• Journal of the KSME
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• v.34 no.5
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• pp.326-333
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• 1994

신소재의 보편적인 정의는 "재료의 원료를 새로 개발하거나, 종래의 원료에 개선된 제조기술 또는 응용기술을 적용시켜 종래에 없던 우수한 특성, 기능을 갖게 하는 소재"라고 한다. 즉, 고 부가 가치의 금속, 세라믹스, 폴리머, 복합재료를 총칭하여 신소재 또는 첨단소재(advanced materials) 라고 하며, 산업기기의 중요한 기능소재로서 기계공업의 발전에 필수적이다. 1970년대부터 1980 년대 초반에 걸쳐 본격적으로 시작된 세라믹스에 관한 연구는 제조 및 사용분야 전반에 걸쳐 기술혁신을 가져왔다. 그후 천연 광석분말만이 아니라 새로운 화학적 방법으로 제조된 분말을 사용하여 창출된 재료라는 뜻으로 "뉴(new)세라믹스"라고 불려지거나, 개선된 제조기술을 통하여 재료의 섬세한 미세조직을 얻음으로 우수한 특성을 갖는 재료라는 뜻으로 "파인(fine)세라믹스" 등의 이름이 붙여지게 되었다. 이제 센서용 소재는 물론이고, 가위, 손목시계 케이스, 바이오 세라믹스 등에 이르기까지 10년 전보다 훨씬 다양하게 세라믹스를 사용한 물체를 발견할 수 있다. 이들 세라믹스 중 기계적, 또는 열 응력을 받는 구조물에 적용되는 것을 구조 세라믹 스(structural ceramics)라고 한다. 이 글에서는 차세대 자동차 및 항공기에까지 적용이 시도되고 있는 이들 구조세라믹스를 대상으로 하여 일반적으로 제조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.조법, 응용분야, 연구동향 및 전망을 정리하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.4
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• pp.394-400
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• 1988

세라믹스 기계구조용 부품으로 사용되기 시작하고 있는 이 때에 원료분말의 합성으로부터 부 품의 제조 및 가공에 이르는 기술도 중요하지만 그 부품의 신뢰성을 파악하기 위한 평가기술 역시 매우 중요하다. 세라믹스의 제조공정으로부터 평가기술에 이르기까지의 모든 과정은 결국 세라믹스의 균열성장을 막고 파괴를 방지하려는 것에 그 최대의 목적을 두고 있다. 세라믹스는 당면 및 금후의 산업혁신의 관건을 쥐고 있으며 2000년대에는 하나의 기간산업으로 될 수 있을 것으로 전망된다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1993.12a
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• pp.92-99
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• 1993

지금까지의 세라믹스의 마멸실험은 각종 세라믹스의 재질을 달리한 경우의 제특성을 규명하여 왔지만 전자, 기계부품 및 자동차부품 등의 구조용세라믹스로 널리 사용되는 순도를 달리한 알루미나 세라믹스의 마멸 겅동에 대한 연구는 아직 이루어지지 않고 있는 실정 이다. 따라서 본 연구에서는 저가격으로 가장 널리 이용될 가능성이 있는 순도를 달리한 알루미나 세라믹스의 마찰, 마멸거동을 상세히 조사하여 각종 기계부품 및 자동차부품의 tribology 설계의 기초자료를 제시하는 것을 목적으로 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1990.04a
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• pp.62-66
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• 1990

최근 미래지향적 첨단 산업 전반에 걸친 고부가가치 부품의 소재대체로 추진되고 있는 제 3의 소재 화인 세라믹스는 우수한 특성과 다양한 기능성으로 각광을 받고 있는 신소 재이나 고경도와 취성등으로 난삭재에 속한다. 화인 세라믹스는 제조법상 소결 공정을 필수로 하여그 수축현상을 피할 수 없으며, 고정도의 요소 부품화를 위해선 후가공을 필요로한다. 국내에선 일종의 세라믹스인 보석등의 미세구멍 가공등에만 국한되어 사용되어질뿐, 아직 화인 세라믹스의 형상 제거 가공등에는 그 가공법이 거의 적용되어 지지 않고 있는 초음파 가공에 대한 실험적 연구를 수행함으로써, 향후 최적 가공기술을 정립하는데 있어 지침이 되고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.94-94
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• 2009

전기 에너지를 기계적 에너지 변환하고 또한, 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 압전 세라믹스는 압전 변압기 (piezoelectric transformer), 초음파모터, 센서등과 같은 응용분야에 넓게 사용되고 있다. 특히, 압전 변압기의 설계와 제조방법에 대해서는 이미 상당히 많은 연구가 수행되어 왔다. 특히, 전원장치에 있어서는 현재 주요부품으로 사용되고 있는 권선형 변압기와 같은 전자 변환기의 대체품으로서 누설손실이 없는 압전세라믹스 소재의 특성을 이용한 압전변압기의 개발과 응용연구가 국내외적으로 활발히 진행 중이다. 하지만 지금 까지 널리 사용된 PZT계 압전 세라믹스는 환경문제에 있어서 문제점을 가지고 있다. $1200^{\circ}C$ 이상에서 소결되는 PZT계열의 압전세라믹스 소재를 사용한 전자부품의 60~70%이상이 PbO로 구성되어 있기 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격한 휘발특성을 보이는 PbO로 인한 환경오염문제가 대두되고 있다. 압전변압기, 초음파모터등에 사용될 수 있는 무연계 압전재료 중에 PZT 압전소자의 기능을 대체할 만한 물질로는 높은 큐리온도와 우수한 압전특성을 보이는 $(Na,K)NbO_3$세라믹스가 가장 유력한 것으로 알려져 있다. 즉, 압전변압기용 조성 세라믹스는 높은 에너지 변환효율을 위해서 전기기계 결합계수($k_p$)가 커야 되며, 발열에 의한 온도 상승을 억제하기 위하여 기계적 품질계수($Q_m$)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 높은 전류를 발생하기 위해서는 유전상수가 커, 압전변압기의 출력측 정전용량을 크게 하여야 한다. 본 연구에서는 무연계 압전세라믹스를 개발하고, 이를 이용한 전력밀도(power density)가 높은 무연계 압전변압기를 제작하여 그에 대한 전기적 특성을 조사하였다. 따라서 본 연구에서는 무연 압전변압기용 압전 세라믹스를 개발하기 위해 뛰어난 압전 및 유전특성을 가진 무연$(Na,K)NbO_3$계 세라믹스를 기본조성으로 하였고, KCN을 복합 첨가하여 볼 변화에 따른 미세구조, 압전 및 유전특성을 조사하고. 가장 우수한 조성으로 비납 압전변압기를 제작하여 전기적특성을 조사하였다.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.7 no.2
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• pp.1-9
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• 1985

화인세락믹스가 앞으로 산업의 비약적 발전을 뒷받침할 새로운 재료로 세상의 주목을 끌기 시작 한 지 이미 수년이 경과하였다. 처음에는 기대만이 부풀어 단시일내에 공업재료의 주역자리를 차지할 것같은 일종의 열병상태가 되기도 하였다. 그러나, 최근에 와서 드디어 기대와 현실을 구별하여야 할 많은 문제점이 있음을 인식함과 아울러 이를 실현하기 위해서 지금 무엇을 어떻게 하여야 할 것인가를 진지하게 토론하게 되었다. 자동차분야를 살펴 보아도 car-electronics를 뒷 받침하고 있는 기능성 세라믹스는 이미 확고한 자리를 차지하고 있는데 비하여 구조용 세라믹 스는 지금 막 첫발을 내딛기 시작하였다. 자동차의 장래를 생각할 때 새로운 재료에 기대하는 바가 크며, 특히 화인세라믹스는 그 기대에 부응할 수 있는 충분한 소질을 갖고 있음은 의심할 여지가 없다. 그러나 자동차의 경우, 상품으로서의 매력, 신뢰성, 가격 등의 면에서 엄격한 제 약이 있으며 실용화에는 아직도 많은 미해결의 문제가 산적해 있다. "화인세라믹스 발전의 견 인차적 역할을 자동차가 한다"는 열띤 기대도 있고, 또 이 기대를 단순한 꿈으로 끝내지 않기 위해서는 이제부터 무엇을 어떻게 하여야 할 것인가를 구체적으로 생각하는 데 다소나마 도움이 될까 하여, 자동차에서의 세라믹스 이용의 현황을 간추려 보았다. 또 여기에 서는 소위 화인세 라믹스에 한정시키지 않고 좀 더 넓은 관점에서, 세라믹스를 생각해 보기로 한다.각해 보기로 한다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.5.2-5.2
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• 2010

인체 경조직인 뼈와 치아는 콜라겐 단백질과 인산칼슘 무기질 성분으로 구성된 최적의 복합체라 볼 수 있다. 이러한 인산칼슘 무기질 성분은 결정학적, 화학적으로 hydroxyapatite (HA, Ca10(PO4)6(OH)2)와 거의 유사하여 높은 생체활성과 골전도성을 보이는 것으로 알려져 있다. 또한, hydroxyapatite의 고온 분해 산물로 볼 수 있는 tricalcuim phosphate(TCP, Ca3(PO4)2)는 체내에 이식시 체액에 용해되어 신생골을 유도하는 생체흡수성 세라믹스로 알려져있다. 이러한 HA와 TCP는 우수한 생체친화성에도 불구하고 기계적 특성이 낮아, non-load bearing 부위에 적용이 되어 다공질의 골수복재 용도로 활용되거나, load-bearing부위의 적용을 위한 금속 implant 등의 생체친화성 보완을 위한 표면 코팅재로 사용되고 있는 실정이다. 본 발표에서는 생체특성이 매우 우수한 인산칼슘 생체세라믹스의 load-bearing part 적용을 위하여 강도 및 파괴인성의 기계적 특성을 증진시킨 사례를 살펴보고, non-load bearing part에 실제 사용되는 인산칼슘 생체세라믹스의 다공질(porous) 골수복재(bone graft)의 역학 특성 증진을 위한 아이디어와 함께, 역학 특성이 매우 뛰어난 지르코니아 생체세라믹스의 강화-소결법에 대하여 소개하고자 한다.

• Ceramist
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• v.7 no.1
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• pp.11-20
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• 2004

오늘날 고령화와 사고의 증가 및 삶의 질이 향상됨에 따라 생체재료에 대한 관심과 수요는 매우 커지고 있다. 오래전부터 인체의 손상된 부위를 자가이식(autograft)이나 동물을 통한 이종이식(allograft)으로 일부 대체 하였지만, 그 수요와 쓰임에는 많은 한계가 있었다. 생체재료 (biomaterials)는 사고나 질병에 의해 손상된 인체의 조직이나 장기를 대체하거나 그 기능을 회복하기 위해 사용되는 재료를 말한다. 1) 생체재료로서 세라믹스(생체 세라믹스 bioceramics)는 1970년대부터 일부 임플란트 (implant)용으로 쓰이기 시작했으며 현재는 치과(dentistry)및 정형외과(orthopaedics) 분야에서 그 쓰임과 규모는 실로 막대하다. 최근에 생명공학(biotechnology)의 발달과 더불어 생체재료나 조직공학(tissue engineering) 분야가 새롭게 대두되면서, 생체세라믹스를 개발하고자 하는 노력은 선진국을 중심으로 이루어지며, 국내에서도 관심이 집중되고 있다.(중략)

• Electrical & Electronic Materials
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• v.1 no.4
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• pp.311-318
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• 1988

초음파센서(수신기)에 응용가능한 압전세라믹스를 제조하기 위하여 Ba변조된 Pb(ZR, Ti)O$_{3}$계 세라믹스에 MnO$_{2}$를 첨가하여 첨가량과 소성온도에 따른 영향을 조사하였다. 또한 제조된 압전세라믹스를 이용하여 초음파 수신기를 제작하여 수신특성을 확인하여 보았다. 그 겨로가 MnO$_{2}$가 0.4(wt%)첨가되었을 때 압전 g정수가 가장 크고 수신감도가 우수한 것으로 밝혀졌다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.6
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• pp.530-537
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• 1988

세라믹스 제조공정기술은 고온공정과 분말공정의 최적연관공정법을 찾는 것으로 정의될 수 있다. 따라서 뉴 세라믹스 제조공정기술은 고순도 미세원료로 분말공정 및 고온공정을 목표성질(target property)에 부합하도록 최적제어하는 공정기술이라 하겠다. 뉴 세라믹스 공정은 기본(일반)공 정과 응용(특별)공정으로 대별되며 다음과 같이 정리할 수 있다. <기본공정>. 원료공정. 성형공정. 소결공정 <응용공정>. 가공공정. 접합공정.증착공정.형상화 (섬유화, 다공질, 단결정)