• 폴리머
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• 제24권3호
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• pp.299-305
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• 2000

고온에서 열적 안정성이 우수한 hybrid 세라믹 전구체를 합성하기 위하여 polycarbosilane (PCS)의 화학적 개질에 의해 Si-O-Ti-C 구조를 갖는 세라믹 전구체를 합성하였다. 합성한 공중합체의 FT-IR 스펙트럼 결과 2893, 1092t 609$cm^{-1}$ / 부근에서 피크변화를 나타났으며, $^1$H-NMR 스펙트럼의 $\delta$=3.8, 2.0, 0.6 ppm 부근에서 특성피크가 나타나는 것을 확인함으로써 전구체 합성을 확인하였다. 초기 열분해 온도와 열분해 전환율 변화를 알아보기 위한 열중량 분석 (TGA) 결과 열분해 초기 온도가 30$0^{\circ}C$로 낮아졌으며 열분해 전환율도 74 wt%로 순수한 PCS에 비해 10 wt%가 증가함을 보였다. 또한 150$0^{\circ}C$까지 열분해시킨 후 X-선 회절분석 결과 2$\theta$=35.7, 42.2, 61.0$^{\circ}$에서 결정성 피크로 $\beta$-SiC의 전환을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.818-824
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• 2006

The effects of high-temperature process required to fabricate the SiC devices on the surface morphology and the electrical characteristics were investigated for 4H-SiC Schottky diodes. The 4H-SiC diodes without a graphite cap layer as a protection layer showed catastrophic increase in an excess current at a forward bias and a leakage current at a reverse bias after high-temperature annealing process. Moreover it seemed to deviate from the conventional Schottky characteristics and to operate as an ohmic contact at the low bias regime. However, the 4H-SiC diodes with the graphite cap still exhibited their good electrical characteristics in spite of a slight increase in the leakage current. Therefore, we found that the graphite cap layer serves well as the protection layer of silicon carbide surface during high-temperature annealing. Based on a closer analysis on electric characteristics, a conductive surface transfiguration layer was suspected to form on the surface of diodes without the graphite cap layer during high-temperature annealing. After removing the surface transfiguration layer using ICP-RIE, Schottky diode without the graphite cap layer and having poor electrical characteristics showed a dramatic improvement in its characteristics including the ideality factor[${\eta}$] of 1.23, the schottky barrier height[${\Phi}$] of 1.39 eV, and the leakage current of $7.75\{times}10^{-8}\;A/cm^{2}$ at the reverse bias of -10 V.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권6호
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• pp.450-456
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• 2017

Reaction-bonded silicon carbide (RBSC) is a SiC-based composite ceramic fabricated by the infiltration of molten silicon into a skeleton of SiC particles and carbon, in order to manufacture a ceramic body with full density. RBSC has been widely used and studied for many years in the SiC field, because of its relatively low processing temperature for fabrication, easy use in forming components with a near-net shape, and high density, compared with other sintering methods for SiC. A radiant tube is one of the most commonly employed ceramics components when using RBSC materials in industrial fields. In this study, the mechanical strengths of commercial RBSC tubes with different sizes are evaluated using 3-point flexural and C-ring tests. The size scaling law is applied to the obtained mechanical strength values for specimens with different sizes. The discrepancy between the flexural and C-ring strengths is also discussed.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.180-185
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• 2023

본 논문에서는 스프레딩된 SiC 섬유를 적용해 SiC_f/SiC를 제조하였을 경우, 섬유의 분산도가 복합소재의 내부구조 및 기계적 강도에 어떠한 영향을 주는지를 연구하였다. Spread SiC 섬유를 적용한 시편의 섬유 체적비는 non-spread 시편 대비 9%p 감소하였으며, 수지 슬러리가 섬유 사이로 더 원활히 함침되어 기지내 기공도 거의 발견되지 않았다. 각 시편의 섬유 분산도를 비교하기 위해, 복합소재 내 섬유간 이격거리를 수치화하고 평가하는 방법을 제안하였다. 그 결과 spread 시편의 섬유간 중심거리는 non-spread 시편 대비 2.23 ㎛ 증가하였으며, 섬유 표면 사이 거리는 42.6%로 대폭 증가하였다. 3점 굽힘시험을 통해 spread 시편의 굽힘강도가 non-spread 시편 대비 49.3% 가량 높으며, 시험 데이터의 편차도 더 균일함을 확인하였다. 따라서 복합소재 기지내 SiC 섬유의 분산도 향상이 SiC_f/SiC의 균일한 기지상 치밀화와 기계적 강도 증가에 매우 큰 영향을 미친다는 점을 알 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.481-486
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• 2014

Environmental barrier coatings (EBCs) are used to protect SiC-based ceramics or composites from oxidation and corrosion due to reaction with oxygen and water vapour at high temperatures above $1000^{\circ}C$. Mullite ceramics have been studied for environmental barrier coatings for Si-based ceramics. More recently, rare earth silicate ceramics have been identified as more water vapour-resistant materials than mullite for environmental barrier coatings. In this study, we fabricate mullite and yttrium silicate ceramics by an atmospheric plasma spray coating method using spherical granules fabricated by spray drying. As a result, EBCs with thicknesses in the range of $200-300{\mu}m$ are successfully fabricated without any macroscopic cracks or interfacial delamination. Phase and microstructure analysis are conducted, and the basic mechanical properties, such as hardness and indentation load-displacement curves are evaluated.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권9호
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• pp.552-557
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• 2006

A low temperature processing route for fabricating porous SiC ceramics by carbothermal reduction has been demonstrated. Effects of expandable microsphere content, sintering temperature, filler content, and carbon source on microstructure, porosity, compressive strength, cell size, and cell density were investigated in the processing of porous silicon carbide ceramics using expandable microspheres as a pore former. A higher microsphere content led to a higher porosity and a higher cell density. A higher sintering temperature resulted in a decreased porosity because of an enhanced densification. The addition of inert filler increased the porosity, but decreased the cell density. The compressive strength of the porous ceramics decreased with increasing the porosity. Typical compressive strength of porous SiC ceramics with ${\sim}70%$ porosity was ${\sim}13 MPa$.

• 자원리싸이클링
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• 제25권6호
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• pp.73-81
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• 2016

지오폴리머는 메타카올린 혹은 석탄재와 같은 알루미노실리케이트 원료를 알칼리 활성화제와 반응시켜 제조된 비정질 무기 폴리머로서 포틀랜드 시멘트보다 우수한 내열성을 보인다. 지오폴리머의 고온 수축률은 $600^{\circ}C$까지는 0.5 %이하 ~ 3 %정도이며 용융되기 전까지 총 수축률은 5 ~ 7 %정도이다. 본 연구는 Si/Al비 1.5인 지오폴리머 페이스트에 탄소 나노 섬유, 탄화규소, 파이렉스 유리, 질석 및 ISO 표준사를 첨가하여 지오폴리머의 압축강도와 고온 수축에 미치는 효과를 알아보았다. 탄소 나노 섬유, 탄화규소, 파이렉스 유리와 질석이 첨가된 지오폴리머의 압축강도는 35 ~ 40 MPa범위로 유사하였다. ISO 표준사를 30 wt.% 첨가한 지오폴리머 모르타르의 평균 압축강도는 28 MPa로 가장 낮았다. ISO 표준사를 첨가하면 압축강도는 감소하였고 고온 수축률은 페이스트 수축률의 약 25 %까지 감소되었다. 이는 석영이 대부분인 잔골재 입자가 팽창하여 지오폴리머 겔 조직의 수축을 보상하였기 때문이다. 충전재의 종류와 관계없이 $900^{\circ}C$ 가열 후 지오폴리머 겔 조직은 소결현상에 의해 치밀해졌다.

• 한국세라믹학회지
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• 제21권1호
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• pp.27-32
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• 1984

During the last decade there have been many studies on the new ceramics especially engineering ceramics. Sintered silicon carbide is one of the main materials in engineering ceramics. This study shows the effects of surface treatment and microstructure especially the abnormal grain growth on the strength of sintered SiC. Surface of sintered SiC and treated with 400, 800 and 1200 grit diamond wheel. Grain growth is introduced by increasing the sintering times at 205$0^{\circ}C$. The $\beta$longrightarrow$\alpha$ transformation occurs during the sintering of $\beta$-starting materials and is often accompanied by abnormal grain growth. The overall strength distribution are estimated using the Weibull statistics. The results show that the strength of sintered SiC is limited by extrinsic surface flaws in normal-sintered specimens. And it is sound that the finer the surface finishing and the grain size the higher the strength results. But the strength of abnormal sintering specimens is limited by the abnormally-grown large tabular grains. The Weibull modulus increases with the decreasing grain size and the decreasing grit size of grinding.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.576-583
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• 2018

탄화규소는 실리콘과 비교시 큰 에너지 밴드 갭을 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품 소재로 활용이 가능한 재료이다. 특히 ${\beta}$-SiC 분말로부터 제조한 다공질 n형 SiC 세라믹스의 경우, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 높은 열전 변환 효율을 나타내었다. SiC 열전 변환 반도체를 응용하기 위해서는 변환 성능지수도 중요하지만 $800^{\circ}C$ 이상에서 사용할 수 있는 고온용 금속전극 또한 필수적이다. 일반적으로 세라믹스는 대부분의 보편적인 용접용 금속과는 우수한 젖음을 갖지 못 하지만, 활성 첨가물을 고용시킨 합금의 경우, 계면 화학종들의 변화가 가능해서 젖음과 결합의 정도를 증진시킬 수 있다. 액체가 고체 표면을 적시면 액체-고체간 접합면의 에너지는 고체의 표면에너지 보다 작아지고 그 결과 액체가 고체 표면에서 넓게 퍼지면서 모세 틈새로 침투할 수 있는 구동력을 갖게 된다. 따라서 본 연구에서는 비교적 낮은 융점을 갖는 Ag를 이용해서 다공질 SiC 반도체 / Ag 및 Ag 합금 / SiC 및 알루미나 기판간의 접합에 대해 연구하였고, Ag-20Ti-20Cu 필러 메탈의 경우 SiC 반도체의 고온용 전극으로 적용 가능할 것으로 나타났다.

• 한국생산제조학회지
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• 제7권1호
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• pp.34-40
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• 1998

Conductive metal matrix composite(MMC) material of 30% silicon carbide particulated based on aluminum matrix was machined by die sinking electrical discharge machining(EDM) process according to different current and duty factor for reverse polarity of electrode. Material removal rate(MRR) was examined by process under various operation conditions. The surface morphology was evaluated by surface roughness parameter and scanning electron microscopy(SEM) research. The MRR was suddenly increased over 11 ampere of current, and it was slightly changed over 0.3 of duty factor. The maximum surface roughness of EDMed surface was affected by the duty factor. The SEM photograghs of EDMed surface showed wide recast distribution region of melting materials as increased of current and duty factor.