안정한 산화물 세라믹스 재료로서 mullite와 cordierite는 우수한 열적, 화학적 특성 때문에 구조재료에서부터 전자재료에 이르는 폭넓은 용도에 사용되어지고 있다. 그럼에도 불구하고, mullite는 천연에서는 산출되지 않기 때문에 합성에 의해서만 제조되고 있다. 또한, cordierite는 합성온도폭이 좁아 고순도의 미립 분말을 제조하기 어려운 재료이다. Mullite 역시 고상반응법 등의 합성법으로는 균질한 재료로의 합성이 어렵다. 그렇기 때문에 sol-gel법 등의 다양한 합성법에 의해 이들 재료에 관한 연구가 계속되고 있다. 본 연구에서는 국내의 원료를 이용하여 sol-gel법에서와 같은 고순도의 미립의 분말을 좀 더 낮은 온도에서 합성이 가능하며, 상대적으로 저가의 원료를 사용함으로서 경제적인 방법인 PVA를 polymer carrier로서 이용한 solution-polymerzation 합성법에 의해 mullite와 cordierite를 합성하였다. 그 결과, mullite, cordierite는 각각 120$0^{\circ}C$, 125$0^{\circ}C$에서 단일의 결정상이 생성되었으며 비표면적 20$m^2$/g 이상의 미립의 분말이 생성됨을 확인할 수 있었다.
석고몰드의 단점을 극복할 수 있는 다공질 알루미나 몰드의 제조저건을 확립하였다. 다공질 알루미나 몰드의 제조를 위해 활성탄의 질량비에 따라 조성비를 달리하여 첨가한 후, ESA와 유동특성 등을 조하삼으로써 안정된 이상 슬러리를 제조하였으며, 이를 석고몰드에 캐스팅하여 얻은 원통형 알루미나 몰드를 사용하여 활성탄의 양과 소결온도에 따른 수축율 변화와 마모에 대한 저항성을 측정하였다. 다공질 알루미나 몰드의 소결에서는 비수축 소결구인 표면확산에 의해 입자간 넥 강도의 증진을 통한 몰드의 강도 증진을 도모하는 것이 바람직하며, 이를 위해 1,00$0^{\circ}C$이하에서 유지시간의 변화에 따른 열역학적 방법, 1,00$0^{\circ}C$이상의 온도에서 알루미나의 수축을 억제하면서 빠른 승온속도를 열처리온도에 따른 동역학적 방법과 이 두가지 방법을 혼합하는 방법 등으로 구분하여 다동질 알루미나 몰드의 소결조건을 분석하였다. 위 방법들에 대한 다공질 알루미나 몰드의 캐스팅 특성을 분석한 결과, 복합 소결법이 최적임을 알수 있었다. 제조된 다공질 알루미나 몰드의 비교적 높은 강도를 보였으며, 석고몰드레 비해 빠른 건조시간, 산, 염기에 대한 내식성 및 캐스팅 특성이 우수하였다.
본 연구에서는 Al-기지 복합재료의 새로운 개념과 in-situ 공정의 가능성을 Al-Ti계의 연구결과들을 토대로 제시하고자 하였다. 가스아토마이제이션법에의해 $Al_3Ti$가 미세한 편상형상을 갖도록 Al-10%Ti 조성의 합금분말을 제조하고, 고온 압출 공정을통하여 25V/o $Al_3Ti/Al $ 복합재를 제조하였다. 복합재의 미세구조를 광학현미경, SEM, TEM 등을 이용하여 조사하였고, 상온과 고온에서의 기계적 특성을 인장시험을 통하여 측정하였다. 제조된 복합재료의 미세구조 및 고온 기계적 성질을 상용되고 있는 $SiC_w/2124$ 복합재료와 유사한 거동을 보여준다. 제조된 $Al_3Ti/Al$ 복합재료의 장점과 단점이 물성향상의 가능성과 더불어 제시되었다.
$Y_{0.8}Ta_{0.2}O_{1.7}$-MO(M=Ba, Sr, Ca 및 Mg) 계에서의 형석구조의 생성과 이와 관련된 구조에 관하여 연구하였다. BaO또는 SrO를 4mol% 첨가한 조성에서는 결함형석구조 이외에 입방정 perovskite형 규칙구조인 $Ba_{2}YTaO_{6}$ 및 $Sr_{2}YTaO_{6}$와 입방정 $Y_{2}O_{3}$가 관찰되었다. CaO를 첨가한 경우에는 8mol%이상을 첨가한 조성에서부터 단사정 $Ca_{2}YTaO_{6}$와 $Y_{2}O_{3}$의 2차상이 나타났다. MgO의 경우에는 12mol% MgO를 첨가한 조성까지는 형석구조의 단일상을 나타내어 MgO가 형석구조에 고용되는 것을 알수 있었으며, 16 mol%조성부터는 2차상으로 MgO가 관찰되었다. 그러므로 위의 계에서 형석구조의 생성은 $A_{2}$(B'B")$O_6$의 생성과 첨가된 양이온의 크기에 영향을 받는 것으로 생각된다.생각된다.
Mechanochemical processing (MCP) involves several high-energy collisions of powder particles with the milling media and results in the increased reactivity/sinterability of powder. The present paper shows results of mechanochemical processing (MCP) of silicon nitride powder mixture with the relevant sintering additives. The effects of MCP were studied by structural changes of powder particles themselves as well as by the resulting sintering/densification ability. It has been found that MCP significantly enhances reactivity and sinterability of the resultant material: silicon nitride ceramics could be pressureless sintered at $1500^{\circ}C$. Nevertheless, a degree of a silicon nitride crystal lattice and powder particle destruction (amorphization) as detected by XRD studies, is limited by the specific threshold. If that value is crossed then particle's surface damage effects are prevailing thus severe evaporation overdominates mass transport at elevated temperature. It is discussed that the cross-solid interaction between particles of various chemical composition, triggered by many different factors during mechanochemical processing, including a short-range diffusion in silicon nitride particles after collisions with other types of particles plays more important role in enhanced reactivity of tested compositions than amorphization of the crystal lattice itself. Controlled deagglomeration of $Si_3N_4$ particles during the course of high-energy milling was also considered.
The possibility of chemical precipitation for recycled ammonium paratungstate (APT) was studied. WO3 particles were synthesized by chemical precipitation method using a 1:2 weight ratio of APT:DI-water. At the 500℃ sintering temperature, the X-ray diffraction results showed that APT completely decomposed to WO3. For the granulated powder WC-Co, vacuum heat treatment at proper temperatures increases tap density and flow-ability. Hardness of the WC-Co thermal spray coating layer was measured in the range HV 831~1266. Spray conditions for the best characteristic values were an oxygen flow rate=1500 scfh, a fuel flow rate = 5.25gph and a gun distance = 320mm.
섬유강화 세라믹스 복합재료의 파괴예측 가능성을 알아보기 위해서 탄소섬유와 WC분말입자를 전기 전도상으로 이용하여 재료 스스로가 파괴예측 기능을 가지도록 한 SiC섬유강화 $Si_3N_4$세라믹스기 복합재료를 1773K에서 1시간 동안 hot-press하여 제작하였다. 4점 굽힘 시험하는 동안 전기저항 변화를 측정하여 파괴예측 기능을 평가하였다. 그 결과 전기정항은 재료의 파괴거동과 밀접한 관계를 가지면서 변화함을 알았다. 특히 분말형태의 전기전도상의 첨가는 본 복합재료의 파괴과정을 낮은 응력단계로부터 예측하는데 유용하였다. 결과적으로 이러한 재료설RP의 신개 (파괴예측기능)의도입은 $Si_3N_4$기 세라믹스를 구조재료로 이용함에 있어서 큰 문제가 되고 있는 신뢰성 확보에 새로운 기능을 준다고 생각되었다. 생각되었다.
Biotribological properties, such as wear rate and friction coefficient, of 3Y-TZP and Low Temperature Degradation (LTD) free materials were investigated via a ball(SiC)-on-plate sliding wear test to evaluate the relationship between wear mechanism and phase transformation. Wear test was conducted with a sliding speed of 0.035 m/s at room temperature and at 25$0^{\circ}C$ in air under a normal load of 49 N, respectively. Although friction coefficient of 3Y-TZP was the lowest due to the fine grain size, the highest wear loss and rate were observed due to the debris of monoclinic grains introduced during sliding and their values increased drastically with raising temperature. However, the biotribological properties of LTD-free materials were insensitive to temperature due to the inertness of the phase transformation, suggesting that they may be applicable to the biomechanical parts.
Ferroelectric relaxor ceramics with $BaTiO_3-NaNbO_3-Bi(Mg_{1/2}Ti_{1/2})O_3$ ternary compositions (BT-NN-BMT) have been prepared by sol-gel powder synthesis and consequent bulk ceramic processing. Through the modified chemical approach, fine and single-phase complex perovskite compositions were successfully obtained. Temperature and frequency dependent dielectric properties indicated typical relaxor characteristics of the BT-NN-BMT compositions. The ferroelectric-paraelectric phase transition became diffusive when NN and BMT were added to form BT based solid solutions. BMT additions to the BT-NN solid solutions affected the high temperature dielectric properties, which might be attributable to the compositional inhomogeneity of the complex perovskite and resulting weak dielectric coupling of the Bi-containing polar nanoregions (PNRs). The temperature stability of the dielectric properties was good enough to satisfy the X9R specification. The quasi-linear P-E response and the temperature- stable dielectric properties imply the high potential of this ceramic compound for use in high temperature capacitors.
Genres of the modern arts are expanding the overlapping area between the arts ; ceramics and weaving considered as crafts are devel-oped to the ceramic art and the fiber art, re-spectively. This trend has been also applied to the clothing part, which produced several new terms such as‘art to wear’,‘unwearable art’,‘clothing sculpture’and so on. As following this tendency, the unwearable art is dwelling on the boundary of painting, fiber art and scul-pture, and the clothing sculpture comes from the combination of fiber art and sculpture. While Issey Miyake's dress made of bamboo and Foltuny's pleats dress associated with Greek stone-column introduce the sculpture to the functional fashion design, the works of clothing sculpture become the arts by applying the sculpture to the non-functional unwearable art. Although the clothing sculpture is an interesting subject to be studied continuously for its effect on the contemporary clothing part, it is valuable enough as an unwearable art and sculpture respresenting the artist's concept under the circumstance that the boundary between arts and design is no longer clear, i.e., the clothing and the sculpture come across their regions each other. Furthermore, the clothing sculpture has its own value as a metapor exposing idea, feeling and spirit of the artist in the genre of the unwearable art. With a view point of the abstract clothing concept, the clothing sculpture has been taking the role expanding the clothing to the world of fine art.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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