• 제목/요약/키워드: CaO-$Al_2O_3-SiO_2$

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TiAl 합금의 CaO 도가니 유도용융 및 정밀주조 (CaO Crucible Induction Melting and Investment Casting of TiAl Alloys)

  • 김명균;성시영;김영직
    • 한국주조공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.75-81
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    • 2002
  • The main objectives were to investigate the suitability of CaO crucible for melting TiAl alloys and to develop investment mold for investment casting of TiAl alloys. TiAl alloy specimen were prepared by plasma arc furnace under argon atmosphere. After melting of TiAl alloy using CaO crucible, the results showed that there is little contamination of oxygen in the TiAl bulk. Conventional vacuum induction furnaces can be readily adaptable to produce cast parts of TiAl without high skilled techniques. The determination of optical metallography and microhardness profiles in investment cast TiAl alloy rods has allowed the gradation of the relative thermal stability of the oxides examined. The molds used for the present study were $ZrO_2$, $Al_2O_3$, CaO stabilized $ZrO_2$ and $ZrSiO_4$. Even although high temperature of mold preheating, $Al_2O_3$ mold is a promising mold material for investment casting of TiAl alloys in terms of thermal stability, cost and handling strength. It is important to take thermal stability and preheating temperature of mold into consideration for investment casting of TiAl alloys.

CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 슬래그의 질소용해도에 관한 연구 (Nitrogen Dissolution in CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 Slags)

  • 백승배;임종호;정우진;이승원
    • 한국재료학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.81-86
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    • 2014
  • The nitrogen solubility and nitride capacity of $CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-CaF_2$ slag systems were measured by using gas-liquid equilibration at 1773K. The nitrogen solubility of this slag system decreased with increasing CO partial pressure, with the linear relationship between nitrogen contents and oxygen partial pressure being -3/4. This system was expected to show two types of nitride solution behavior. First, the nitrogen solubility decreased to a minimum value and then increased with the increase of CaO contents. These mechanisms were explained by considering that nitrogen can dissolve into slags as "free nitride" at high basicities and as "incorporated nitride" within the network at low basicities. Also, the basicity of slag and nitride capacity were explained by using optical basicity. The nitrogen contents exhibited temperature dependence, showing an increase in nitrogen contents with increasing temperature.

열분석에 의한 $CaO.Al_2O_3.2SiO_2$ 유리의 결정화 고찰 (Crystallization Behavior of $CaO.Al_2O_3.2SiO_2$ Glass with Kinetic Parameters)

  • 이승한;류봉기;박희찬
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권12호
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    • pp.1545-1551
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    • 1994
  • Various kinetic parameters of the nucleation and crystallization in anorthite glass (CaO.Al2O3.2SiO2) were calculated by nonisothermal differential thermal analysis. Base glass and glass with TiO2 were prepared by melting. In base glass, the temperature where nucleation can occur ranges from 85$0^{\circ}C$ to 9$25^{\circ}C$ and the temperature for maximum nucleation was 900$\pm$5$^{\circ}C$. In glass with TiO2, the nucleation temperature range was 800~875$^{\circ}C$ and the maximum nucleation temperature was 850$\pm$5$^{\circ}C$. Kissinger equation, Bansal equation, and modified Ozawa equation were used for calculating activation energy for crystallization, Ec. The results showed the same activation energies for both glasses with and without TiO2 in the different equations. The shape of maximum exotherm peak and Ozawa equation were used for Avrami exponent, n. The n value for each glass was 2, indicating that each glass crystallized primarily by bulk crystallization.

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산화물계의 액상소결에서 입자 형상이 입자성장 거동에 미치는 영향 (The effect of grain shape on grain growth behavior of oxide system during liquid phase sintering)

  • 조동희;박상엽
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.127-131
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    • 2001
  • 산화물계의 액상소결시 액상량을 변수로 하여 입자형성이 입자성장 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 산화물계 모델로 구형입자의 경우는 MgO$CaMgSiO_{4}$계를 선택하였으며, 각진입자의 경우는 $Al_{2}O_{3}$/ $CaAl_{2}Si_{2}O_{8}$계를 선택하였다. 구형입자인 MgO의 경우 액상량 증가에 따라 입자크기가 감소하였으나,각진입자인 $Al_{2}O_{3}$ 입자의 경우는 계면지배과정에 의해 성장하는 반면, 거친 고상/액상계면을 지닐 것으로 예상되는 구형 MgO입자의 경우는 확산지배과정에 의해 성장하였다.

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익산 미륵사지 석탑 사리공 내 출토 고대 유리 유물의 성분특성 분석 (Characteristic Analysis of Chemical Compositions for Ancient Glasses Excavated from the Sarira Hole of Mireuksaji Stone Pagoda, Iksan)

  • 한민수
    • 보존과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.215-223
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    • 2017
  • 익산 미륵사지 석탑의 사리공 내에서 출토된 유리 유물 30점을 분석하여 이들의 성분특성과 상관성, 발색원소 등을 알아보고자 하였으며, 이를 왕궁리 출토 유리의 연구결과와 비교하여 상관관계를 검토하였다. 성분분석 결과, 유리구슬 24점은 $SiO_2$$Na_2O$ 성분을 다량 함유한 소다유리군에 속하며, 세부적으로 소다-알루미나유리계 ($Na_2O-Al_2O_3-CaO-Si_2O$)였다. 안정제로서 $Al_2O_3$, CaO, MgO가 첨가된 것으로 보이며, 이를 통해 LCHA(Low CaO, High $Al_2O_3$)형으로 분류할 수 있다. 착색물질은 Ti, Mn, Fe, Cu, Pb 등 성분이 발색에 영향을 준 것으로 판단된다. 나머지 6점은 모두 녹색계열의 유리판 또는 미상의 파편으로 PbO의 함량이 약 70wt.%, $SiO_2$의 함량이 약 30wt.%인 전형적인 $PbO-SiO_2$계의 납유리였다. 이들 유물을 동일 유적권인 왕궁리 출토 유리구슬의 성분과 비교한 결과, 일부 소다유리인 점은 유사하나 $Na_2O$의 함량이 상대적으로 미륵사지 유리 구슬이 매우 높고, 대부분 $K_2O$와 CaO의 함량이 낮다는 점이 다르다. 납유리의 경우도 PbO와 $SiO_2$ 함량이 약간 차이가 있다. 이는 두 유적지에서 제작된 유리 유물이 서로 다른 재료 또는 기술을 이용하였을 가능성도 있는 것으로 보인다.

입도분포에 따른 하상퇴적물의 지구화학적 분산 및 부화 (Geochemical Dispersion and Enrichment of Fluvial Sediments Depending on the Particla Size Distribution)

  • 이현구
    • 자원환경지질
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    • 제32권3호
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    • pp.247-260
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    • 1999
  • Geochermical characteristics of the fluvial sediments deprnding on particle size distribution size were investigated in the respect of majir, minor and rare eath element chemisitry. Ratios of $Al_{2}O_{3}/Na_{2}O$ and $K_{2}O/Na_{2}O$ of the sediments show the homogeneous valus, and partly positive correlation with $SiO_{2}/Al_{2}O_{3}$, respecively. Characteristics of minor element ratios (V/Ni, Cr/V, Ni/Co and Zr/Hf)are within the lower and narrow range. Thesesuggested that sediment sources may be acidic to intermediate granitic rock, and may be explained by simple weathering and sedimentation. With increasing SiO2 contents, concentrations of $Al_{2}O_{3}$, $Fe_{2}O_{3}$, CaO and MgO decreased, but those of $K_{2}O$ and $Na_{2}O$ increased, Concentrations of Ba, Be, Cs, Cu, Li, Ni, Sr, V and Zr show comparatively normal negative and some positive trends. Compared with the mean composition of granite, concentrations of $Al_{2}O_{3}$, $Fe_{2}O_{3}$, MnO, CaO and MgO in the sediments of the study area were highly enriced. Among some minor and rare earth elements, concentrations of As, Cd, Cu, and V were enriched, but those of Be, Ce, Rb, Sc, Sr and Zn were depleted when compared with average composition of granite. By decreasing of particle size fractions, SiO2, Rb and Sr conterts decreased, but concentrations of $Al_{2}O_{3}$, $Fe_{2}O_{3}$, CaO, MgO, $TiO_{2}$, MgO, $P_{2}O_{5}$, Be, Cu, Hf, Pb, V and Zr increased. From the correlations between particle size fractions and element concenreations, some elements of $Fe_{2}O_{3}$, CaO, MgO, $P_{2}O_{5}$, Cu, Ni, Zn and Zr showed typical trends in the secondary contramination sediments. These trends are typically shown under 100 mesh fractions. It indicates that the fraction of minus 100 mesh is the optimum size fraction for geochemical and environmental survey.

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(Zn1-xCax)2SiO4:Mn 녹색 형광체의 농도 변화에 따른 발광특성 (Luminescent Properties of (Zn1-xCax)2SiO4:Mn,Al Green Phosphors for Various Concentration)

  • 유일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.323-326
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    • 2010
  • $(Zn_{1-x}Ca_x)_2SiO_4$:Mn phosphors doped with Ca were synthesized by solid state reaction method. $(Zn_{1-x}Ca_x)_2SiO_4$:Mn phosphors showed XRD patterns of Willemite structure. Also, $CaSiO_3$ structure and new peak near 610 nm in $(Zn_{1-x}Ca_x)_2SiO_4$:Mn with increasing value of x were observed from XRD and PL. The new peak near 610 nm in $(Zn_{1-x}Ca_x)_2SiO_4$:Mn with doping Ca was attributed to formation of $CaSiO_3$.

용융전로(熔融轉爐)슬래그와 CaO펠렛의 상호반응(相互反應)에 미치는 $Al_{2}O_{3}$의 영향(影響) (An Effect of $Al_{2}O_{3}$ on the Reaction between Molten Converter Slag and CaO pellet)

  • 김영환;고인용
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권2호
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    • pp.3-9
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    • 2006
  • 용융전로슬래그로부터 일반 포틀랜드 시멘트로의 전환에 관한 기초 연구의 일환으로, 전로슬래그의 $Al_{2}O_{3}$ 농도에 따를 고체 CaO 입자와 용융슬래그간의 계면반응을 알아보고자 하였다. 염기도($B=CaO/SiO_2$)를 1과 2로 조정한 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$$5{\sim}15wt%\;Al_{2}O_{3}$를 첨가제로 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1500^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도의 소결 CaO펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방항으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO직경 변화를 측정하여 슬래그중 $Al_{2}O_{3}$첨가에 따른 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 염기도가 1인 경우 보다 생성층 $C_{3}S$상의 두께는 $Al_{2}O_{3}$를 15wt.%까지 첨가함에 따라 3.5배 증가하였으며, $C_{6}AF_{2}$ 또는 $C_{4}AF$양도 2배 정도 증가됨을 알 수 있었다.

$Na_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2$계 Glass-Ceramics에 있어서 Bulk Crystallization에 관한 연구 (The Study on the Bulk Crystallization in $Na_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2$ Glass-Ceramics)

  • 강원호;이정호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.20-32
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    • 1992
  • $Na_2O-CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2$계를 기본조성으로 하여 $Na_2O$$Li_2O 0.05wt%, $K_2O$를, CaO에 MgO 12.0wt%, ZnO 6.0%를 각각 치환하여 조성을 선정하였다. 기본 유리조성의 결정상은 wollastonite이고, 치환된 조성들은 diopside, diopside.tremolite의 혼정이 나타났다. $Na_2O$$Li_2O$로 치환한 시편은 열팽창계수가 감소하였지만 CaO를 ZnO로 치환한 시편은 열팽창 계수가 증가하였다. 곡강도에 있어서는 치환에 따라 모두 증가시켰다. 핵행성제로 $ZrO_2$CaF_2$를 각각 1~2wt%의 변화를 시켜본 결과 핵형성제 $ZnO_2$$CaF_2$가 1:1, 1:2인 시편은 $1000~1050^{\circ}C$온도에서 급격한 결정성장을 보였으며 1:2시편이 가장 낮은 열팽창 계수값을 나타냈다. 곡강도는 모두 $1000~1050^{\circ}C$의 결정화 온도 범위에서 높은 강도를 나타내었다. 결정화에 필요한 활성화 에너지는 Ozawa와 Kissinger식으로 plot하여 각각 55.24kcal/mol과 53.05kcal/mol이다.

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석탄 바닥재가 포함된 결정화 유리의 특성에 미치는 수식제의 영향 (Effect of modifiers on the properties of glass-ceramics containing coal bottom ash)

  • 강승구
    • 한국결정성장학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.53-57
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    • 2010
  • 화력 발전소에서 배출된 석탄 바닥재로 L-A-S($Li_2O-Al_2O_3-SiO_2$)계 결정화 유리를 제조함에 있어 수식제인 CaO 첨가가 결정화 온도, 결정상 종류, 미세구조 등의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. L-A-S계 유리에 CaO를 첨가하면 DTA 그래프 상의 유리 전이 온도 및 결정화 온도가 함께 높아지고 주 결정상으로 ${\beta}$-spodumene($LiAlSi_2O_6$) 및 eucryptite ($LiAlSiO_4$)가 생성되었으며, 동시에 CaO와 관련된 미지의 상도 약간 생성되었다. 결정화 유리 시편은 표면 및 내부 결정화 거동을 함께 나타냈으며, CaO 첨가량이 증가하면 시편 내부의 결정 크기 및 분율이 높아졌다. 또한 시편의 겉에서 내부 방향으로 성장한 표면 결정은, CaO 첨가에 따라 다양한 형태를 보였으며 CaO 첨가량이 9 wt% 이상이 되면 일부 균열이 관찰되었는데 이는 ${\beta}$-spodumene과 CaO 관련 결정 간에 열팽창계수 차이에 의한 것으로 생각된다.