압전 소자는 전기적 에너지를 기계적 에너지로, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 물질이다. 피에조 세라믹판을 이용하여 탄성 매질을 겹쳐서 만든 벤더 엘리멘트는 전압을 가하면 변위가 발생하는 특성을 이용하여 액츄에이터로 사용할 수 있고, 반대로 변위가 생기면 전압이 발생하는 압전 현상을 이용하여 변위를 계측하는 트랜스듀서로 활용하여 탄성파 시험의 발진자와 수진기로 실내 시험에서 사용되고 있다. 벤더 엘리멘트를 이용한 탄성파 시험으로 토목재료로 많이 쓰이는 콘크리트의 강성을 측정하였고, 자유단 공진주 시험을 통하여 그 결과를 평가 하였다. 카올리나이트를 이용하여 연약지반을 모사하여 카올리나이트 슬러리의 압밀에 따른 강성 변화를 탄성파 시험을 이용하여 측정할 수 있다. 벤더 엘리멘트는 연약지반에서 전단파 계측에 탁월한 성능을 가지고 있으며, 장래에 연약지반 현장 계측에 사용될 가능성이 큰 것으로 입증되었다.
본 논문에서는 디젤 승용차량에서 매연저감장치 손상에 기인한 차량화재에 대하여 기술하였다. 디젤 차량에서는 배출가스에 포함되는 입자상 물질을 저감하기 위하여 매연저감장치를 배기계통에 설치하고 있다. 매연저감장치는 입자상 물질의 과다 포집, 재상과정에서의 오류 및 흡기계통 불량 등에 의해 재생과정에서 파손에 이르게 되며, 매연저감장치가 파손되는 경우, 고온의 배출가스가 분출되고, 차량 하부 배기계통의 주변 가연물을 통해 화재로 진전된다. 매연저감장치 손상에 의해 화재가 발생되는 경우, 배기계통 배관 및 머플러 부분에 규산염계 무기화합물이 부착되는 특징을 나타내며, 이 규산염계 무기화합물은 매연저감장치 내부 필터 재료인 세라믹 부분이 손상되는 과정에서 발생된다. 따라서 화재가 발생된 디젤 차량의 경우, 머플러 주변에서 규산염계 무기화합물이 식별되는 경우, 매연저감장치 손상에 기인한 화재로 추정할 수 있다.
타이타니아 ($TiO_2$)는 독성이 없고 매우 높은 굴절률, 촉매 활성 및 생체 적합성을 지니고 있으며 화학적 안정성이 있고 높은 이방성을 갖는 저렴한 재료로써 다양한 분야에서 각광받고 있는 세라믹 소재이다. 이러한 $TiO_2$를 sol-gel법을 이용하여 나노입자화 하였다. 나노입자 형성중에 pH를 조절하여 $TiO_2$의 결정성을 제어하였다. 합성된 나노입자는 엑스선 회절분석법, 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared), 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)과 포토루미네선스(photoluminescence spectroscopy)를 이용하여 분석하였다. 합성된 $TiO_2$ 나노입자는 5 nm 이하의 크기를 갖는 것을 확인하였다. 나노입자의 결정성이 증가됨에 따라 550 nm 영역의 발광세기가 증가함을 확인하였다. 이러한 결과로 $TiO_2$ 나노입자의 결정성 조절을 통한 발광 특성 조절을 기대할 수 있다.
Solid oxide fuel cell (SOFC) has received significant attention recently because of its potential for the clean and efficient power generation. The current manufacturing processes for the SOFC components are somehow complex and expensive, therefore, new and innovative techniques are necessary to provide a great deal of cell performance and fabricability. Three-dimensional (3D) printing processes have the potential to provide a solution to all these problems. This study reviews the literature for manufacturing the SOFC components using 3D printing processes. The technical aspects for fabrication of SOFC components, 3D printing processes optimization and material characterizations are discussed. Comparison of the SOFC components fabricated by 3D printing to those manufactured by conventional ceramic processes is highlighted. Further advancements in the 3D printing of the SOFC components can be a step closer to the cost reduction and commercialization of this technology.
폴리카보실란은 탄화규소 섬유 방사와 세라믹 제조를 위해 필요한 중요한 전구체이며, 이 전구체는 제조방법 및 공정에 따라 고내열성 및 내산화성 및 연속적인 탄화규소 섬유 생산 능력이 달라진다. 탄화규소 섬유는 폴리카보실란의 합성, 정제 및 분자구조제어기술, 그리고 이를 이용한 용융방사 및 안정화, 열처리 공정을 통해 제조된다. 본 논문에서는 폴리카보실란 전구체를 다양한 용매처리를 통하여 전구체 내에 존재하는 미반응물 및 저분자량의 정제효과를 파악하였으며, 또한 다양한 온도에서의 열처리에 따른 폴리카보실란 전구체의 중합 및 네트워크 재배열에 의한 변화에 대해 열적 분석을 실시하였다. 특히, 폴리카보실란 전구체의 유변물성 특성을 통해 용매처리 및 열처리에 따른 복합점도 및 구조적 배열의 변화를 분석하였다.
셀룰로오스는 자연의 다양한 공급원에서 쉽게 얻을 수 있는 가장 일반적인 천연 고분자이다. 셀룰로오스의 한 형태인 나노셀룰로오스는 셀룰로오스를 처리해 쉽게 얻을 수 있으며, 그 고유 물성이 상당히 우수하여 광범위한 산업 응용 분야에 사용이 가능하다. 이러한 나노 셀룰로오스는 금속 및 세라믹 필러를 포함하는 고분자 복합재료를 능가하는 뛰어난 기계적 물성 및 열적 안정성을 제공하며, 지속가능한 환경 친화적인 복합소재이다. 이러한 특성을 기반으로 필러, 포장지, 에너지, 의료, 코팅산업 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 리뷰에서는 나노셀룰로오스 및 나노복합소재 개발 그리고 응용분야에 대한 연구동향에 대해 고찰해보았다.
목적: 본 연구의 목적은 전부도재 수복물을 위해 단일체로 사용되는 고반투명 유색 지르코니아의 굽힘강도 및 신뢰도를 평가하기 위함이다. 연구 재료 및 방법: 전부도재 수복물을 위해 사용되는 무색(A0) 및 유색(A1, A3)의 고반투명 지르코니아 블록을 사용하여 바 형태의 시편(25 × 4 × 2.5 mm)을 제작하였다. 지르코니아 블록의 색조에 따라 3개의 실험군을 설정하였고, 한 군당 20개의 시편을 제작하였다. 굽힘강도는 3점 굽힘시험을 통해 측정하였으며, 일원배치 분산분석을 이용하여 색조에 따른 통계적 유의성을 검증하였다. 다음으로 세라믹 재료 특성상 신뢰도를 평가하기 위해 와이블 분석을 시행하였으며, X선 회절분석으로 시편의 결정특성을 분석하였다. 결과: 무색 고반투명 지르코니아의 굽힘강도(1127.10 MPa)가 색조 A1 (995.71 MPa)과 A3 (1016.42 MPa)에 비해 통계학적으로 유의하게 높은 값을 보였다(P < 0.05). 색조 A1과 A3 사이에는 유의한 차이가 없었다(P > 0.05). 와이블 분석을 시행한 결과, 무색 고반투명 지르코니아가 유색에 비해 높은 신뢰도를 나타냈다. X선 회절분석 결과 모든 그룹에서 지르코니아 정방정상의 특징적인 피크를 보였다. 결론: 본 제한된 연구의 결과를 근거로 단일체로 사용되는 고반투명 지르코니아에 색조를 가미하는 것이 굽힘강도와 신뢰도를 저하시킬 수 있으며, 도재 파절을 방지하고 심미 증진을 위해 고반투명 지르코니아를 사용할 경우 색조 선택에 주의를 기울여야 할 것이다.
Positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) characteristics of (1-x)$BaTiO_3-x(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics doped with $Nb_2O_5$ were investigated in order to develop the Pb-free PTC thermistor available at high temperatures of > $120^{\circ}C$. The PTCR characteristics appearing in the ($B_{i0.5}K_{i0.5})TiO_3$ (< 5 mol%) incorporated $BaTiO_3$ ceramics, which might be mainly due to $Bi^{+3}$ ions substituting for $Ba^{+2}$ sites. The 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics showed good PTCR characteristics of a low resistivity at room temperature (${\rho}_r$) of $31{\Omega}{\cdot}cm$ a high ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$ ratio of $5.38{\times}10^3$, and a high resistivity temperature factor (${\alpha}$) of $17.8%/^{\circ}C$. The addition of $Nb_2O_5$ to 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics further improved the PTCR characteristics. Especially, 0.025 mol% $Nb_2O_5$ doped 0.99$BaTiO_3-0.01(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ ceramics exhibited a significantly increased ${\rho}_{max}/{\rho}_{min}$ ratio of $8.7{\times}10^3$ and a high ${\alpha}$ of $18.6%/^{\circ}C$, along with a high $T_c$ of $148^{\circ}C$ despite a slightly increased ${\rho}_r$ of $31{\Omega}{\cdot}cm$.
5.8 GHz의 DSRC(Dedicated Short Range Communication) 시스템을 사용하는 ITS(Intelligent Transport System)에 전자파 환경 문제가 발생하면서 광각 경사 입사 대책용 전파 흡수체의 사용이 요구된다. 5.8 GHz 주파수에서 경사 입사된 전파에 대해 낮은 반사 손실을 보이는 2층형의 전파 흡수체(유전 복합 재료/자성 복합 재료)를 설계하였다. 흡수층에는 iron flake를 filler로 사용하였다. 임피던스 정합 기능의 표면층에는 유전상수가 낮은 carbon black을 사용하였다. 각 층의 sheet는 일반적인 세라믹 혼합물 제조 공정에 의해 제작되었고, 지지재로는 가황고무를 사용하였다. 전송 선로 이론에 근거하여 TE(Transverse Electric)와 TM(Transverse Magnetic) 편파에 대해 입사각을 변화시키며 반사 손실을 계산하였고, 자유공간법에 의해 반사 전력을 실측하였다. 입사각 $55^{\circ}$까지 낮은 반사 손실(-10 dB 이하)을 갖는 2층형 흡수체가 설계되었다. 자유공간법에 의한 반사 전력의 실측치가 이론적 계산치와 비슷한 값을 보여 설계 방법의 타당성을 입증할 수 있었다.
$(1-x)BaTiO_3-x(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ ($0.01{\leq}x{\leq}0.10$) ceramics were fabricated with muffled sintering by a modified synthesis process. Their positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) characteristics were investigated systematically. All specimen showed a perovskite structure with a tetragonal symmetry. Both the lattice parameter of a and c axes were slightly decreased with increasing $(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ (BNT) content. Grain growth was achieved when the incorporated BNT was increased to 6 mol% and the inhibition of grain growth is considered to be due to the appearance of Ba vacancy ($V^{"}_{Ba}$) in the $(1-x)BaTiO_3-x(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ ($0.08{\leq}x$). With 4 mol% BNT addition, room temperature resistivity decreased to $48 \Omega{\cdot}cm$ and a resistivity jump ($\rho_{max}/\rho_{min}$) was as high as $1.1{\times}10^4$, respectively. Curie temperature was also increased to $171^{\circ}C$ with increasing BNT content.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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