본 연구에서는 탈황석고(DG)에 이산화탄소를 반응시켜 만든 탄산화물(CCMs)의 시멘트 혼합재로서 적용 가능성 분석을 위해 탈황석고와 탄산화물의 미세구조 및 기초물성 분석을 실시하였다. 탈황석고의 경우 CaO 및 CaSO4가, 탄산화물의 경우 CaSO4, CaCO3, Ca(OH)2 및 CaSO4·H2O 결정상이 주 결정상으로 나타났으며 입도분석 결과 두 재료의 평균 입자 크기의 차이는 약 7 ㎛로 나타났다. 또한 탄산화물은 폐기물공정시험기준에 따른 중금속 용출시험 결과 주요 중금속이 불검출되었으며 열중량 분석 결과 탈황석고에 비해 CO2 분해가 2배 이상 나타난 것으로 보아 설비 운전 조건 최적화를 통해 건설 소재 원료로 활용 가능할 것이라 판단된다. 탈황석고와 탄산화물의 함량별 강도 거동 측정 결과 탄산화물 혼입 모르타르의 장기강도가 더 높은 것으로 나타났으며 이는 탄산화물에 존재하는 CaCO3의 충전제 효과 때문인 것으로 나타났다.
비정질 코디어라이트에 판상형 알루미나를 첨가하여 미세구조를 제어함으로써 저 유전율과 저 열팽창계수를 갖는 세라믹 기판재료를 연구하였다. 판상형 알루미나는 4종류의 크기를 갖는 분말을 사용하였으며, 그 첨가량을 달리하며 각 조성의 기계적 성질, 유전상수, 및 열팽창계수의 거동을 고찰하였다. 슬립 케스팅 후 $1300^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결된 시편은 순수한 코디어라이트에 비하여 80 MPa의 향상된 강도치를 보였으며, 실리콘 칩의 열팽창계수에 접근하는 $3.5 \times 10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수 값을 보였다. 판상형 알루미나의 특성에 의해 형성된 소결체 기지내의 고립기공은 알루미나의 첨가에 의해 발생되는 유전상수의 증가를 억제시켰으며, 1 MHz에서 5.0의 유전상수 값을 나타내었다.
To precipitate the complex gels of the pH 6, 7, 8, 9 included in a flux and an aluminum hydroxides gel, an aqueous solution of a mixture of $Na_2CO_3\;and\;Na_2PO_4{\cdot}12H_2O$ was added with stirring in an aqueous solution of a mixture of $Al_2(SO_4){_3}{\cdot}18H_2O,\;Na_2SO_4\;and\;K_2SO_4$, and then the complex gels were aged in 20 h at $90^{\circ}C$. As the hydrolysis pH changed, it had an effect on the physical properties such as the crystal structure, crystal morphology and a phase transition temperature of the AlO(OH) gel, and also on the crystal structure, crystal morphology, particle size and particle size distribution of the ${\alpha}-Al_2O_3$ platelets prepared by molten-salt precipitation. Also, in this study, the complex gels were crystallized at $1,200^{\circ}C$ and thereafter dried at $110^{\circ}C$, and then it was investigated to effect of the hydrolysis pH on the crystal structure, morphology and particle size distribution of the ${\alpha}-Al_2O_3$ platelets crystals using XRD, DTA, SEM and particle size analyzer.
This paper shortly reviews our recent work on filled skutterudites, which are considered to be one of the most promising thermoelectric (TE) materials due to their excellent power factors and relatively low thermal conductivities. The filled skutterudite system also provides a platform for studying void filling physics/chemistry in compounds with intrinsic lattice voids. By using ab initio calculations and thermodynamic analysis, our group has made progresses in understanding the filling fraction limit (FFL) for single fillers in $CoSb_3$, and ultra-high FFLs in a few alkali-metal-filled $CoSb_3$ have been predicted and then been confirmed experimentally. FFLs in multiple-element-filled $CoSb_3$ are also investigated and anonymous filling behavior is found in a few specific systems. The calculated and measured FFLs, in both single and multiple-filled $CoSb_3$ systems, show good accordance so far. The thermal transport properties can be understood qualitatively by a phonon resonance scattering model, and it seems that a scaling rule may exist between the lattice thermal resistivity and the resonance frequency of filler atoms in filled system. Even though a few things become clear now, there are still many unsolved issues that call for further work.
To precipitate the complex gel of flux and aluminum hydroxides gel, aqueous solution of the mixture of $Na_2CO_3\;and\;Na_2PO_4{\cdot}12H_2O$ was added with stirring in aqueous solution of the mixture of $Al_2(SO_4)_3{\cdot}14{\sim}18H_2O,\;Na_2SO_4$, and then the complex gel was aged in $0{\sim}30h\;at\;90^{\circ}C$. As aging time passed, the aluminum hydroxides was grown into the acicular AlO(OH) gel. Also, aging time had an effect on physical properties of the AlO(OH) gel and on crystal growth of the flaky ${\alpha}-Al_2O_3$ prepared by molten-salt precipitation. In this study, the complex gel was crystallized in temperature range of $400{\sim}1,200^{\circ}C$ after drying at $110^{\circ}C$, and then it was investigated to effect of aging time on precipitation temperature, size, thickness, morphology and particle size distribution of the flaky ${\alpha}-Al_2O_3$ crystal. As aging time passed, the flaky a${\alpha}-Al_2O_3$ crystal showed a tendency toward an increase in size and thickness as result from an increase in BET surface area and pore volume of the acicular AlO(OH) gel.
The effective glass frit composition used to absorb laser energy and to seal commercial dye-sensitized solar cell panel substrates has been previously developed using $V_2O_5-TeO_2$-based glass with 10 wt% ${\beta}$-eucryptite as a CTE controlling filler. The optimum sealing conditions are provided using a 3 mm beam, a laser power of 40 watt, a scan speed of 300 mm/s, and 200 irradiation cycles. In this study, the feasibility of the developed glass frit is investigated in terms of the sealing strength and chemical durability against the commercial iodide/triiodide electrolyte solution and fluorine-doped tin oxide (FTO) electrode in order to increase the solar cell lifetime. The sealing strength of the laser-sealed $V_2O_5-TeO_2$-based glass frit is $20.5{\pm}1.7MPa$, which is higher than those of thermally sealed glass frit and other reported glass frit. Furthermore, the developed glass frit is chemically stable against electrolyte solutions. The glass frit constituents are not leached out from the glass after soaking in the electrolyte solution for up to three months. During the laser sealing, the glass frit does not react with the FTO electrode; thus, the resistivity of the FTO electrode beneath the laser-sealed area remains the same.
Melt-blown 방사법으로 Ba-ferrite 포함하는 PP 복합수지를 방사하여 부직포 섬유를 제조하는 공정에서 방사공정인자와 부직포 특성과의 상관관계를 조사하였다. PP 수지와 Ba-ferrite 분말을 혼합한 후 단축 압출 성형기를 이용하여 펠렛 형태로 제조하고 Melt-blown 섬유 방사기를 이용하여 screw turning force (rpm)와 DCD (die-to-collector distance)를 변화시켜 Ba-ferrite 분말이 부직포 섬유의 기계적, 열적, 결정학적 및 자성 특성에 미치는 영향을 조사하였다. SEM 관찰을 통하여 방사 거리가 증가할수록 혹은 screw turning force가 감소할수록 부직포 섬유의 연신율이 증가하고, 섬유의 직경 및 인장강도가 감소하는 것을 알 수 있었고, XRD 측정 결과로부터 방사거리의 증가는 섬유의 결정성을 높이는 것으로 관찰되었다. 복합 부직포에서는 입자가 고분자와 분리되어 고분자와 입자간의 결합력이 떨어져 순수한 PP대비 인장강도가 감소하였다. Ba-ferrite 분말에 의한 부직포의 자성적 성질을 보면 방사거리에 따라 보자력, 최대 자화, 잔류 자화 값은 감소하였다. TGA 측정을 통한 부직포 섬유의 내열성 시험 결과는 방사거리의 감소에 따라 내열성이 증가하였으며 난연성은 Ba-ferrite 분말의 함량 증가에 따라 증가하였다.
최근 고집적 고출력 전자 패키지의 효율적인 열전달을 위한 기판 및 방열소재로서 절연성 고열전도 필름의 수요가 커지고 있어, 알루미나, 질화알루미늄, 질화보론, 탄소나노튜브 및 그래핀 등의 고열전도 필러소재를 사용한 고방열 복합소재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서도 육방정 질화보론(h-BN) 나노시트가 절연성 고열전도 필러 소재로서 유력한 후보 물질로 선택되고 있다. 본 연구는 이 h-BN 나노시트와 PVA로 된 세라믹/폴리머 복합체 필름의 방열특성 향상에 관한 것이다. h-BN 나노시트는 h-BN 플레이크 원료 분말을 유기용매를 사용한 볼밀링과 초음파 처리에 의한 물리적 박리공정으로 만들었으며, 이를 사용한 h-BN/PVA 복합 필름을 제조한 결과 성형된 복합필름의 면방향과 두께방향 열전도도는 50 vol%의 필러함량에서 각각 $2.8W/m{\cdot}K$ 및 $10W/m{\cdot}K$의 높은 열전도도가 나타났다. 이 복합필름을 PVA의 유리전이온도 이상에서 일축 가압하여 h-BN 판상분말의 얼라인먼트를 향상시킴으로써 면방향 열전도도를 최대 $13.5W/m{\cdot}K$까지 증가시킬 수 있었다.
The aim of this study is to quantitatively demonstrate the possibility of heat transfer by thermal radiation by comparing heat transfer by conventional heat transfer and radiation by radiation. 1) The heat transfer was measured by using filler of TIM material with low thermal conductivity (CuS). As a result, heat transfer was easier than ceramic with high thermal conductivity ($Al_2O_3$ and $Si_3N_4$). 2) The reason for this is thought to be that the infrared wave due to radiation of the air diaphragm has moved easily. 3) From the above results, the heat dissipation of the TIM material indicates the possibility of heat transfer by thermal radiation.
본 연구는 도자기 복원용 에폭시수지 12종을 대상으로 복원제로서의 요구 특성(내구성, 가공성, 광택특성, 수축 팽창특성)을 조사한 후, 이를 통해 효과적인 재료 선택의 기준을 제시하고자 하였다. 내구성 분석결과 액상형은 비교적 손상 정도가 적고 재질 강도가 높은 도자기 유물에, 페이스트형은 상대적으로 손상 정도가 심하고 재질 강도가 약한 토기 유물에 적용하는 것이 보다 효과적이다. 가공성 분석결과 액상형은 페이스트형보다 높은 표면경도를 보였고, 액상형 중에서는 일반경화형이 속경화형보다 표면경도가 높았다. 따라서 높은 표면경도로 재가공이 어려운 액상형은 향후 첨가제 혼합을 통한 물성 개선이 필요하다. 광택특성 분석결과 외관상 무색투명한 액상형이 페이스트형보다 높은 광택도를 보였고, 액상형 중에서는 일반경화형이 속경화형보다 광택도가 높았다. $700^{\circ}C$ 연질토기는 페이스트형 중 CDK-520A/520B와 Araldite SV 427-2/HV 427-1이, 청자와 백자는 액상형 중 Devcon 5 minute과 EPO-TEK 301-2, 페이스트형 중 Quik Wood가, 분청사기는 페이스트형 중 Quik Wood, 액상형 중 EPO-TEK 301-2와 Devcon 5 minute이 대상 도자기의 광택도에 가장 근접하였다. 수축 팽창특성 분석결과 에폭시수지의 대부분은 경화 중 부피 변화가 발생하였으므로, 수축 팽창률에 따른 복원면의 증감을 사전에 예측하여 형태복원 범위를 설정하여야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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