• 제목/요약/키워드: 결정화 유리

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석탄 바닥재-${Na_2}O-{Li_2O}$계 결정화 유리의 미세구조 분석 (Microstructural analysis of coal bottom ash-${Na_2}O-{Li_2O}$ system glass-ceramics)

  • 강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.25-32
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    • 2009
  • 화력발전소로부터 발생된 석탄 바닥재(coal bottom ash)에 융제로 $Na_{2}O$$Li_{2}O$를, 핵 형성제로 $TiO_2$를 첨가하여 결정화유리를 제조한 뒤 그 미세구조를 분석하였다. 시편내 주결정상은 nepheline이었고, $TiO_2$가 첨가됨에 따라 nepheline 결정상 분율이 증가되었다. $TiO_2$가 첨가되지 않은 시편은 표면 결정화 기구에 수지(dendrite) 형태의 결정상이 성장되었으며, 내부 모상에는 결정이 거의 생성되지 않았다. 그러나 $TiO_2$ 첨가량이 4% 이상으로 증가되면, 표면결정화 기구는 억제되어 표면결정층의 두께가 얇아졌고 내부 모상은 결정질로 전이되었으며 동시에 $1{\mu}m$ 이하 크기의 미립자도 함께 생성되었다. 특히 6%의 $TiO_2$가 첨가된 결정화유리 내부에는 길이가 $5{\mu}m$인 수지상 결정들이 서로 얽혀진 형태를 보였으며, 이러한 미세구조는 외부로부터 하중을 가해졌을 때 발생되는 균열의 전파를 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 예상된다.

SiO$_2$-TiO$_2$-RO(RO: BaO, CaO, SrO)계 고유전율 유리 제조 및 글라스/세라믹스의 소결 거동에 관한 연구 (A study on the glass fabrication and sintering behaviour of glass/ceramics for SiO2-TiO2-RO(RO: BaO, CaO, SrO) system)

  • 구기덕;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.626-633
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    • 1998
  • 본 연구에서는 고유전율의 저온소성용 글라스/세라믹을 제조하고자, SiO2-TiO2-RO계 결정화 유리를 제조하고 Al2O3를 필러 물질로 혼합하여 복합체를 제조하고 그 특성을 관찰하였다. 본 유리조성으로써 $900^{\circ}C$ 이하에서 결정화되는 유리의 제조가 가능하였고, RO (BaO, CaO, SrO)의 성분에 따라 결정화 온도는 변화함을 알 수 있었다. 본 유리조성에 $Bi_2O_3$를 플럭스로 첨가하고, 세라믹 필러로써 Al2O3를 사용하여 $860^{\circ}C$에서 소성함으로써 고유전율의 저온소성용 글라스/세라믹의 제조가 가능하였고, 이때 복합체의 밀도는 3.96g/$\textrm{cm}^3$ 이었고, 유전율은 17, Q.f 값은 600이었다.

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석탄 바닥재로 제조된 유리의 결정화 거동 분석 (The crystallization behavior of glass made from coal bottom ash)

  • 장석주;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.58-63
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    • 2010
  • 화력 발전소에서 발생하는 석탄 바닥재에 $Na_2O$$Li_2O$가 첨가된 결정화 유리를 제조하고, 비등온 열분석법을 이용하여 결정성장 거동을 분석하였다. 온도에 따른 결정화 분율 및 결정화 속도 변화를 계산한 결과, 결정화가 50% 진행된 온도는 DTA 상의 결정 발열피크 $T_p$ 보다 약간 높게 나타났으며, 결정화가 가장 빠르게 진행되는 온도는 $T_p$와 거의 일치함을 알 수 있었다. Kissinger 식을 이용하여 결정화 활성화 에너지(262 kJ/mol), Avrami 상수 (1.7) 그리고 진동수 ($5.7{\times}10^{16}/s$)를 계산하였으며, 이로부터 nepheline 결정 성장은 주로 1~2 차원적 표면 결정화 경향을 보이지만, 동시에 내부 결정화도 어느 정도 나타날 것으로 예측되었다. 실제 미세구조 관찰에서 수지(dendrite)상의 표면 결정화가 상당히 일어났고 동시에 낮은 분율의 내부 결정도 생성된 것이 확인되어, Kissinger식에 의해 예측된 결과가 본 연구에서 제조된 결정화 유리의 거동과 일치함을 알 수 있었다.

결정화유리의 첨가에 의한 BNT계 세라믹스의 저온소결 및 마이크로파 유전특성 (Sintering and Dielectric Properties of BaO-Nd2O3-TiO2 Microwave Ceramics with Glass-Ceramics)

  • 허동수;이우석;정순종;송재성;;류봉기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.444-449
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    • 2004
  • BaO-Nd$_2$O$_3$-TiO$_2$계 마이크로파 유전체 세라믹스에 결정화유리를 첨가하여 세라믹-결정화유리 복합체 유전재료를 제작하여, 적층 일체형 RF수동소자 모듈 구현을 위한 저온소결 유전재료로서의 응용가능성에 대해 검토하였다. BaO-Nd$_2$O$_3$-TiO$_2$계 유전체 세라믹스에 PbO-TiO$_2$-Al$_2$O$_3$-SiO$_2$ 조성의 결정화 유리를 5∼30 wt% 범위로 첨가하여 소결온도를 130$0^{\circ}C$에서 105$0^{\circ}C$까지 낮출 수 있었으며, 첨가량의 증가에 따라 유리의 연화로 인한 소결밀도의 증가 및 입성장이 뚜렷하게 관찰되었다. 특히, 결정화 유리를 20 wt% 이상 첨가하였을 경우, 105$0^{\circ}C$의 소결온도에서 95% 이상의 상대밀도를 갖는 양호한 소결체를 얻을 수 있었고, 이 때 유전을($\varepsilon$$_{r}$)은 72, 품질계수(Q-f)는 1500이었고, 공진주파수 온도계수($ au$$_{f}$)는 22ppm/$^{\circ}C$을 나타내었다. 이러한 높은 유전율은 유리속의 결정상 PbTiO$_3$의 존재에 기인한 것이다.

강유전체 Fresnoite 결정을 갖는 유리의 제조 및 결정화 거동 (Preparation and Crystallization Kinetics of Glasses with Ferroelectric Fresnoite Crystal)

  • 이회관;채수진;강원호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.161-166
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    • 2005
  • Fresnoite($Ba_2TiSi_2O_8$)결정을 갖는 $xK_2O-(33.3-x)BaO-16.7TiO_2-50SiO_2(mole\%)$ 유리조성에서 BaO를 $K_2O$로 대체함에 따른 유리화, 열적특성 및 결정화 거풍에 관하여 관찰하였다. x(0$\le$x$\le$20)의 함량이 증가함에 따라 유리화가 용이하였으며, 유리 전이온도 및 결정화 온도가 저온부로 이동하였다. $Ba_2TiSi_2O_8$결정상의 생성을 XRD분석을 통하여 확인하였으며, x의 함량증가가 이질상의 생성과는 무관함을 보였다. 결정화 거동을 DTA를 이용한 비등온법에 의하여 조사하였으며, x의 함량증가에 따라 avrami 지수(n)가 $2.26 {\pm}0.1,\;2.03 {\pm}0.1,\;1.93{\pm}0.15$로, 활성화 에너지는 약 $279 {\pm}12kJ/mole,\;302{\pm}7kJ/ mole,\;319{\pm}1kJ/mole$ 로 변화하였으며, SEM분석결과 x의 함량 증가 시 결정의 방향성이 두드러짐이 관찰되었다.

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항균ㆍ원적외선방사 유리의 양산화를 위한 용융 및 분석 (Melting and Analysis of Antibacterial and Far-Infrared Emission Glass for the mass production)

  • 권면주;윤태민;윤영진;이용수;강원호
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.74-76
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    • 2002
  • 항균성 및 원적외선 방사량이 높은 원적외선 방사 항균 글라스 및 글라스 세라믹스의 양산화를 위한 유리 용융에 있어 대량용융의 가능성을 확인할 수 있었으며, 열처리온도는 5Li₂Oㆍ36CaOㆍ20TiO₂ㆍ27P₂O/sub 5/와 1Ag₂Oㆍ4Li₂Oㆍ36CaOㆍ20TiO₂ㆍ27P₂O/sub 5/ 조성에서 최적핵형성온도가 620℃, 최적결정성장온도가 각각 78℃, 800℃였다. 원가절감을 위산 건식법과 습식법의 결정상분석의 결과 피크의 차이는 거의 없었다. 이온교환의 경우 5.0mol AgNO₃수용액에 담지한 시편에서는 많은 LTP 결정상이 AgTP 결정상으로 변환되기 시작하여 1.0omol 농도의 AgNO₃ 수용액에서는 결정상의 주피크가 AgTP 절정상으로 변이 되었다. 이 결과로 AgNO₃ 수음액 0.5mol 농도 이상의 이온교환시 항균특성에 있어서도 매우 유리하리라 예상되어진다.

전기로 제강 더스트가 포함된 규산염계 유리의 결정화에 미치는 $TiO_2$ 영향 (Effect of $TiO_2$ on crystallization of silicate glass containing EAF dust)

  • 김환식;김우형;김강덕;강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.115-121
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    • 2008
  • 제강분진(EAF dust, 이하 더스트) 50wt%와 핵 형성제를 함유한 규산염계 유리 시편을 열처리하여 결정화 시킨 후 미세구조를 관찰하였다. 제조된 유리의 DTA 분석결과 결정화온도($T_c$)는 $850^{\circ}C$ 부근이었으며 이로부터 열처리 조건을 $950^{\circ}C$/15 hr로 정하였다. 핵 형성제 $TiO_2$$Fe_2O_3$$Cr_2O_3$에 비해 기계적 특성 및 화학적 내구성이 willemite 결정보다 우수한 franklinite 결정상의 성장을 시키는 효과가 탁월하였다. $TiO_2$가 첨가된 일부 결정화 유리 시편에서 augite 결정상이 관찰되었으며, 첨가량이 증가할수록 willemite 결정상은 줄어들고 franklinite 결정상은 증가하였다. 특히 5wt% 첨가된 시편은 willemite 결정상이 나타나지 않았으며 $1{\sim}2\;{\mu}m$ 크기의 franklinite 결정상이 유리 모상내에 고르게 분포되어 있었다. 또한 $TiO_2$가 5wt% 첨가된 시편에 $Fe_2O_3$를 첨가하면 franklinite 결정상들이 더욱 성장하여 서로 합체됨으로서 수지상 모양의 결정상을 나타내었다.

Sr(NO3)2 용융염에서 이온교환이 K2O-TiO2-SiO2 glass에 미치는 영향 (Effect of strontium ions on K2O-TiO2-SiO2 glass soaked in molten Sr(NO3)2)

  • 박노형;유은성;이회관;허훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.214-217
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    • 2011
  • Fresnoite 결정화 유리는 최근 비선형 광학특성으로 인하여 널리 연구되어 지고 있다. 그러나, 이전 연구 결과를 통하여 투명결정화 유리의 화학 조성으로는 정량적으로 Fresnoite 구조에 유사한 조성을 조절하는 것에 한계가 있음을 확인 할 수 있다. 본 연구에서는 $K_2O-TiO_2-SiO_2$ glass의 제조한 후, 제조된 유리를 $Sr(NO_3)_2$ 용융염에 담지하여 모유리의 표면에 Fresnoite 결정을 형성시키는 방법으로 투명결정화 유리를 제조하고, 이 때 Sr 이온이 비선형광학효과에 미치는 영향을 살펴보았다. XRD를 통하여 담지 시간에 따른 결정상 변화와 열처리를 통한 결정상 변화를 관찰하였으며, FE-SEM을 사용하여 생성된 결정의 미세구조와 Nd : YAG laser를 사용하여 2차비선형특성의 유무를 관찰하였다.