• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.204-209
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• 2004

SiC materials have been extensively studied for high temperature components in advanced energy system and advanced gas turbine. However, the brittle characteristics of SiC such as low fracture toughness and low strain-to fracture still impose a severe limitation on practical applications of SiC materials. For these reasons, $SiC_f/SiC$ composites can be considered as a promising for various structural materials, because of their good fracture toughness compared with monolithic SiC ceramics. But, high temperature and pressure lead to the degradation of the reinforcing fiber during the hot pressing. Therefore, reduction of sintering temperature and pressure is key requirements for the fabrication of $SiC_f/SiC$ composites by hot pressing method. In the present work, Monolithic LPS-SiC was fabricated by hot pressing method in Ar atmosphere at 1760 $^{\circ}C$, 1780 $^{\circ}C$, 1800 $^{\circ}C$ and 1820 $^{\circ}C$ under 20 MPa using $Al_2O_3-Y_2O_3$ system as sintering additives in order to low sintering temperature. The starting powder was high purity ${\beta}-SiC$ nano-powder with an average particle size of 30 nm. Monolithic LPS-SiC was evaluated in terms of sintering density, micro-structure, flexural strength, elastic modulus and so on. Sintered density, flexural strength and elastic modulus of fabricated LPS-SiC increased with increasing the sintering temperature. In the micro-structure of this specimen, it was found that grain of sintered body was grown from 30 nm to 200 nm.

• 한국진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.307-313
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• 2010

본 연구에서는 열 화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 분말 형태의 규소(Si)와 염화니켈 수화물 $(NiCl_2{\cdot}6H_2O)$을 혼합한 후 탄소공급원인 $CH_4$ 가스를 주입하여 탄화규소 나노선(SiC nanowire)을 합성하였다. 합성 온도와 $CH_4$ 가스 유량 변화에 따른 탄화규소 나노선의 구조적 특성을 분석한 결과, 합성온도가 $1,400^{\circ}C$, $CH_4$ 가스의 유량이 300 sccm인 경우가 탄화규소 나노선의 합성에 최적화된 조건임을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 X-선 회절(X-ray diffraction), 주사전자현미경(scanning electron microscopy), 그리고 투과전자현미경(transmission electron microscopy) 분석을 통해 확인하였다. 합성된 탄화규소 나노선의 직경은 약 50~150 nm이며, 곧은 방향성과 높은 결정성을 가지는 입방구조(cubic structure)를 지니고 있었다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.22-29
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• 2000

탄소/탄소 복합재는 고온에서의 우수한 물성에도 불구하고, 산화에 대한 취약한 성질로 인하여 많은 분야에서 사용에 제약을 받고 있다. 그러므로 탄소/탄소 복합재의 산화안정성을 향상시키기 위해서 수많은 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 고온에서 보다 개선된 물성과 높은 산화안정성을 부여하고, 타 도포물질과 비교해서 낮은 열팽창계수의 차이를 보이는 탄화규소를 Pack-Cementation 방법으로 4방향성 탄소/탄소 복합재에 도포하였다. 제작된 탄화규소로 도포된 탄소/탄소 복합재는 광학현미경의 관찰을 통하여 도포기구를 추정하였으며, 산화시험을 통하여 개선된 산화안정성을 조사하였다. 그리고 여러 시험을 종합 ·분석하여 도포공정의 최적의 반응조건을 연구하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권3호
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• pp.473-480
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• 1997

소결조제로 $Al^2O^3$와$Y^2O^3$를 첨가한 $\beta$-SiC 분말에 seed로서 1 wt% 및 wt%$\beta$-SiC 휘스커를 첨가한 시편과 첨가하지 않은 시편을 $1850^{\circ}C$ 에서 5-10 시간 동안 열처리를 행하였다. Seed로서 1-3 wt% $\beta$-SiC 휘스커의 첨가는 액상소결 탄화규소의 미세구조와 기계적특성에 의미 있는 영향을 미치지 않았다. 이는 $\beta$-SiC 휘스커가 액상이 존재하는 고온가압소결 조건에서 불안정하기 떼문이라고 생각된다. $\beta$-SiC 휘스커를 1 wt% 첨가하여 $1950^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리한 시편의 강도 및 파괴인성은 각각 465 MPa 및 5.8 MPa $m^{1/2}$이었고, 동일조건에서 제조된 $\beta$-SiC 휘스커를 펌가하지 않은 시편의 강도 및 피괴인성은 각각 451 MPa 및 5.5 MPa $m^{1/2}$이었다.

• 접착 및 계면
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• 제6권4호
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• pp.1-6
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• 2005

본 실험에서는 화학적 표면처리된 탄화규소의 첨가가 탄화규소(SiC)/에폭시 복합재료의 critical strain energy release rate mode II ($G_{IIC}$) 특성에 미치는 영향에 대하여 알아보았으며, 표면처리된 SiC의 표면특성은 산 염기도와 FT-IR을 사용하여 알아보았다. 또한 복합재료의 기계적 계면물성은 $G_{IIC}$를 통하여 알아보았다. 실험결과, 산성 용액으로 표면처리한 SiC (A-SiC)의 표면 산도가 염기성(B-SiC) 또는 표면처리 하지 않은 SiC (V-SiC)보다 높으며, $G_{IIC}$의 크랙저항 특성은 A-SiC가 향상되었는데, 이러한 결과는 SiC 충전재와 에폭시 수지간의 분자간 계면결합력의 향상 때문으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.343-350
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• 1995

$\alpha$ - 및 $\beta$-SiC를 출발원료로 하여 일축성형한 후 $1800^{\circ}C$에서 고온가압법으로 소결한 탄화규소에 나타난 우선방위의 정도를 X-ray pole figure analysis로 조사하였다. $\alpha$-SiC를 출발원료로 사용한 경우에 고온 가압소결 후 약한 집합조직을 보인 반면, $\beta$ - SiC를 출발원료로 사용한 경우 고온가압소결 후 강한 집합조직을 보였으며, 이 경우 ${\beta} {\rightarrow} {\alpha}$ 상변태에 기인한 이중미세구조를 나타내었다. 또한, 집합조직의 강도는 고온가압소결 후 행해진 열처리 조건에 따라서도 변화를 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권2호
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• pp.324-331
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• 1998

2, 5, 10 mol% YAG(yttrium aluminum garnet) 분말을 액상 소결조제로 $\alpha$상 탄화규소 분말에 첨가한 후 $1850^{\circ}C$에서 소결시간을 달리하여 소결체를 제조한 다음, 소결시 일어나는 미세구조 변화를 첨가된 액상량과 소결시간의 변화에 대하여 고찰하였다. 각 조성중 2시간 소결한 시편에서 가장 높은 밀도를 나타냈으며, 소결시간이 길수록 액상의 기화로 인하여 중량감소량이 점차 증가하였다. 또한 첨가된 YAG 액상량이 증가할 수록 상대밀도(apparent density)와 중량감소량은 증가하였으나 입성장속도는 감소하였다. 액상량이 적은 시편에서는 소결시간이 길수록 일부 6H상의 탄화규소 입자가 4H상 탄화규소 입자로 상전이 되었으며, 이로 인하여 막대상 입자들이 일부 존재하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권5호
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• pp.31-43
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• 2010

석탄가스화 복합발전 시스템의 집진설비용 다공성 탄화수소 캔들 필터 제조를 위해 래밍성형과 진공 압출성형 공정에 외해 캔들필터 성형체를 제조하였다. 다양한 입도를 갖는 탄화규소 분말을 출발원료로 하였으며, 비점토계 무기 소결조제로 뮬라이트와 칼슘 카보네이트 분말을 사용하였다. 래밍성형과 진공 압출성형에 의한 캔들 필터 성형체들은 대기 분위기 $1400^{\circ}C$에서 2시간 소성하여 제조하였다. 캔들 필터 성형공정과 출발원료 입도가 소결된 다공성 캔들 필터 지지층의 기공율, 밀도, 강도 (굽힘강도, 압축강도)와 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 래밍성형 공정에 외한 제조원 다공성 탄화규소 캔들 필터 소결체가 압출성형된 필터에 비해 높은 밀도 및 강도를 나타내고 있었으며, 그 최고 값은 각각 $2.0\;g/cm^3$과 45 MPa이었다. 한편 캔들 필터 지지층의 장기 내식성 평가 예측을 위하여 소결된 시편에 대해 석탄가스화 복합발전 $600^{\circ}C$의 모사 합성가스 분위기에서 2400시간 부식실험을 수행하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.380-385
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• 2004

The efficiency of complex slurry preparation route for developing the high performance SiC matrix of RS-SiCf/SiC composites has been investigated. The green bodies for RS-SiC materials prior to the infiltration of nw/ten silicon were prepared with various C/SiC complex matrix slurries, which associated with both different sizes of starting SiC particles and blending ratios of starting SiC and carbon particles. The characterization of RS-SiC materials was examined by means of SEM, TEM, EDS and three point bending test. Based on the mechanical property-microstructure correlation, process optimization methodology is also discussed. The flexural strength of RS-SiC materials greatly depended on the content of residual Si. The decrease of starting SiC particle size in the C/SiC complex slurry was effective for improving the flexural strength of RS-SiC materials.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.1943-1948
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• 2010

평균 입도의 크기가 ${\sim}1.7\;{\mu}m$와 ${\sim}30\;nm$인 두 종류의 탄화규소 분말을 7 wt% $Y_2O_3$, 2 wt% $Al_2O_3$, 1 wt% MgO를 소결 첨가제로 사용하여 $1800^{\circ}C$에서 1 시간동안 Ar 분위기에서 압력을 가하여 고온가압소결을 하였다. 고온 가압소결한 시편은 $1950^{\circ}C$에서 6 시간동안 Ar 분위기에서 40 MPa의 압력을 가하여 고온 단조 하였다. 두 시편 모두 고온가압소결 후의 미세구조는 등방형 모양의 결정립을 나타내었으며, 고온 단조 후에 결정립 성장이 나타났다. 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소 분말로 소결한 시편의 결정립의 크기가 고온 단조 후에도 더 작은 결정립을 나타내었다. 고온 단조 후의 압력축과 평행한 방향과 수직한 방향의 미세구조는 비슷하였다. 탄화규소의 $\beta$에서 $\alpha$로의 상변태가 활발하게 발생하지 않아 집합조직의 발달은 발견되지 않았다. 평균 입도의 크기가 큰 탄화규소 분말로 제작된 시편의 파괴인성 (${\sim}3.9\;MPa{\cdot}m^{1/2}$), 경도 (~ 25.2 GPa), 굽힘강도가 (480 MPa) 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소로 제작된 시편보다 높게 나타났다.