• Title/Summary/Keyword: 고상입자

Search Result 155, Processing Time 0.025 seconds

Computer aided simulation of spark plasma sintering process (Part 2 : analysis) (스파크 플라스마 소결공정의 전산모사(2부 : 해석))

  • Keum Y.T.;Jung S.C.;Jean J.H.
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
    • /
    • v.16 no.1
    • /
    • pp.43-48
    • /
    • 2006
  • In this Part 2, the grain growth processes of $Al_2O_3$ ceramics is numerically simulated using Monte Carlo method (MCM) and finite element method (FEM) and the pore sizes are analyzed. As the green ceramics whose thermal conductivities in high temperatures are generally low are sintered by the plasma heat and are rapidly cooled, the grain growth of the sintered body in the center is different from that in the outer. Also, even in the same sintering temperature, the pore size differs according to the pressing pressure. In order to prove the difference, the temperature distribution of the sintered body was analyzed using the finite element method and then the grain growth process associated with pressing pressures and relative densities was simulated using Monte Carlo method.

Dynamics Simulation of Solid Particles in Compression Deformation of Rheology Material (레오로지 소재의 압축변형시 고상입자 거동의 동역학 해석)

  • Lee, C.S.;Kang, C.G.
    • Transactions of Materials Processing
    • /
    • v.15 no.5 s.86
    • /
    • pp.395-401
    • /
    • 2006
  • It is reported that semi-solid forming process takes many advantages over the conventional forming process, such as a long die life, good mechanical properties and energy saves. It is important to predict the deformation behavior for optimization of the forging process with semi-solid materials and to control liquid segregation for mechanical properties of materials. But rheology material has thixotropic, pseudo-plastic and shear-thinning characteristics. So, it is difficult for a numerical simulation of the rheology process to be performed because complicated processes such as the filling to include the state of the free surface and solidification in the phase transformation must be considered. General plastic or fluid dynamic analysis is not suitable for the analysis of the rheology material behavior. Recently, molecular dynamics is used for the behavior analysis of the rheology material and turned out to be suitable among several methods. In this study, molecular dynamics simulation was performed for the control of liquid segregation, forming velocity, and viscosity in compression experiment as a part of study on the analysis of rheology forming process.

Li-doped Y2SiO5:Ce, Blue-emitting Phosphor (Li-이온이 도핑된 Y2SiO5:Ce 청색 형광체)

  • Park, Jung-Cheol;Jeon, Gi-Wan
    • Journal of the Korean Chemical Society
    • /
    • v.50 no.3
    • /
    • pp.232-236
    • /
    • 2006
  • The Y1.99-xMxCe0.01SiO5(M=Li, La, Nd, and Gd) phosphors were synthesized by solid-state reaction at 1350oC for 10h under reducing atmosphere in order to improve properties of blue emitting phosphors. Compared with commercial blue phosphors, the Y2SiO5:Ce blue phosphors substituted with various elements showed significant enhancement of the emission intensity. Particularly, 1 mol% Li doped Y2SiO5:Ce phosphors indicated the maximum emission intensity in the photoluminescence spectra. Thanks to SEM analyses revealed that the morphology of Y2SiO5:(Ce,Li) blue phosphors was a pseudo-spherical with particle size of 3m.

Dynamic Simulation of Solid Particle Considering Change by Viscosity in Rheology Material (반응고 재료에서 점성을 고려한 고상입자의 거동예측을 위한 수치모사 해석)

  • Kwon, K.Y.;Kang, C.G.
    • Transactions of Materials Processing
    • /
    • v.18 no.1
    • /
    • pp.26-38
    • /
    • 2009
  • It was reported that the semi-solid forming process has many advantages over the conventional forming process, such as a long die life, good mechanical properties and energy savings. It is very important, however, to control liquid segregation to gain mechanical property improvement of materials. During forming process, rheology material has complex characteristics, thixotropic behavior. Also, difference of velocity between solid and liquid in the semi-solid state material makes a liquid segregation and specific stress variation. Therefore, it is difficult for a numerical simulation of the rheology process to be performed. General plastic or fluid dynamic analysis is not suitable for the behavior of rheology material. The behavior and stress of solid particle in the rheology material during forging process is affected by viscosity, temperature and solid fraction. In this study, compression experiments of aluminum alloy were performed under each other tool shape which is rectangle shape(square array), rectangle shape(hexagonal array), and free shape tool. In addition, the dynamics behavior compare with Okano equation to power law model which is viscosity equation.

Analysis of grain size controlled rheology material dynamics for prediction of solid particle behavior during compression experiment (레오로지 소재의 압축 실험 시 고상입자 거동 예측을 위한 결정립 동역학 해석)

  • Kim H.I.;Kim W.Y.;Kang C.G.
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
    • /
    • 2005.10a
    • /
    • pp.649-652
    • /
    • 2005
  • It is reported that semi-solid forming process takes many advantages over the conventional forming process, such as long die lift, good mechanical properties and energy saves. Rheology material has a thixotropic, pseudo-plastic and shear-thinning characteristic. Therefore, general plastic or fluid dynamic analysis is not suitable for the behavior of rheology material. So it is difficult for a numerical simulation of the rheology process to be performed because complicated processes such as the filling to include the state of the free surface and solidification in the phase transformation must be considered. Moreover, it is important to predict the deformation behavior for optimization of net shape forging process with semi-solid materials and to control liquid segregation for mechanical properties of materials. In this study, so, molecular dynamics simulation was performed for the control of liquid segregation in compression experiment as a part of study on analysis of rheology forming process.

  • PDF

Solid Particle Erosion Properties of Hot-Dip Aluminized Economizer Steel Tube (용융 알루미늄 도금된 절탄기 강재 튜브의 고상입자 침식 특성)

  • Park, Il-Cho;Han, Min-Su
    • Corrosion Science and Technology
    • /
    • v.20 no.6
    • /
    • pp.384-390
    • /
    • 2021
  • In this paper, durability evaluation and surface damage mechanism were investigated through solid particle erosion (SPE) test after applying hot-dip aluminizing (HDA) technology for the purpose of maintenance of marine economizer tube. Damaged surface shape was analyzed using SEM and 3D microscope. Compositional changes and microstructure of the HDA layer were analyzed through EDS and XRD. Durability was evaluated by analyzing weight loss and surface damage depth after SPE. HDA was confirmed to have a two-layer structure of Al and Al5Fe2. HDA+HT was made into a single alloy layer of Al5Fe2 by diffusion treatment. In the microstructure of HDA+HT, void and crack defect were induced during the crystal phase transformation process. The SPE damage mechanism depends on material properties. Plastic deformation occurred in the substrate and HDA due to ductility, whereas weight loss due to brittleness occurred significantly in HDA+HT. As a result, the substrate and HDA showed better SPE resistance than HDA+HT.

Study on the Sintering Behavior and Abnormal Grain Growth with Ba/Ti ratio variation of $BaTiO_3$ Ceramics ($BaTiO_3$세라믹스에서 Ba/Ti비 변화에 따른 소결거동 및 비정상 입자성장에 대한 연구)

  • Choi, Jong-Sun;Kim, Ho-Gi
    • Korean Journal of Materials Research
    • /
    • v.1 no.1
    • /
    • pp.37-45
    • /
    • 1991
  • In order to control the microstructures, the sintering behavior and abnormal grain growth with Ba/Ti ratio variation of $BaTiO_3$were investigated. The $BaTiO_3$powders used in this study were prepared by conventional calcination of $BaCO_3$ and $TiO_2$. The onset temperatures of the sintering were lowered and the densification was enhanced with increasing amounts of $TiO_2$ excess. These results are because of decrease of calcined particle sizes. A eutectic melt above temperature of $1320^{\circ}C$ did not assist the densification. Grain growth was strongly inhibited with increasing amounts of $TiO_2$ excess. The inhibition of grain growth caused abnormal grain growth due to inhomogeneous distribution of Ti-rich second phase.

  • PDF

Preparation of porous silica gel powders from sodium silicates

  • 장감용;전영관;임광일;이광희
    • Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
    • /
    • 1996.06b
    • /
    • pp.29-53
    • /
    • 1996
  • 다공성 실리카 게 분말은 저밀도, 고비표면적의 특성을 가지며 물리적, 화학적 성질이 우수하여 필름의 점착방지제, 페인트의 소광제, 맥주의 흡착제, 촉매의 담지체등 산업전반에 걸쳐 여러용도로 사용되고 있다. 이러한 다공성 실리카 겔 분말은 고상법, 기상법, 액상법등으로 제조할 수 있으며, 이 중에서 sodium silicate를 원료로 하는 액상공정은 다공성의 제어가 용이하고, 공정이 간단하며, 고순도의 균질한 실리카를 얻을 수 있는 방법으로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 액상법(sol-gel method)를 사용하여 점착방지제, 소광제 등으로 사용되는 다공성 실리카 겔 미분말의 개발에 초점을 두어 연구하였다. 그리고, 겔 분말의 다공성 제어를 위하여 공정 각 단계에서의 겔 내부의 구조의 변화에 대한 연구와 함께 수화겔의 숙성이 기공특성에 미치는 영향, 건조조건의 기공특성에 대한 영향 등을 살펴보았다. 다공성 실리카 겔 미분말은 다음과 같은 공정에 의해 제조되었다. sodium silicate를 황산과 반응시켜 겔화하고 추가의 황산을 투입하여 미반응분의 Na를 제거한 후 pH 7이상의 알카리 영역에서 숙성하여 다공성을 지닌 실리카 수화겔을 제조하였다. 수화겔의 탈수, 세척, 건조 공정을 거쳐 건조겔을 제조하고, 1-20$\mu\textrm{m}$의 크기로 분쇄하여 최종 제품을 얻을 수 있었다. 최종 다공성 실리카 겔 분말은 비표면적 200-700$m^2$/g, 기공부피 0.5-2.5cc/g, 평균 입경 3-5$\mu\textrm{m}$, 백색도 95% 이상의 물성을 보였다. sodium silicate와 황산의 겔화 반응에 의해 생성된 수화겔은 수 nm크기의 일차입자들의 연속적인 network로이루어져 있으며, 일차입자크기가 너무 작기 때문에 내부의 기공들은 별로 존재하지 않는 상태이다. 2차 주가황산 투입에 의해 미반응의 알카리 이온들을 중화, 제거시킬 수 있으며, 겔의 다공성을 좌우하는 숙성단계에서 숙성 pH, 온도, 시간등의 인자에 의해 수화겔의 기공특성을 제어할 수 있다. pH 7이상에서 실리카의 용해도가 크고, 용해도의 입자크기 의존성이 크므로, 일자입자는 Ostwald-ripening에 의해 계속 성장할 수 있으며, 이때, 입자의 성장은 숙성 온도와 시간에 의존한다. 탈수, 세척공정에 의해 가용성 염인 Na2SO4를 제거하고, 건조조건을 변화시킴으로써 기공부피를 증가시키는 것이 가능하였으며, Fast drying을 사용하여 점착방지제에 적합한 기공부피를 갖는 실리카 건조겔을 제조할 수 있었다.

  • PDF

Synthesis of akermanite bioceramics by solid-state reaction and evaluation of its bioactivity (고상반응법에 의한 아커마나이트 분말의 합성 및 생체활성도 평가)

  • Go, Jaeeun;Lee, Jong Kook
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
    • /
    • v.32 no.5
    • /
    • pp.191-198
    • /
    • 2022
  • Zirconia and titanium alloys, which are mainly used for dental implant materials, have poor osseointegration and osteogenesis abilities due to their bioinertness with low bioactivity on surface. In order to improve their surface bioinertness, surface modification with a bioactive material is an easy and simple method. In this study, akermanite (Ca2MgSi2O7), a silicate-based bioceramic material with excellent bone bonding ability, was synthesized by a solid-state reaction and investigated its bioactivity from the analysis of surface dissolution and precipitation of hydroxyapatite particles in SBF solution. Calcium carbonate (CaCO3), magnesium carbonate (MgCO3), and silicon dioxide (SiO2) were used as starting materials. After homogeneous mixing of starting materials by ball milling and the drying of at oven, uniaxial pressing was performed to form a compacted disk, and then heat-treated at high temperature to induce the solid-state reaction to akermanite. Bioactivity of synthesized akermanite disk was evaluated with the reaction temperature from the immersion test in SBF solution. The higher the reaction temperature, the more pronounced the akermanite phase and the less the surface dissolution at particle surface. It resulted that synthesized akermanite particles had high bioactivity on particle surface, but it depended on reacted temperature and phase composition. Moderate dissolution occurred at particle surfaces and observed the new precipitated hydroxyapatite particles in synthetic akermanite with solid-state reaction at 1100℃.

Fabrication of Ba-, Pb-electronic ceramics by powder prepartion of wet chemical method (습식화학적 분말합성법에 의한 Ba-, Pb-계 전자세라믹스의 제조)

  • 이병우;오근호
    • Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
    • /
    • 1996.06b
    • /
    • pp.259-279
    • /
    • 1996
  • 최근 정보·전자산업의 발전으로 고 신뢰성 전자재료에 대한 수요가 증대되고 있으며 이러한 첨단산업의 기반의 될 신소재 중 전자세라믹스가 차지하는 비중이 그 대부분을 차지하고 있으며 이에 대한 수요와 기대가 점점 커지고 있다. 이러한 전자세라믹스는 유전재료, 자성재료, 압전재료, 도전성 재료 등으로 나뉘게 된다. 어떠한 분류에 들어가든 그 조성은 금속의 산화물 형태가 일반적이며 미세한 분말의 성형체를 소결(sintering) 함으로써 최종제품으로 완성된다. 이러한 전잣라믹스가 최근 요구되는 고 신뢰성, 고 밀도화를 달성하기 위해선 원료 분말 제조단계부터 제어가 필요하다. 원료분말의 균일·균질성과 그 입도는 소결특성 뿐만아니라 전기적 특성에도 큰 영향을 미치기 때문이다. 세라믹스의 분말제조 방법 중 일반적으로 사용되는 방법으로는 고상 산화물을 혼합하여 하소(calcination)한 후 분쇄하는 '고상합성법'과 금속의 염 또는 alkoxide 용액을 이용하여 화학적으로 제조하는 '습식 화학적 합성법'이 있다. 고상합성법은 합성온도가 높고 기계적 분쇄와 혼합에 의존하므로 균일·균질성이 떨어지고 분말크기를 1㎛ 이하로 만들기 힘들다. 반면에 습식화학적 합성법은 기계적인 분쇄와 혼합에선 얻을 수 없는 원자 혹은 분자단위의 균일한 혼합과 submicron 이하의 미세한 분말을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 습식 화학적 합성으로 얻은 분말을 사용하면 미세한 입자의 특성으로 인해 소결온도를 낮출 수 있으며 균일한 미세구조와 균질한 조성을 갖게되어 기계적·전기적 물성증진도 가져올 수 있게 된다. 습식 화학적 분말합성법은 전술하였듯이 alkoxide의 가수분해를 이용하는 sol-gel 법과 금속의 염(salt) 용액을 이용하여, 화학적으로 화합물 침전을 얻거나 또는 공침전물(coprecipitate) 형태의 분말을 얻는, 침전법으로 나뉠 수 있다. 침전법의 근본원리는 pH 및 pCO3 등에 따른 이온종의 용해도 차이를 이용하는 것으로써 각 이온종에 따른 solubility product(ksp)를 이용하여 설명된다. 본 연구에서는 침전법을 사용한 Ba-, Pb-계 전자세라믹스의 분말합성에 대한 이론적 고찰과 공정개발 및 실험을 통한 물성증진 효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹반도체, 압효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹 반도체, 압전재료로 널리 사용되는 BaTiO3, PZT(PbZrO3-PbTiO3)와 수직 자기기록매체로 큰 가능성이 있으며 hard ferrite로 널리쓰이는 Ba-feerite(BaFe12O19)로써 수산화물 형태의 침전에 대한 기구(mechanism)와 물성에 대해 살펴보았다. 이러한 침전법에 의한 분말합성 과정에는 소결체의 물성에 영향을 미치는 pH 조절제나 원료에서 혼입될 수 있는 Na+, K+, Cl-, SO4- 등의 제거(washing 혹은 filtering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filtering media에 끼이게 되어 견고하면서도 상당한 부피를 가지는 filter cake을 형성하기 때문에 filtering에 많은 시간과 다량의 filtering agent (본 실험의 경우엔 증류수)가 필요하게 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 colloid 상태의 침전물을 얼렸다 녹이는 freezing process를 개발, 적용하여 그 원리 및 효과, 그로인한 분말형태를 관찰하여 보았다.

  • PDF