating industries.

• 한국광물학회지
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• 제21권3호
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• pp.247-259
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• 2008

카올리나이트(kaolinite) 분말의 티타니아(Titania, $TiO_2$) 포팅을 위한 출발물질로서 인도네시아산 카올리나이트와 티타늄-아이소프로폭사이드(titanium isopropoxidc, TIP)가 사용되었으며, 실험은 졸-겔법(sol-gel method)으로 수행되었다. 또한 강매로서 에탄올이, 가수분해 반응을 위해 물이 사용되었으며 촉매로서 염산을 첨가하였다. 카올리나이트 분말의 소성여부에 따른 영향을 검토하기 위해 카올리나이트와 메타카올리나이트(metakaolinite)를 대상으로 각각 실험하였으며, 반응 혼합물의 몰비, 교반시간, 숙성시간, 결정화 시간과 온도의 변화에 따른 티타니아 결정도를 검토하였다. 실험조건 TIP 0.1 몰(mol), 물 0.15 몰, 염산 0.005 몰, 에탄을 100 ml, 카올리나이트 50 g, 교반 4시간, 숙성 24시간, 결정화온도 $1050^{\circ}C$, 결정화 2시간에서 가장 높은 아나타제 결정도 17.61%를 나타냈다. 결정화온도의 변화에 따른 아나타제 결정도 분석결과, 카올리나이트와 메타카올리나이트 분말에 코팅된 티타니아는 $1050^{\circ}C$와 $1200^{\circ}C$에서 각각 37.61%, 17.39%로 최고의 결정도가 관찰되었다. 즉, 카올리나이트 분말에 코팅된 티타니아가 메타카올리나이트에 비해 더 낮은 온도에서 더 높은 결정도를 나타냈다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권5호
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• pp.57-61
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• 2006

For the production of functional $TiO_2$-biodegradable plastic (polybutylene succinate:PBS) composite material with photocayalytic activity, we attempted to prepare $TiO_2$ coatings on PBS substrate by HVOF and plasma spraying techniques under various conditions. The microstructures of coatings were characterized with SEM and XRD analysis, and the photocatalytic efficiency of coatings was evaluated by the photo degradation of gaseous acetaldehyde. The effects of primary particle size and spraying parameters on the formation behavior, photocatalytic performance of the coatings have been investigated. The results indicated that for both the HVOF sprayed $P_{200}$ and $P_{30}$ coatings, the high anatase ratio of 100% can be achieved regardless of fuel gas pressure. On the other hand, the HVOF sprayed $P_7$ coating exhibited a largely decreased anatase ratio (from 100% to 49.1%) with increasing the fuel gas pressure, which may be attributed to much higher susceptibility of heat for 7 nm agglomerated powder. HVOF sprayed $P_{200}$ and $P_{30}$ coatings show better performance as compared to that of plasma sprayed $P_{200}$ coatings owing to the higher anatase ratio. However, the HVOF sprayed $P_7$ coatings did not show the photocatalytic activity, which may result from the extremely small reaction surface area to the photocatalytic activity and low anatase ratio.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2017

This study investigates the oxidation properties of Fe-14Cr ferritic oxide-dispersion-strengthened (ODS) steel at various high temperatures (900, 1000, and $1100^{\circ}C$ for 24 h). The initial microstructure shows that no clear structural change occurs even under high-temperature heat treatment, and the average measured grain size is 0.4 and $1.1{\mu}m$ for the as-fabricated and heat-treated specimens, respectively. Y-Ti-O nanoclusters 10-50 nm in size are observed. High-temperature oxidation results show that the weight increases by 0.27 and $0.29mg/cm^2$ for the as-fabricated and heat-treated ($900^{\circ}C$) specimens, and by 0.47 and $0.50mg/cm^2$ for the as-fabricated and heat-treated ($1000^{\circ}C$) specimens, respectively. Further, after 24 h oxidation tests, the weight increases by 56.50 and $100.60mg/cm^2$ for the as-fabricated and heat-treated ($1100^{\circ}C$) specimens, respectively; the latter increase is approximately 100 times higher than that at $1000^{\circ}C$. Observation of the surface after the oxidation test shows that $Cr_2O_3$ is the main oxide on a specimen tested at $1000^{\circ}C$, whereas $Fe_2O_3$ and $Fe_3O_4$ phases also form on a specimen tested at $1100^{\circ}C$, where the weight increases rapidly. The high-temperature oxidation behavior of Fe-14Cr ODS steel is confirmed to be dominated by changes in the $Cr_2O_3$ layer and generation of Fe-based oxides through evaporation.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.27-34
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• 2018

분진과 질소 산화물을 동시에 처리할 수 있는 이원적 기능을 가진 촉매 필터는 산업체 적용에 많은 장점을 갖고 있다. 통기성이 높은 시트 형 세라믹 필터를 촉매 필터 소재로 활용하면 배기가스 처리 공정의 타당성을 더욱 높일 것이다. 그러나 시트 필터는 두께가 얇아서 촉매 지지층에 촉매를 부착할 수 있는 공간이 부족하므로 효과적인 촉매필터를 제조하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 국산 시트 필터를 사용하여 촉매 필터를 제조하고 실험실 장치에서 제조된 촉매 필터의 NO 환원 성능이 평가되었다. 현재 시판되고 있는 시트 필터로 촉매 필터를 제조할 경우 여과속도 $2m\;s^{-1}$에서 700 ppm NO 농도에 대한 NO 전환율이 92% 이하로써 촉매 필터 재료로써 좋은 특성을 나타내지 못했다. 이와 같이 저조한 특성을 보이는 이유는 시트 필터의 촉매 지지층의 기공이 균일하지 못하여 필요 이상의 큰 기공이 존재하기 대문으로 해석되었다. 필터에 존재하는 큰 기공의 사이즈를 줄이기 위하여 필터를 제조하는 원재료에 작은 입자를 혼합하여 시트 필터의 기공을 줄이는 효과를 통하여 NO 전환율 96% 이상을 달성하였다. 또한 촉매 지지체로써 큰 입자의 $TiO_2$를 혼합하여 촉매층의 기공을 팽창시켜서 개선된 촉매 필터는 상용 요구에 충족되는 98% 이상의 NO 전환율을 보였다. 위 두 경우 모두 촉매층 내에 존재할 수 있는 큰 기공을 효과적으로 메워서 적절한 촉매층이 형성되면 촉매 필터의 성능이 향상되는 결과를 보인 것이다. 따라서 이와 같이 통기도가 우수한 장점을 가진 시트 필터가 촉매 필터의 소재로 잘 활용될 수 있음을 보였다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권4호
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• pp.24-30
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• 2009

희토류 원소를 기반으로한 알루미늄산 형광체에 담지된 산화티탄은 졸겔방법 으로 제조되었다. 이렇게 제조된 산화티탄 나노입자의 재료물성을 분석하기 위해 XRD, FT-IR, DRS UV-Vis, TEM 측정을 실시하였다. 형광체에 담지된 산화티탄 입자의 소결 전후의 XRD분석결과는 600도 이상의 온도에서 아나타제에서 루틸로 상변화가 일어나지 않았다. 600도 이상의 온도에서 지속적인(장시간) 열처리 후에도 형광체에 담지된 산화티탄이 결정화도가 높은 아나타제로 존재 하는 것은 형광체 지지체와 담지된 산화티탄의 서로 다른 결정입계에 의하여 결정성장과 상변화에 필요한 치밀화가 억제되기 때문으로 판단된다. DRS측정결과 형광체에 담지된 산화티탄은 산화티탄이 없는 형광체에 비하여 보다 긴 장파로 쉬프트한 것은 밴드갭 에너지의 환원을 나타낸다. 이러한 형광체에 담지된 산화티탄의 FT-IR 스펙트럼은 피크의 위치가 더 높은 파수로 이동하였다. 이것은 산화티탄 입자와 지지체 사이의 공유결합이 관계하기 때문 이라 판단된다. TEM 이미지는 형광체 지지체에 다른 입자 크기로 담지되어 있는 산화티탄의 분산, 결정화 및 입자 형상을 나타낸다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권9호
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• pp.846-850
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• 2002

강유전체 물질인 PMN-PT-BT의 기계적 특성을 향상시키기 위한 Ag와의 복합체 제조를 MgO 졸로 분말 표면을 코팅하여 소결시 Ag의 이동을 제어하는 방법으로 시도하였다. PbO, $Nb_2O_5,\;TiO_2,\;BaCO_3$와 MgO 대신 $Mg(NO_3)_2$을 사용하여 볼밀로 혼합한 후, 건조된 분말을 950$^{\circ}C$/1h 열처리하여, 단일 페로브스카이트 상을 얻었다. 이 분말에 3.0 몰%의 $Ag_2O$을 혼합한 후, 550$^{\circ}C$/1h 열처리로 Ag 입자를 생성시키고, 이 혼합 분말에 1.0wt%의 MgO 졸을 첨가한 다음 550$^{\circ}C$/1h 열처리하여 표면 개질된 분말을 얻었다. 이 분말을 산소 분위기에서 1000$^{\circ}C$/4h 열처리한 소결체는 소결 밀도 7.84/$cm^3$, 실온 유전율 18400, 유전손실 2.4%, 비저항 $0.24{\times}10^{12}{\Omega}{\cdot}cm$의 수한 유전 특성과 굽힘강도 $120.7{\pm}11.26$ MPa와 파괴인성 $0.87{\pm}0.002\;MPam^{1/2}$을 보여 주었다. 결정립의 크기는 ∼4${\mu}m$이며, SEM과 SIMS 분석은 Ag는 ∼1${\mu}m$ 크기로, 과잉의 MgO는 ∼0.5${\mu}m$로 분포되어 있음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제25권8호
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• pp.386-390
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• 2015

Fe-base superalloy powders with $Y_2O_3$ dispersion were prepared by high energy ball milling, followed by spark plasma sintering for consolidation. High-purity elemental powders with different Fe powder sizes of 24 and 50 mm were used for the preparation of $Fe-20Cr-4.5Al-0.5Ti-O.5Y_2O_3$ powder mixtures (wt%). The milling process of the powders was carried out in a horizontal rotary ball mill using a stainless steel vial and balls. The milling times of 1 to 5 h by constant operation (350 rpm, ball-to-powder ratio of 30:1 in weight) or cycle operation (1300 rpm for 4 min and 900 rpm for 1 min, 15:1) were applied. Microstructural observation revealed that the crystalline size of Fe decreased with an increase in milling time by cyclic operation and was about 15 nm after 3 h, forming a FeCr alloy phase. The cyclic operation had an advantage over constant milling in that a smaller-agglomerated structure was obtained. The milled powders were sintered at $1100^{\circ}C$ for 30 min in vacuum. With an increase in milling time, the sintered specimen showed a more homogeneous microstructure. In addition, a homogenous distribution of Y-compound particles in the grain boundary was confirmed by EDX analysis.

• 한국재료학회지
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• 제21권7호
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• pp.384-390
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• 2011

Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) alloy has been widely used as an alternative to bone due to its excellent biocompatibility. However, it still has many problems, including a high elastic modulus and toxicity. Therefore, nontoxic biomaterials with a low elastic modulus should be developed. However, the fabrication of a uniform coating is challenging. Moreover, the coating layer on Ti and Ti alloy substrates can be peeled off after implantation. To overcome these problems, it is necessary to produce bulk Ti and Ti alloy with hydroxyapatite (HA) composites. In this study, Ti, Nb, and Zr powders, which are biocompatible elements, were milled in a mixing machine (24h) and by planetary mechanical ball milling (1h, 4h, and 6h), respectively. Ti-35%Nb-7%Zr and Ti-35%Nb-7%Zr-10%HA composites were fabricated by spark plasma sintering (SPS) at $1000^{\circ}C$ under 70MPa using mixed and milled powders. The effects of HA addition and milling time on the biocompatibility and physical and mechanical properties of the Ti-35%Nb-7%Zr-(10%HA) alloys have been investigated. $Ti_2O$, CaO, $CaTiO_3$, and $Ti_xP_y$ phases were formed by chemical reaction during sintering. Vickers hardness of the sintered composites increases with increased milling time and by the addition of HA. The biocompatibilty of the HA added Ti-Nb-Zr alloys was improved, but the sintering ability was decreased.

• 폴리머
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• 제24권3호
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• pp.299-305
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• 2000

고온에서 열적 안정성이 우수한 hybrid 세라믹 전구체를 합성하기 위하여 polycarbosilane (PCS)의 화학적 개질에 의해 Si-O-Ti-C 구조를 갖는 세라믹 전구체를 합성하였다. 합성한 공중합체의 FT-IR 스펙트럼 결과 2893, 1092t 609$cm^{-1}$ / 부근에서 피크변화를 나타났으며, $^1$H-NMR 스펙트럼의 $\delta$=3.8, 2.0, 0.6 ppm 부근에서 특성피크가 나타나는 것을 확인함으로써 전구체 합성을 확인하였다. 초기 열분해 온도와 열분해 전환율 변화를 알아보기 위한 열중량 분석 (TGA) 결과 열분해 초기 온도가 30$0^{\circ}C$로 낮아졌으며 열분해 전환율도 74 wt%로 순수한 PCS에 비해 10 wt%가 증가함을 보였다. 또한 150$0^{\circ}C$까지 열분해시킨 후 X-선 회절분석 결과 2$\theta$=35.7, 42.2, 61.0$^{\circ}$에서 결정성 피크로 $\beta$-SiC의 전환을 확인하였다.