• 한국재료학회지
• /
• 제27권12호
• /
• pp.679-687
• /
• 2017

A strain-gradient crystal plasticity finite element method(SGCP-FEM) was utilized to simulate the compressive deformation behaviors of single-slip, (111)[$10{\bar{1}}$], oriented FCC single-crystal micro-pillars with two different slip-plane inclination angles, $36.3^{\circ}$ and $48.7^{\circ}$, and the simulation results were compared with those from conventional crystal plasticity finite element method(CP-FEM) simulations. For the low slip-plane inclination angle, a macroscopic diagonal shear band formed along the primary slip direction in both the CP- and SGCP-FEM simulations. However, this shear deformation was limited in the SGCP-FEM, mainly due to the increased slip resistance caused by local strain gradients, which also resulted in strain hardening in the simulated flow curves. The development of a secondly active slip system was altered in the SGCP-FEM, compared to the CP-FEM, for the low slip-plane inclination angle. The shear deformation controlled by the SGCP-FEM reduced the overall crystal rotation of the micro-pillar and limited the evolution of the primary slip system, even at 10 % compression.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.190-196
• /
• 2001

명반석$[K_2SO_4$.$Al_2(SO_4)_3$.$4Al(OH)_3$]을 공기분위기에서 가열하면 500~$580^{\circ}C$에서 탈수되고, 580~$780^{\circ}C$에서 $SO_3$(g)가 발생되므로 석회석과 혼합소성하였을 때의 무수석고($CaSO_4$)의 합성특성을 조사하였다. 명반석의 열분해는 $CO_2$(g) 분압에 영향이 없으나, 석회석의 경우 공기 분위기에서는 약 $650^{\circ}C$부터 분해되지만 $CO_2$(g)의 포화 분위기에서는 약 $900^{\circ}C$부터 분해된다. 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합한 후 공기 분위기와 $CO_2$(g) 포화분위기에서 $10^{\circ}C$/min의 속도로 $1000^{\circ}C$까지 가열하여 2시간 동안 소성하면 $550^{\circ}C$에서 무수석고가, $700^{\circ}C$에서 calciumlangbeinite($(2CaSO_4$.$K_2SO_4$)가, 800~$950^{\circ}C$에서 ha yne이 형성되며 이때 무수석고의 합성량은 각각 99.0%와 95.0% 정도였다. 공기 분위기에서 무수석고 합성량은 석회석의 입도(0.5mm 이하)에 관계없이 거의 일정하지만, $CO_2$(g)의 포화분위기에서는 석회석의 입도가 작아짐에 따라 증가된다. 그러므로 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합 소성하면 1 몰의 ha yne과 1 몰의 calciumlangbeinite로 구성된 클링커가 합성가능하다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.481-486
• /
• 1997

국산 하동고령토로부터 AlSiCa의 주원료인 $Al_2O_3$-SiC계 내화물 원료를 합성하는 데는 성공하였으며, 합성된 $Al_2O_3$-Sic 합성분말의 산화반응을 검토하였다. 공기중에서 산소와 반응시켜 Sic가 $SiO_2$로 산화될 때 필요한 활성화 에너지는 $\Delta$G=74.86 KJ/mol 이었으며, 수소분위기에서 $1500^{\circ}C$ 및 $1600^{\circ}C$에서 상압소성한 결과 vaporization 현상때문에 소결특성이 좋지 않았다. whisker-SiC상태로 합성되는 이 복합체는 AlSiCa의 고온내화벽돌이외의 고온구조용 재료로 응용될 수도 있다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.251-259
• /
• 1999

로울러 킬른 내의 이동현상에 대하여 전산모사를 수행하였다. 소결 공정에서 중요한 요소인 로울러 킬른 내의 온도분포와 속도장을 구하기 위하여 유한요소법을 이용하여 에너지 보존식과 운동량 보존식을 풀었다. 로울러 킬른 내에 세라믹 원료가 없을 경우에, 벽면의 열원으로부터 유입되는 공기로 빠르게 열전달이 이루어지게 되며 공기는 이 열의 대부분을 로울러 킬른 밖으로 전달하는 것을 알 수 있었다. 세라믹 원료가 있을 경우에, 세라믹 원료는 벽면으로부터 열을 받아 온도가 상승하게 되나 상대적으로 차가운 공기의 유동 때문에 인하여 공기로 많은 열을 빼앗기게 되는 것을 알 수 있었다. 자연대류에 의한 열전달로 인하여 소성대인 영역 5에서 세라믹 원료의 바닥과 윗면에서 온도 차이가 255K 정도 생겼다. 마지막으로 복사 열전달을 고려하였을 경우에 세라믹 원료 표면에서의 복사 열전달로 인하여 전도와 자연대류만 고려하였을 때보다 온도 차이가 45 K 정도 더 생겼다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.129-135
• /
• 2011

제철공업에서 부산물로 발생되는 EAF(Electric Arc Furnace) dust는 유해한 철분 성분을 다량 함유하고 있어 환경파괴를 일으킬 위험이 있는 지정폐기물이다. EAF dust의 자원화를 위하여 석탄화력 발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토에 EAF dust를 첨가하여 세라믹 다공체의 제조 가능성을 연구하였다. 또한 등유는 비교적 저온에서 발포기구에 작용하는 탄소(C)의 효과를 보기위해 첨가하였다. 혼합은 건식 공정으로 했으며, 소결 방법은 $1050^{\circ}C$부터 $1200^{\circ}C$까지 $50^{\circ}C$ 간격으로 10분간 직화소성 하였다. 소결된 시편의 비중, 흡수율 및 미세구조를 관찰한 결과, EAF dust는 시편 내의 발포 현상을 용이하게 하여 초경량 다공체 골재를 얻을 수 있었다. $1150{\sim}1200^{\circ}C$의 소결온도에서 10 wt% EAF dust를 첨가한 인공경량골재는 비중 1.0 g/$cm^3$ 이하의 초경량 인공 경량 골재를 만드는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.38-43
• /
• 2018

수처리에 사용되는 세라믹 분리막은 친환경적이고 낮은 에너지 소비 등의 장점으로 인해 많이 사용되고 있으나, 40 % 이상의 높은 기공률로 인해 수처리 모듈에 적용되는 과정에서 강도에 대한 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 도자기에 사용되는 유약을 이용하여 분리막 끝단의 강도를 향상시키고자 하였다. 분리막의 미세구조 변형을 최소화하기 위하여 낮은 소성온도에서 사용되는 저온용 유약 조성 4가지를 선정하였다. 저온용 유약을 이용하여 코팅 후 열팽창 계수 차이로 크랙 발생이 관찰되었다. 따라서 유약의 열팽창 계수를 cordierite와 petalite를 첨가하여 제어하였다. 코팅 후 세라믹 분리막의 압축강도는 $27N/m^2$에서 $117N/m^2$ 증가하였으며, 이는 깨지기 쉬운 세라믹 분리막의 단점을 충분히 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.261-268
• /
• 1995

소성서냉법으로$K_2Ti_4O_9$ 중간상 휘스커를 제조한 다음, 비등수 및 산처리에 의하여$K_2Ti_6O_{13}$ 휘스커로 상전이 시키는데 있어서, 비등수 및 산처리 시간과 농도가 상전이 및 휘스커의 표면과 해섬(scattering a bundle of whisker)에 미치는 영향을 알아보았다. 그 결과 휘스커의 표면상태가 개선되었으며, 아울러 휘스커 간에 해섬을 유도하여 직경이 작으면서도 aspect ratio가 큰 양질의 휘스커를 얻을 수 있었다. 비등수 및 산처리는 휘스커의$K_2Ti_4O_9 {\leftrightarro} K_2Ti_6O_{13}$상전이를 유도하였는데 이러한 상전이는 $K^+$ 이온의 용출에 의해 진행되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.208-213
• /
• 2009

석탄 화력발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토를 이용하여 인공경량골재를 제조하였다. 소성 옹도별, 골재 조 성별, 그리고 석회석($CaCO_3$)을 코팅 양별 비교를 통하여 골재 표면에 형성된 융제량의 변화, 비중, 흡수율, 절단면 관찰 등의 골재 물성 비교가 수행되었다. 결론적으로 골재 무게비 $CaCO_3$ 10%를 골재 표면에 코팅하여 표면개질을 암으로써 골재 내부의 거대 기공의 형성을 억제시켜 비중을 조절할 수 있었으며, 표면 융제를 대폭 감소시켜 골재간 융착 현상을 방지할수 있으며, 흡수율 또한 효과적으로 감소시켜 경량골재를 포함한 경량콘크리트 타설시 펌핑 문제를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.262-266
• /
• 2010

Sol-gel법을 적용하여 $12CaO{\cdot}7Al_2O_3$(C12A7) 전자화물 박막을 제조하기 위해 CaO-$Al_2O_3$ sol을 제조하여 dip 코팅법을 적용하여 quartz 기판에 박막을 형성하였으며 열처리를 통해 C12A7의 박막을 제조하였다. C12A7 상의 형성 $800^{\circ}C$에서 시작되었고 $1,200^{\circ}C$ 온도에서 1시간 열처리를 통해 치밀화된 박막을 제조할 수 있었다. 제조된 C12A7 박막은 부도체였지만 수소 환원 분위기 열처리를 통해 전기전도도를 나타내기 시작했으며 $1,200^{\circ}C$ 48시간 열처리 시 120 S/cm의 전기전도도를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.256-262
• /
• 2017

$1000^{\circ}C$ 이상의 고온에서도 안정적인 발색 특성을 보이는 세라믹 잉크를 활용한 디지털 프린팅 기술은 우수한 내구성을 가지는 제품을 다양한 디자인을 적용하여 생산할 수 있는 친환경 공정이라는 장점으로 인해 최근 관심이 높아지고 있다. 특히 건축용 세라믹 타일 산업에서 잉크젯 프린팅 기술 도입을 통한 디지털 공정으로의 전환은 점점 가속화되고 있으며, 이와 관련된 프린팅 시스템 및 고온발색 세라믹 잉크에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 세라믹 타일의 표면 유약층에서 고온발색 세라믹 잉크의 인쇄적성을 분석하였다. 디지털 4원색인 Cyan, Magenta, Yellow, Black 색상의 고온발색 세라믹 잉크가 프린팅된 세라믹 타일의 표면 및 단면의 미세구조를 분석함으로써 세라믹 잉크의 종류에 따른 인쇄특성에 대해 비교하였다. 또한 고온 열처리 공정이 필수적으로 요구되는 세라믹 소재의 특성상 잉크젯 프린팅 후 세라믹 잉크 패턴의 열처리 공정에 따른 거동변화에 관하여 고찰하였으며, 세라믹 타일 유약층에서 세라믹 잉크의 인쇄적성은 미세구조 및 고온 소성 과정에 큰 영향을 받고 있음을 확인하였다.