• 한국세라믹학회지
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• 제48권5호
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• pp.368-372
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• 2011

Aluminum nitride (AlN) has excellent thermal conductivity, whereas it has some disadvantage such as low sinterability. In this study, the effects of sintering additive content and sintering condition on thermal conductivity of pressureless sintered AlN ceramics were examined on the variables of 1~3 wt% sintering additive ($Y_2O_3$) content at $1900^{\circ}C$ in $N_2$ atmosphere with holding time of 2~10 h. All AlN specimens showed higher thermal conductivity as the $Y_2O_3$ content and holding time increase. The formation of secondary phases (yttrium aluminates) by reaction of $Y_2O_3$ and $Al_2O_3$ from AlN surface promoted the thermal conductivity of AlN specimens, because the secondary phases could reduce the oxygen contents in AlN lattice. Also, thermal conductivity was increased by long sintering time because of the uniform distribution and the elimination of the secondary phases at the grain boundary by the evaporation effect during long holding time. A carbothermal reduction reaction was also affected on the thermal conductivity. The thermal conductivity of AlN specimens sintered at $1900^{\circ}C$ for 10 h showed 130~200W/mK according to the content of sintering additive.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.61-67
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• 2021

밀링 및 터닝 가공 중 발생되는 칩 형태 타이타늄 스크랩을 세라믹스 원료로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 우선, 칩 형태 타이타늄 스크랩에 포함되어 있는 다량의 절삭유와 철 성분 제거를 위해 유기세정 및 산 세정 과정을 거쳐 스크랩 표면 세척을 진행하였다. 아세톤과 질산을 사용한 세정 과정을 통해 스크랩 내 유기물과 철 함량은 5 wt.% 수준에서 0.07 wt.% 이하로 감소하는 것을 확인하였고 세정에 이어진 산화 과정을 통해 타이타늄 스크랩은 이산화타이타늄화 되었다. 타이타늄 스크랩의 이산화타이타늄화 과정은 800 ℃ 이상의 온도에서 이루어졌으며 이산화타이타늄은 고에너지 밀링 과정을 통해 나노 결정립으로 미세화되어 탄소에 의한 환원 및 탄화 반응은 기존 이산화타이타늄 탄화환원 온도인 1500 ℃보다 낮은 1200 ℃에서 가능하게 되었다. 이산화타이타늄 탄화환원을 통해 얻어지는 타이타늄 탄화물은 질소 및 타이타늄 이외 전이금속 원소의 첨가 및 고용을 통해 물성이 개선될 수 있었다. 타이타늄 탄화물 내 질소 첨가 및 고용상 형성 가능성은 열역학 계산을 통해 예측되었고 질소 첨가 및 전이금속 고용에 의해 타이타늄 탄화물의 특성 중 경도 및 파괴인성 제어가 가능하였다.

• Advances in materials Research
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• 제13권3호
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• pp.161-171
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• 2024

This study aimed to investigate the effect of physicochemical properties and mix ratios of iron ore (oxide feed): coke (reductant) on the carbothermic reductions of iron ore. Coke size was fixed at ≤63 ㎛ while iron ore size varied between 150-63 ㎛ and ≤63 ㎛ respectively. Mix ratios were changed from 100:0 (reference) to 80:20 and 60:40 while the temperature, heating rate and soaking duration in muffle furnace were fixed at 1100 ℃, 10 ℃/min and 1 hour. Particle size analyzer, XRF, CHNS and XRD analyses were used for determination of raw feed characteristics. The occurrence of phase transformations from various forms of iron oxides to iron during the carbothermal reductions were identified through XRD profiles and supported with weight loss (%). XRF analysis proved that iron ore is of high grade with 93.4% of Fe₂O₃ content. Other oxides present in minor amounts are 2% Al₂O₃ and 1.8% SiO₂ with negligible amounts of other compounds such as MnO, K₂O and CuO. Composite pellet with finer size iron particles (≤63 ㎛) and higher carbon content of 60:40 exhibited 45.13% weight lost compared to 32.30% and 3.88% respectively for 80:20 and 100:0 ratios. It is evident that reduction reactions can only occur with the presence of coke, the carbon supply. The small weight loss of 3.88% at 100:0 ratio occurs due to the removal of moisture and volatiles and oxidations of iron ore. Higher carbon supply at 60:40 leads into better heat and mass transfer and diffusivity during carbothermic reductions. Overall, finer particle size and higher carbon supply improves reactivity and gas-solid interactions resulting in increased reductions and phase transformations.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.1044-1055
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• 1994

Ar 또는 $Ar/H_2$ 가스유통(100~500ml/min)하에서 $ZrSiO_4/C$계 및 $ZrSiO_4/Al/C$계로부터 ZrC/SiC 복합분체의 합성을 $1600^{\circ}C$ 온도범위 내에서 시도하고, 이의 생성기구, 생성속도 및 분체특성을 검토하였다. $ZrSiO_4/C$계에서는 $1400^{\circ}C$ 이상에서 $ZrO_2(s)$와 SiO(g)가 각각 탄소와 경쟁반응하여 ZrC 및 SiC를 생성하였다. ZrC생성을 위한 겉보기활성화에너지는 약 18.5kcal/mol($1400-1600^{\circ}C$)이었다. 한편 $ZrSiO_4/Al/C$계에서는 $1200^{\circ}C$ 이상에서 ZrO(g)가 Al(l, g) 및 탄소와 반응하여 ZrC를 생성하였으며, $1300^{\circ}C$ 이상에서는 SiO(g)가 Al(l, g) 및 탄소와 환원-탄화반응하여 SiC를 생성하였다. $1600^{\circ}C$, 5시간 반응으로 얻은 생성물은 평균입경 $21.8{\mu}m$을 갖는 분말로서 ZrC의 격자정수는 $4.679{\AA}$, 결정자크기는 $640{\AA}$이었으며 SiC의 격자정수는 $4.135{\AA}$, 결정자크기는 $540{\AA}$ 정도이었다.