• Title/Summary/Keyword: Composite ceramic

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고분자 복합재료의 표면 친수화 및 소수화 메커니즘 해석 (Analysis on the Surface Hydrophilicity & Hydrophobicity Mechanism of Polymer Composites)

  • 임경범;노태호;이재오
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권7호
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    • pp.3437-3443
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    • 2013
  • 고분자 절연재료는 기존의 세라믹 절연재료에 대체되는 물질로 매년 수요가 꾸준히 급증하고 있다. 그러나, 실용에 있어 장시간 외부로부터 가해지는 열화인자에 노출됨에 따라 경시적 성능저하 및 수명단축이 발생되고, 이를 근본적으로 해결하기 위한 고분자 열화메커니즘의 규명이 안전성 향상 및 신뢰성 확보를 위해 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 연구는 이러한 열화발생 및 진행경로를 해석하기 위한 일환으로 열, 수분에 의한 열화를 각각 임의로 모의하여, 열화 발생메커니즘을 해석하였다. 특히, 본 연구에서는 화학적 측면의 특성분석을 수행하였고, 이를 통해 표면의 친수 소수적 분자구조 분석으로 최종적인 표면열화 모델링을 도출하였다. PCB 기판용 고분자 복합재료를 대상으로 열, 수분 가속열화에 따른 표면에서의 접촉각, XPS 분석을 통해 표면의 변화 메커니즘을 분석하였다. 친수화 경향을 나타내는 표면은 접촉각의 감소와 carboxyl($-COO^*$) 라디칼이 다량 발생하였으며, 소수화 경향을 나타내는 표면은 접촉각의 증가와 표면에서 산소기의 이탈과 탄소결합의 불포화 이중결합화로 안정된 화학구조를 구성하고 있었다.

고온용 유리 봉합재의 filler 첨가효과 (Study on Filler Effects of High Temperature Glass Sealant)

  • 손용배;김상우;김민호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.51-58
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    • 1999
  • 지르코니아에 접합과 반응성이 정합되며 고온에서 물리화학적으로 안정성을 갖는 접합재를 제조하기 위하여 silicate계 유리의 조성에 따른 적심특성, 결정화 및 반응성등 제반 특성을 고찰하였다. 지르코니아와의 열팽창계수가 정합 될 수 있는 유리계에 대한 조성 실험하였다. Alkaline earth silicate 유리는 적심성이 우수하였으며 적심각이 낮으며 $B_2O_3$의 첨가함로써 유리의 점도를 조절 및 결정화를 억제할 수가 있었다. $900^{\circ}C$ 이하에서 적심공정에 일어났으며 $800^{\circ}C$에서 10시간동안 유지한 후에 결정화와 계면 반응을 조사한 결과 기공이 많이 발생하였으며 $B_2O_3$를 15mo1% 첨가한 경우 흐름성이 증가하였으며 기판과의 반응성이 높아졌다. 기공을 없애기 위해서는 공정변수를 조절하여 유리의 소결을 촉진할 필요가 있으며 유리점도와 반응성에 관한 최적화가 요구된다. 본 연구에서는 유리-세라믹필러 복합체의 고온적심성에 대하여 조사하였다. Filler로서 $ZrO_2$분말을 여러 조건으로 열처리하여 분말종류와 첨가량에 따라 기공, $ZrO_2$ filler의 형상 및 계면반응 등을 고찰하였다.

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다양한 SiC 섬유를 적용한 실리콘 용융 침투 공정 SiCf/SiC 복합재료의 제조 및 특성 변화 연구 (Liquid Silicon Infiltrated SiCf/SiC Composites with Various Types of SiC Fiber)

  • 송종섭;김세영;백경호;우상국;김수현
    • Composites Research
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    • 제30권2호
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    • pp.77-83
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    • 2017
  • 섬유강화 세라믹 복합재료 제조 방법 중 실리콘 용융 침투 공정법(Liquid Silicon Infiltration-LSI)은 낮은 제조단가 및 짧은 공정 시간 등의 장점을 가진다. 본 연구에서는 고온 내산 특성이 우수한 SiC 섬유를 LSI 공정에 적용하기 위해 결정화도와 산소함량이 다른 세 가지 SiC 섬유(Tyranno SA, LoxM, Tyranno S)를 이용하여 $SiC_f/SiC$ 복합재료를 제작하고 그 적용 가능성을 확인하였다. LSI 공정을 통해 제조된 $SiC_f/SiC$ 복합재료는 모두 2% 미만의 기공률로 치밀화 되었지만, 섬유의 결정화도와 산소함량에 따라 3점 굽힘강도는 큰 차이를 나타냈다. 이는 $1450^{\circ}C$ 이상의 높은 LSI 공정 온도에 SiC 섬유가 노출 될 경우 비정질 SiOC상이 결정화되며 수축하는 현상과 섬유 내 잔존 산소-모재 내 탄소의 반응으로 인한 미세구조 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이는 SEM, XRD 및 TEM 분석을 통해 섬유 종류별 공정온도에서의 특성 변화로 확인하였다.

탈지방탈회우골분말과 Polymethyl Methacrylate(PMMA) Bone Cement 혼합제에 관한 연구 (STUDY OF POLYMETHYL METHACRYLATE BONE CEMENT CONTAINING BOVINE-DERIVED DEFATTING DEMINERALIZED BONE POWDER)

  • 김운규;김수관;조세인;고영무;윤정훈;안종모
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제27권6호
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    • pp.491-497
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    • 2001
  • Polymethylmethacrylate(PMMA) is currently commonly used material for the reconstruction of bone defects and fixation of joint prosthetics following congenital and acquired causes. Although PMMA has widespread use, it does not possess the ideal mechanical characteristics with osteoconductivity and osteoinductivity required. In order to overcome these problem, addition of bovine bone drived defatting demineralized bone(BDB) powders to a PMMA bone cement was done for improvement of physical property and bone forming characteristics of composite. In order to investigate the influence of BDB reinforcement on the PMMA, we measured physical property of compressive, tensile, flexural strength, and scanning electron microscopic examinations. The results were obtained as follows: 1. The PMMA forms a solid cellular matrix with open cells about $100{\mu}m$ in variable size and incorporating BDB. BDB aggregates inside the cells form a porous network that is accessible from the outer surface. 2. The physical properties were compressive strength of mean $22.74{\pm}1.69MPa$, tensile strength of mean $22.74{\pm}1.69MPa$, flexural strength of mean $77.53{\pm}6.93MPa$. Scanning electron microscopic examinations were revealed that there was DBD particles form a highly porous agglomerates. BDB can be added PMMA in the form of dried powders, the composites are applicable as bone substitutes. BDB and PMMA mixture is shown to produce a class of composites that due to their microstructure and improved mechanical properties may be suitable for application as bone subsitutes. The mechanical and material properties of the BDB-PMMA bone substitute composites are competitive with those properties of a porous ceramic matrix of other hydroxyapatite and with those of natural bones.

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Pb-free PTC에 있어서 $(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ 첨가에 따른 $Ba_{1-x}(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$의 전기적특성 (Electrical Properties of $Ba_{1-x}(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ according to $(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ for Pb-free PTC)

  • 이미재;최병현;백종후;김빛남;이우영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.35-36
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    • 2008
  • PTC thermistor are characterized by an increase in the electrical resistance with temperature. The PTC materials of middle Curie point were produced or that of high Curie point (above $200^{\circ}C$), it was determined that compositional modifications of $Pb^{2+}$ for $Ba^{2+}$ produce change sin the Curie point to higher temperature. PTC ceramic materials with the Curie point above $120^{\circ}C$ were prepared by adding $PbTiO_3$, PbO or $Pb_3O_4$ into $BaTiO_3$. Thereby, adding $Pb^{2+}$ into $BaTiO_3$-based PTC material to improve Tc was studied broadly, however, weal know that PbO was poisonous and prone to volatilize, then to pollute the circumstance and hurt to people, so we should dope other innocuous additives instead of lead to increase Tc of composite PTC material. In order to prepare lead-free $BaTiO_3$-based PTC with middle Curie point, the incorporation on $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$ into $BaTiO_3$-based ceramics was investigated on samples containing 0, 1, 2, 3, 4, and 50mol% of $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$. $Bi_{1/2}K_{1/2}TiO_3$ was compounded as standby material by conventional solid-state reaction technique. The starting materials were $Bi_2O_3$, $K_2CO_3$, $BaCO_3$ and $TiO_2$ powder, and using solid-state reaction method, too. The microstructures of samples were investigated by SEM, DSC, XRD and dielectric properties. Phase composition and lattice parameters were investigated by X-ray diffraction.

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Pt/Ti/Si 기판위에 형성시킨 PZT박막의 특성 (Characterizations of Sputtered PZT Films on Pt/Ti/Si Substrates.)

  • 황유상;백수현;백상훈;박치선;마재평;최진석;정재경;김영남;조현춘
    • 한국재료학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.143-151
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    • 1994
  • $(PbZr_{52},Ti_{48})O_{3}$인 composite ceramic target을 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 기판온도 $300^{\circ}C$에서 Pt/Ti/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. 페롭스 카이트 PZT박막을 얻기 위하여 PbO분위기에서 로열처리를 행하였다. 하부전극으로 Pt를 사용하였으며 Pt(205$\AA$)/Ti(500 $\AA$)/Si 및 Pt(1000$\AA$)/Ti(500$\AA$)/Si기판을 준비하여 Pt두께화 Ti층이 산소의sink로 작용함으로서 이를 가속화하였다. Ti층의 상부는 산소의 확산으로 인하여 TiOx층으로 변태하였고 하부는 in diffused Pt와 함께 실리사이드층을 형성하였다. TiOx 층의 형성은PZT층의 방향성에 영향을 주었다. 유전상수 (10kHz), 누설전류, 파괴전압, 잔류분극 및 항전계는 각각 571, 32,65$\mu A /\textrm{cm}^2$, 0.40MV/cm, 3.3$\mu C /\textrm{cm}^2$, 0.15MV/cm이었다.

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저밀도 실리카 중공미세구 표면에 Co 박막의 코팅에 의한 경량 전파흡수체 제조 (Fabrication of Lightweight Microwave Absorbers with Co-coated Hollow Silica Microspheres)

  • 김선태;김성수;안준모;김근홍
    • 한국자기학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.67-75
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    • 2005
  • 경량 전파흡수체 구현 방안의 하나로 저밀도(약 0.2g/cc) 중공미세구 표면에 수 ${\cal}um$ 두께의 Co 피막을 무전해 도금에 의해 코팅하고, 고주파 전자기 특성 및 전파흡수특성을 조사하였다. Co 도금은 활성화 처리와 도금공정 2단계 과정을 거쳐 시행되었다. 도금공정의 반복에 의해 두께 $2{\~}3\mu$m의 균일한 Co 피막을 얻을 수 있었다. 이 분말을 실리콘 고무와 혼합하여 복합체를 제조하고, 고주파 전자기 물성 및 전파흡수특성을 회로망 분석기로 측정하였다. Co 피막의 강자성 특성 및 전도 특성에 의해 높은 자기손실 및 유전상수를 얻을 수 있었다. 이와 같은 전자기적 특성에 의해 GHz 대역에서 우수한 전파흡수특성(두께 2.0$\~$2.5mm, 전파흡수능 20dB 이상)이 확인되었다. 특히 Co 도금 중공미세구의 밀도(0.84 g/cc)는 페라이트(5.0 g/cc)에 비해 약 1/6에 불과하기 때문에 경량 전파흡수체로서 응용가치가 매우 높음을 제시할 수 있었다.

연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 특성 연구 (Characteristics of Anode-supported Flat Tubular Solid Oxide Fuel Cell)

  • 김종희;송락현
    • 전기화학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.94-99
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    • 2004
  • 연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.

Ormocer-Based-Resin의 상아질에 대한 전단결합강도 및 파절 양상에 대한 연구 (Shear bond strength and fracture patterns between Ormocer-based-resin and dentin)

  • 안시현;조인호;임주환;임헌송
    • 구강회복응용과학지
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    • 제18권4호
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    • pp.289-299
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    • 2002
  • The bond strength is one of the most important factor in establishing long-term success of esthetic restorative dentistry. So, various restorative materials have been introduced to improve the esthetic and physical properties. Ormocer (organically modified ceramic) was developed as a result of such efforts. This study was performed to compare the shear bond strength of ormocer based adhesive with that of existing dentin adhesive. In this study $Admira^{(R)}$ and $Admira^{(R)}$ bond of the ormocer system are grouped together for ADM, Single $Bond^{(R)}$ which is an one-bottle adhesive and Z-250TM which is hybrid composite resin of BIS-GMA system for SIN, and $Definite^{(R)}$ of ormocer and Etch & $Prime^{(R)}$ 3.0 which is a self etching priming/ bonding agent for ETC. The results of this study were as follows. : (1) In the comparison of shear bond strength according to different adhesive system, shear bond strength was increased in the order of ETC group, SIN group, ADM group. There was no significant difference between ADM group and SIN group. However, there was a significant level of difference between ADM and ETC groups as well as SIN and ETC groups( p<0.05). (2) Examination by a scanning electron microscope showed a well established hybrid layer and resin tag in both ADM group and SIN group, while ETC group showed a minimal formation of the hybrid layer when compared with ADM and SIN groups. From the above results, it may be reasonable to start the clinical application of ormocer system, and it is recommended that ormocer system should be used along with an ormocer based adhesive because ormocer system showed the lower shear bond strength when it used with other existing self etching priming/bonding agent. The self etching priming/bonding agent showed relatively low shear bond strength, and it is considered that the further study should be needed.

Pb-free PTC에 있어서 $(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ 첨가에 따른 $BaTiO_3$ 효과 (Effect of $BaTiO_3$ according to $(Bi_{0.5}Na_{0.5})TiO_3$ for Pb-free PTC)

  • 이미재;백종후;김세기;김빛남;이우영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.57-58
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    • 2008
  • PTC thermistor are characterized by an increase in the electrical resistance with temperature. The PTC materials of middle Curie point were produced or that of high Curie point (above $200^{\circ}C$), it was determined that compositional modifications of $Pb^{2+}$ for $Ba^{2+}$ produce change sin the Curie point to higher temperature. PTC ceramic materials with the Curie point above $120^{\circ}C$ were prepared by adding $PbTiO_3$, PbO or $Pb_3O_4$ into $BaTiO_3$. Thereby, adding $Pb^{2+}$ into $BaTiO_3$-based PTC material to improve Tc was studied broadly, however, weal know that PbO was poisonous and prone to volatilize, then to pollute the circumstance and hurt to people, so we should dope other innocuous additives instead of lead to increase Tc of composite PTC material. In order to prepare lead-free $BaTiO_3$-based PTC with middle Curie point, the incorporation on $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$ into $BaTiO_3$-based ceramics was investigated on samples containing 0, 1, 2, 3, 4, and 50mol% of $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$. $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$ was compounded as standby material by conventional solid-state reaction technique. The starting materials were $Bi_{1/2}Na_{1/2}TiO_3$, $BaCO_3$, $TiO_2$ and $Y_2O_3$ powder, and using solid-state reaction method, too. The microstructures of samples were investigated by SEM, DSC, XRD and dielectric properties. Phase composition and lattice parameters were investigated by X-ray diffraction.

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