• 제목/요약/키워드: 입계

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고순도 수소 생산을 위한 WGS 반응용 $CeO_2-ZrO_2$ 담체 최적화 (Optimization of Co-precipitated $CeO_2-ZrO_2$ Supports for Water-Gas Shift Reaction to Produce High Purity Hydrogen)

  • 정대운;엄익환;유병철;구기영;윤왕래;노현석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.757-760
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    • 2009
  • 최근 들어 WGS 반응은 Pt과 같은 귀금속 촉매를 다양한 담체에 담지하여 낮은 온도에서 높은 활성을 지닌 촉매를 제조하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. WGS 반응에서 귀금속 촉매가 높은 활성을 가지기 위해서 높은 산소저장능력(Oxygen Storage Capacity)과 산화환원능력(Redox)을 지닌 담체 개발이 필요하다. Ce-$ZrO_2$ 담체는 구조적으로 안정하며 높은 산소저장능을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. Ce-$ZrO_2$ 구조는 Ce/Zr 비에 따라 다양한 변화가 생긴다. Ce/Zr 비가 6/4, 8/2인 경우 입방구조(Cubic)를 가지며 2/8인 경우 정방입계(Tetragonal)구조를 가진다. 이것은 담체 특성의 변화를 의미한다. 따라서, WGS 반응용 최적 담체를 선정하기 위해 Ce/Zr 비를 제조변수로 하여 담체특성을 분석하였다. 제조된 모든 담체는 공침법(Co-precipitation)을 사용하여 제조하였으며 $500^{\circ}C$에서 6시간 소성하였다. 담체 특성분석은 BET, XRD를 이용하였다. 추가적으로 제조변수를 다양화하여 담체 제조를 마쳤으며 특성분석이 진행 중이다. 분석 결과 $Ce_{0.2}Zr_{0.8}O_2$ 담체가 가장 넓은 표면적을 가지고 있으며 Ce/Zr 비가 높아질수록 표면적이 감소하는 경향을 나타내었다. Ce-$ZrO_2$ 담체의 나노결정크기는 Ce/Zr 비가 작아질수록 결정크기가 감소하는 경향을 나타내었으며 $Ce_{0.2}Zr_{0.8}O_2$가 Ce-$ZrO_2$ 담체 중에서 가장 작은 결정크기를 나타내어 3nm 이하의 나노-담체가 제조되었음을 확인하였다.

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기계적 합금화한 Al-Ti 복합금속분말의 화학적 균질성과 분산상 형성 (Chemical Homogeneity and Dispersoid Formation in Mechanically Alloyed Al-Ti Composite Metal Powders)

  • 이광민;문인형
    • 분석과학
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    • 제5권1호
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    • pp.103-110
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    • 1992
  • 본 연구에서는 고온용 Al-Ti 합금을 제조하기 위하여 복합금속분말의 화학적 균질성과 합금내에 형성되는 미세한 분산상에 대하여 조사하였다. Al-Ti 복합금속분말의 화학적 균질성은 400rpm의 회전속도로 10시간 이상 기계적 합금화하였을 때 나타났으며 MA Al-Ti 합금의 화학분석결과, Ti 함량은 8.2wt.%, 탄소 함량은 1.135wt.%, 그리고 산소 함량은 0.233wt.%였으며, 특히 탄소 함량은 스테아린산의 공정 제어제 중에 있는 약 90% 정도의 탄소가 최종적으로 합금 시편에 혼입되었음을 알 수 있었다. TEM 분석을 통하여 MA Al-Ti 합금의 기지조직내에 구형의 250nm 크기인 $Al_3Ti$ 금속간 화합물상과 침상형태의 폭 50nm, 길이 150nm 크기인 $Al_4C_3$ 탄화물상의 형성을 관찰하였으며 구형 모양을 갖는 약 20nm 크기의 $Al_2O_3$ 탄화물상들이 이 합금의 입내 및 입계에 균일하게 분포되었음을 알 수 있었다.

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핵분열 기체 포획 기능을 갖는 사고저항성 UO2 펠렛에서 형성되는 입계상의 미세구조 관찰 (Microstructure Observation of the Grain Boundary Phases in ATF UO2 Pellet with Fission Gas Capture-ability)

  • 전상채;김동주;김동석;김건식;김종헌
    • 한국분말재료학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.119-125
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    • 2020
  • One of the promising candidates for accident-tolerant fuel (ATF), a ceramic microcell fuel, which can be distinguished by an unusual cell-like microstructure (UO2 grain cell surrounded by a doped oxide cell wall), is being developed. This study deals with the microstructural observation of the constituent phases and the wetting behaviors of the cell wall materials in three kinds of ceramic microcell UO2 pellets: Si-Ti-O (STO), Si-Cr-O (SCO), and Al-Si-Ti-O (ASTO). The chemical and physical states of the cell wall materials are estimated by HSC Chemistry and confirmed by experiment to be mixtures of Si-O and Ti-O for the STO; Si-O and Cr-O for SCO; and Si-O, Ti-O, and Al-Si-O for the ASTO. From their morphology at triple junctions, UO2 grains appear to be wet by the Si-O or Al-Si-O rather than other oxides, providing a benefit on the capture-ability of the ceramic microcell cell wall. The wetting behavior can be explained by the relationships between the interface energy and the contact angle.

CaTiO$_3$및 CaTiO$_3$-TiO$_2$세라믹스의 마이크로파 유전특성 (Microwave Dielectric Properties of CaTiO$_3$and CaTiO$_3$-TiO$_2$Ceramics)

  • 홍석경;윤중락;김경용
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.1102-1107
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    • 1993
  • CaO-TiO2 이성분계에서 40~50 mol% CaO 조성범위를 선택하여 CaTiO3과 CaTiO3-TiO2세라믹스의 마이크로파 유전특성을 조사하였다. CaTiO3 단일상 (50 mol% CaO조성)일 때 유전율(er) 178, 공진주파수 (fo)의 온도계수(r,)+1000ppm/C, 픔질계수인 Q값 2760(fo=2.7 GHz)으로 가장 큰 값을 나타내었다. CaTiO3와 TiO2상이 혼합상으로 있는 유전체에서는 CaO 함량이 감소함에 따라서 유전율과 공진주파수의 온도계수는 점차 감소하였으나 Q값과 밀도는 47 mol% CaO조성에서 가장 낮았다. 이것은 이상 혼합 세라믹에서 TiO2상의 감소로 인해 CaTiO3의 결정립 성장이 급속하게 일어남으로써 입계와 입내에 큰 기공이 존재하지 때문으로 생각된다.

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고온초전도체 $Y_{1-X}Sm_{X}Ba_{2}Cu_{3}O_{7-y}$의 자기적 성질 연구 (A Study on the Magnetic Properties of High $T_c$ Superconductor <$Y_{1-X}Sm_{X}Ba_{2}Cu_{3}O_{7-y}$)

  • 김채옥;김재욱;김의훈;나훈균
    • 한국재료학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.197-201
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    • 1992
  • 고은 초전도체 $Y_{1-X}Sm_{x}Ba_{2}Cu_{3}O_{7-y}$(x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)의 시료들을 제조하여 온도에 따른 자기 모우먼트를 측정하였다. 또한 자화율과 자기 임계전류밀도 같은 30K의 온도에서 자기이력 곡선으로부터 구하였다. 자화율 측정 결과로부터 고온 초전도상의 양이 14.7~49.175 범위에 있었으며, 입계전류밀도의 값은 $10^{3}~10^{4}A/cm^2$범위에 있었다. 그리고 침투깊이는 간섭성 길이보다 대략90배 정도 큼을 알 수 있었다

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SiC 부피분율이 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료의 기계적 특성과 미세구조에 미치는 영향 (Effect of SiC volume fraction on mechanical properties and microstructure of $Si_{3}N_{4}/SiC$ nanocomposites)

  • 황광택;김창삼;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.386-391
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    • 1996
  • $Si_{3}N_{4}$에 평균입경이 270 nm인 SiC 분말을 0, 10, 20, 30, 40 vol% 첨가하여 고온 가압소결법으로 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료를 제조하였다. 소결후 기지상인 ${\alpha}-Si_{3}N_{4}$${\beta}-Si_{3}N_{4}$로 상전이하였으며, 이차상인 ${\beta}-SiC$는 변화가 없었다. 소결조제의 첨가에 의한 입계결정상은 검출되지 않았다. SiC의 첨가량이 많아짐에 따라 $Si_{3}N_{4}$ 결정립성장은 억제되어 미세한 결정입이 나타났으며, 작은 임자는 기지상 임내에 큰 SiC는 임계에 존재하였다. SiC 첨가에 따라 파괴강도는 약간 증가후 감소하였으며, 파괴인성은 감소하였고, 경도는 직선적으로 증가하였다.

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Co-Cr 주조합금의 미세구조에 미치는 GPS 열처리 효과 (Effects of GPS heat-treatment on microstructure of as-cast Co-Cr alloy)

  • 류정호;이호준;조현수;팽종민;박종범;이정일
    • 한국결정성장학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.263-267
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    • 2017
  • Co-Cr 합금은 체내 인공관절용으로 사용될 때 세포 독성이 없고, 생체조직과 반응을 일으키지 않는 뛰어난 생체적합성과 인장강도, 연신율, 내마모성 등의 기계적 성질과 우수한 내마모 특성을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 또한 Co-Cr 합금은 Carbon 원소를 첨가하여 고용체 강화와 탄화물에 의한 석출강화로 기계적 성질을 향상시키고 내식성을 크게 향상시키고 있다. 본 연구에서는 정밀주조법으로 제조된 인공관절용 Co-Cr 합금 시편의 GPS(Gas Pressured Sintering) 열처리공정에 따른 결정구조 및 미세조직 등의 재료특성 변화를 고찰하였다. XRD 분석을 통하여 as-cast 시편과 GPS 열처리 공정후 시편의 결정상 변화를 고찰하였으며, 제조된 합금의 입계사이에 metal carbide($Cr_{23}C_6$) 석출물들의 생성이 증가되었음을 OM, FE-SEM, EDS 분석으로 확인하였다.

$Bi_2O_3$를 첨가하여 소결한 $Y_1Ba_2Cu_3O_{7-y}$ 초전도체의 제조 조건이 초전도 특성에 미치는 영향 (Effects of Preparation Conditions of $Y_1Ba_2Cu_3O_{7-y}$ Sintered with $Bi_2O_3$ on Superconductiog Properties)

  • 김시열;박성;임호빈
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제3권2호
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    • pp.90-98
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    • 1990
  • Y-Bi-Ba-Cu-O계 초전도체를 보통의 ceramic방법과 screen printing과 소결법으로 원판형과 후막형으로 제작하였다. B $i_{2}$ $O_{3}$를 첨가하여 소결한 $Y_{1}$B $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{7-y}$의 초전도 성질은 전기저항측정과 자석위에 부상 유무로 조사하였다. 또한 B $i_{2}$ $O_{3}$를 첨가함에 따라 소결된 시편의 미세구조에 어떠한 영향을 주었는지 알아보았다. 전기저항 측정시 Yttrium 대신에 Bi로 부분적으로 치환한 경우인 $Y_{0.85}$B $i_{0.15}$B $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{7-y}$의 상온 저항치가 기본조성인 $Y_{1}$B $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{7-y}$의 그것보다 향상된 미세구조로 인해 더 작은 값을 나타낸다. 반면 $Y_{1}$B $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{7-y}$에다가 초과로 B $i_{2}$ $O_{3}$를 첨가한 경우 오히려 미세구조는 불량하고 상온저항치도 더 높다. 이러한 사실은 입계에 잔류하는 이차상은 전기적 성질에는 크게 영향을 주나 자기적 성질에는 거의 영향을 주지않는 것으로 보인다. 후막으로 Y-Bi-Ba-Cu-O를 제작시 기판에 의해 좌우되는데 단지 magnesia 기판에서 소결시 bulk시편과 유사한 성질을 나타냈다.질을 나타냈다.다.

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고온용 ZnO계 열전 재료의 방전플라즈마 소결 특성 및 미세구조 (Sintering Characteristics of ZnO Fabricated by Spark Plasma Sintering Process for High Temperature Thermoelectric Materials Application)

  • 심광보;김경훈;홍영호;채재홍
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.560-565
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    • 2003
  • 방전 플라즈마 소결법(SPS: Spark Plasma Sintering)을 이용하여 800~100$0^{\circ}C$의 낮은 소결 온도에서 완전 치밀화를 이루는 M-doped ZnO를 (M=Al, Ni) 제조하여 그 소결 특성과 미세구조를 분석하였다. 전자현미경 분석 결과, NiO의 첨가는 ZnO 결정격자와의 고용체 형성을 촉진시키고 결정립 성장을 유발하였고, A1$_2$O$_3$는 순수한 ZnO 소결 시 나타나는 입계에서의 증발현상을 제어하고, 이차상 형성을 통하여 결정립 성장을 억제함을 확인할 수 있었다 NiO와 $Al_2$O$_3$를 동시에 첨가한 시편이 가장 우수한 미세구조가 형성됨을 확인하였고, SEM-EBSP (Electron Back-scattered Diffraction Pattern) 분석 결과 또한 우수한 결정립계 분포를 가지고 있음을 확인하였다. 이러한, 소결체의 우수한 미세구조적 특징은 carrier 농도 증가에 따른 전기 전도도와 증가 및 phonon scattering 효과에 의한 열전도도의 감소 효과를 유발하여 ZnO의 열전 특성을 향상시키리라 사료된다.

단일 이온빔 스퍼터링법을 이용한 AIN 박막의 증착 (Deposition of AIN Thin Films by Single Ion Beam Sputtering)

  • 이재빈;주한용;이용의;김형준
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.209-215
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    • 1997
  • Reactive Single Ion Beam Sputtering 방법을 이용하여 AIN박막을 증착하고 물성을 분석하였다. 반응성 가스로 질소 가스 또는 암모니아 가스를 이용하였다. 증착된 AIN박막의 구조적, 화학적, 광학적 물성을 분석하기 위해 XRD, GAXRD, TEM, SEM, XPS, UV/VIS spectrophotometer, FT-IR등을 이용하였다. XRD, GAXRD분석결과에 의하면 증착된 모든 AIN박막은 비정질이었으나 TEM분석결과에서는 비정질 속에 육방정의 AIN미세결정들이 분포해 있었다. 그리고 FT-IR과 XPS분석을 통하여 Al-N결합을 확인하였으며, 화학양론적인 조성이 됨에 따라 UV-VIS spectrophotometery 분석에서 투광성이 증가하며 광학적 밴드갭은 6.2eV까지 증가함을 확인하였다. 또한 단면과 표면 형상관찰에서는, 반응성 가스로 질소 가스나 암모니아 가스에 관계없이, 결정입계가 전혀 관찰되지 않는 아주 평활한 현상이었으며 굴절율은 1.6~1.7의 값을 갖는다.

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