점토질 소지에 있어서 수축 특성은 성형, 건조 및 소성 공정에 수반되어 치말화거등에 기여할 수 있는 구동력이 될 수 있다. 점토질 소지에서 저수축 치말화거동은 입자크기효과와 상전이 특성에 기인하는 열간 반응전이 거동을 포함하는 공정변수에 따라 크게 변화됨을 보였다. 90$0^{\circ}C$ 및 120$0^{\circ}C$에서 열처리된 Chamotte의 첨가를 통해서 점토질 소지의 열간 치밀화 과정에 기인하는 공정수축은 크게 억제될 수 있었다. 120$0^{\circ}C$에서 열처리된 조대한 Chamotte 입자는 점토 소지의 치밀화 거동을 억제하여 치밀한 소결미세구조를 얻을 수는 없었지만, 조대한 Chamotte 입자의 첨가는 neat-net-shape 제어를 촉진할 수 있었다. 점토질 소지에 있어서 미세구조/물성간의 연관관계는 저수축과 치밀화 거동사이의 상반된 특성을 제어함으로써 얻어진 최적조건에 따라 직접적인 영향을 받을 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 페놀수지를 사용하여 흑연표면에 유리질 카본 코팅을 진행하였다. 코팅액은 균일한 표면을 가지는 유리질 카본 코팅층 형성을 위해 페놀수지와 경화제, 희석제, 첨가제 등을 혼합하였다. 코팅된 페놀수지는 25~60℃에서 건조 100~200℃에서 경화 500~1,500℃에서 열처리하여 유리질 카본으로 전환하였다. 유리질 카본의 특성 분석을 위해 FTIR, XRD, SEM 분석, 밀도/기공율/접촉각 측정을 진행하였다. 유리질 카본 형성에 있어 최적 온도는 약 1,000℃로 확인되었다. 그리고 첨가제의 함량이 높아질수록 코팅 표면의 결함감소, 기공율 감소, 접촉각 증가, 밀도 증가 등의 효과를 보였다. 첨가제를 통한 유리질 카본 코팅층 형성 방법은 흑연 코팅 및 다른 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
Novel polymer mold process for fabrication of microcomponents using metal nanopowders was developed and experimentally optimized. Polymer mold for forming green components was produced by using a hard master mold and polydimethylsiloxane (PDMS). In the preparation of metallic powder premix for the green components without any defect, 90 wt.% 17-4PH statinless steel nanopowders and 10 wt.% organic binder were mixed by a ball milling process. The green components with very clear gear shape were formed by filling the powder premix into the PDMS soft mold in surrounding at about $100^{\circ}C$. Cold isostatic pressing (CIP) was very potent process to decrease a porosity in the sintered microcomponent. The microgear fabricated by the improved process showed a good dimension tolerance of about 1.2%.
Cylindrical type ceramic filers, that is 60 O.D$\times$10t$\times$600L and 60 O.D$\times$10t$\times$1,000L were manufactured by vacuum forming processes using ceramic ray materials. For cylindrical type ceramic filters, porosity and bulk density were measured for, 80 to 90% and 0.3 to 0.4 g/㎤, respectively at uniform pore size of 41 to 45${\mu}{\textrm}{m}$. Bench scale candle filters (60$\psi$$\times$10t$\times$600L) were tested using different dusts collected from many industries including chemical processing, glass processing and metal manufacturing pants. Collection efficiencies found out to range from 99.87% to 99.90%, while resistance coefficients from 1.1$\times$10(sup)11/$m^2$ to 1.7$\times$10(sup)11/$m^2$ . Full scale low density ceramic filters (60$\psi$$\times$10t$\times$1,000L) were also tested at 1 atm, $600^{\circ}C$ to reveal the filtration efficiency, conditioning, and resistance coefficients using two different types of dust as chemical processing and metal refined processing. Darcys law resistance coefficients were measured to range 1.44$\times$10(sup)11/$m^2$ to 2.74$\times$10(sup)11/$m^2$, and collection efficiencies on the range 99.84 to 99.96%, Finally, results of long term performance test showed that filters were conditioned after 170hrs. Experimental conditions for effective filtration were examined under the condition 10 cm/sec face velocity, 3kg/$\textrm{cm}^2$ pulsing pressure, 5 min filtration cycle, and 300msec pulse opening time.
Cathode material, $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$, for low temperature SOFC was prepared by the glycine-nitrate synthesis process (GNP). The characteristics of the synthesized powders were studied with controlling pH of a precursor. The synthesis BSCF powders with pH were agglomeration state and calcinations temperature has not influence on particles. Highly acidicprecursor solution increased a single phase forming the temperature. Also, synthesis BSCF powder was show result for thermal analysis and alteration of difference crystal with pH. It is considered that Ba and Sr cannot complex by carboxylic acid group of glycine, because under highly acidic condition the caboxylic group mainly combined with $H^+$ insead of alkali and alkaline earth cations. In case of using precursor solution with pH $2{\sim}3$, a single perovskite phase was obtained at $1000^{\circ}C$. Polarization resistance of $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ was measured by AC impedance spectroscopy from the two electrode symmetric cell. Area specific resistance of the $(Ba_{0.5}Sr_{0.5})_{0.99}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ air electrode at $500^{\circ}C\;and\;600^{\circ}C$ were $0.96{\Omega}?cm^2$ and $0.16{\Omega}?cm^2$, respectively.
본 연구는 평판형 히터용 금속방열판상의 세라믹 절연층 제조, 즉 절연성 금속기판에 관한 것이다. 반도체나 디스플레이의 열처리 공정 등에 사용되는 평판형 히터를 제조함에 있어서, 온도 균일도를 높이기 위해 금속 방열판으로서 열전도율이 높고, 비교적 가벼우며, 가공성 좋은 알루미늄 합금 기판이 선호된다. 이 알루미늄 기판에 발열 회로 패턴을 형성하기 위해서는 금속 기판에 절연층으로서 고온 안정성이 우수한 세라믹 유전체막을 코팅하여야 한다. 금속 기판상에 세라믹 절연층을 형성함에 있어서 가장 빈번히 발생하는 첫 번째 문제는 금속과 세라믹의 이종재료 간의 큰 열팽창계수 차이와 약한 결합력에 의한 층간박리 및 균열발생이다. 두 번째 문제는 절연층의 소재 및 구조적 결함에 따른 절연파괴이다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해소를 위해 금속소재 기판과 세라믹 절연층 사이에 완충층을 도입하여 이들 간의 기계적 매칭과 접합력 개선을 도모하였고, 다중코팅 방법을 적용하여 절연막의 품질과 내전압 특성을 개선하고자 하였다.
In this study, the densification behavior and microstructural evolution of CuO were examined when this material was sintered at different temperatures in $O_2$, air and Ar atmospheres. The CuO samples maintained their phases even after prolonged sintering at $900-1100^{\circ}C$ in an oxygen atmosphere. When sintering in air, the densification was faster than it was when sintering in oxygen. However, when the samples were sintered at $1100^{\circ}C$, large pores were observed in the sample due to the phase transformation from CuO to $Cu_2O$ which accompanies the generation of oxygen gas. The pore channels in the sample became narrower as the sintering time increased, eventually undergoing a Rayleigh breakup and forming discrete isolated pores. On the other hand, CuO sintering in Ar did not contribute to the densification, as all CuO samples underwent a phase transformation to $Cu_2O$ during the heating process.
$Ti_{0.33}Al_{0.67}N/CrN$ nano-multilayers, which are known to have excellent wear resistance, were prepared using an unbalanced magnetron sputter to have various periods of 2-5 nm. $Ti_{0.33}Al_{0.67}N$ had a hexagonal structure in a single layer, but converted to a cubic structure by forming a multilayer with CrN, which has a cubic structure. Thus, $Ti_{0.33}Al_{0.67}N$ formed a superlattice in the multilayer. The $Ti_{0.33}Al_{0.67}/CrN$ multilayer with a period of 2.5 nm greatly exceeded the hardness of the $Ti_{0.33}Al_{0.67}N$ and the CrN single layer, reaching 39 GPa. According to the low angle X-ray diffraction results, the $Ti_{0.33}Al_{0.67}N/CrN$ multilayer maintained its as-coated structure to a temperature as high as $700^{\circ}C$ and exhibited hardness of 30 GPa. The thickness of the oxide layer of the $Ti_{0.33}Al_{0.67}N/CrN$ multilayered coating was less than one-tenth of those of the single layers. Thus, $Ti_{0.33}Al_{0.67}N/CrN$ multilayered coating had hardness and oxidation resistance far superior to those of its constituent single layers.
Nanoporous bioactive glass(NBG) ceramic with well interconnected pore structures were fabricated bytriblock copolymer templating and sol-gel techniques. Hierarchically porous BGbeads were also successfully synthesized by controlling the condition of solvent.The beads have hierarchically nano- and macro-pore structure with a sizesbetween several tens nanometers and several hundred micrometers. Both NBG andBG beads show superior bone-forming bioactivity and good in vitrobiodegradability. Biocompatibility both in vitro and in vivo were examed andwas revealed that it largely relies on the pore morphology as well ascomposition. Our synthetic process can be adapted for the purpose of preparingvarious bioceramics, which have excellent potential applications in the fieldof biomaterials such as tissue engineering and drug storage.
무기질 단열재 개발을 위해 포말법을 이용하여 다공성 세라믹스를 제조하였다. 실리카 흄과 SiO2를 주 원료로 사용하였으며, 다공성 세라믹의 균일한 기공 형성을 위한 첨가제로 벤토나이트를 사용하였다. 다공성 세라믹은 1200℃에서 소결하였으며, 기공율, 밀도, 압축강도, 미세구조 그리고 열전도도 분석을 수행하였다. 다공성 세라믹은 SiO2에 대한 실리카흄의 함량이 70~90 % 증가할수록 비중이 0.63에서 0.69로 증가하였으며, 압축강도는 9.41 Mpa에서 12.86 Mpa로 증가하였다. 그러나, 기공율은 비중과 반대로 72.07 %에서 70.82 %로 감소하는 경향을 나타내었다. 열전도도 측정 결과, 실리카 흄의 함량이 70 %인 F7S3 다공성 세라믹의 경우 25~800℃ 온도조건에서 0.75~0.72 W/m·K의 열전도도를 나타내었으며, 실리카 흄의 함량이 90 %인 F9S1 다공성 세라믹의 경우 0.66~0.86 W/m·K를 나타내어 실리카 흄 함량이 적을수록 낮은 열전도도를 나타내었다. 이는 기공율 결과와 일치한 것을 확인하였다. SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용한 미세구조 분석 결과, 다공성 세라믹 내/외부에 전체적으로 수십~수백 ㎛ 범위 기공이 관찰되었으며 기공 분포가 비교적 균일한 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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