• 한국재료학회지
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• 제25권4호
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• pp.165-170
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• 2015

Ceramics biomaterials are useful as implant materials in orthopedic surgery. In this study, porous HA(hydroxyapatite)/${\beta}$-TCP(tricalcium phosphate) composite biomaterials were successfully fabricated using HA/${\beta}$-TCP powders with 10-30 wt% $NH_4HCO_3$ as a space holder(SH) and $TiH_2$ as a foaming agent, and MgO powder as a binder. The HA/${\beta}$-TCP powders were consolidated by spark plasma sintering(SPS) process at $1000^{\circ}C$ under 20 MPa conditions. The effect of SH content on the pore size and distribution of the HA/${\beta}$-TCP composite was observed by scanning electron microscopy(SEM) and a microfocus X-ray computer tomography system(SMX-225CT). These microstructure observations revealed that the volume fraction of the pores increased with increasing SH content. The pore size of the HA/${\beta}$-TCP composites is about $400-500{\mu}m$. The relative density of the porous HA/${\beta}$-TCP composite increased with decreasing SH content. The porous HA/${\beta}$-TCP composite fabricated with 30%SH exhibited an elastic modulus similar to that of cortical bone; however, the compression strength of this composite is higher than that of cortical bone.

• 한국세라믹학회지
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• 제26권3호
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• pp.423-437
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• 1989

Al2O3/ZrO2 composites were prepared by precipitation method using Al2(SO4)3.18H2O, ZrOCl2.8H2O and YCl3.6H2O as starting materials and NH4OH as a precipitation agent. Al2O3/ZrO2 composites(series A) were prepared by mixing Al2O3 powder obtained by single precipitation method with ZrO2(＋3m/o Y2O3) powder obtained by co-predipitation method. Al2O3/ZrO2 composites (series B) were prepared by co-precipitation method using the three starting materials. In all cases, the composition was controlled as Al2O3-15v/o ZrO2(＋3m/o Y2O3). The composites of series A showed higher final relative densities than those of series B and tetagonal ZrO2 in all cases was retained to about 95% at room temperature. ZrO2 particles were coalesced more rapidly in grain boundary of Al2O3 than within Al2O3 grain. ZrO2 particles were located at 3-and 4-grain junction of Al2O3 and limited the grain growth of Al2O3. It was observed that MgO contributed to densification of Al2O3 but limited grain growth of Al2O3 by MgO was not remarkable. In all Al2O3/ZrO2 composites, exaggerated grain growth of Al2O3 was not observed and Al2O3/ZrO2 composites were found to have homogeneous microstructures.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권7호
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• pp.625-629
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• 2010

This study investigates the effects of porosity on the thermal stability and the thermal shock resistance of a porous nozzle used for blowing an inert gas. The samples of $Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2$ system, which had the apparent porosity of 16~30% and bulk density of $2.6{\sim}3.2g/cm^3$, were prepared by adding different graphite contents (5, 10, 20 wt%) as a pore-forming agent. The thermal shock test was conducted at ${\Delta}T=500$, 1000, and $1400^{\circ}C$ also and the thermal stability was also carried out at 1550, 1600, and $1650^{\circ}C$ for 5 hrs. The specimen contained 10 wt% graphite had uniform pore size distribution, whereas the specimen with 20 wt% graphite showed non-uniform pore size distribution. As a result of thermal shock test, the specimen containing 10 wt% graphite appears to have higher mechanical strength than the other specimens (5, 20 wt% graphite). Both the 5 wt% and 20 wt% graphite specimens developed a non-uniform pore size distribution and cracks that were generated by intensive thermal stress.

• 한국재료학회지
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• 제22권9호
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• pp.476-481
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• 2012

Among the various roll-to-roll printing technologies such as gravure, gravure-offset, and reverse offset printing, reverse offset printing has the advantage of fine patterning, with less than 5 ${\mu}m$ line width. However, it involves complex processes, consisting of 1) the coating process, 2) the off process, 3) the patterning process, and 4) the set process of the ink. Each process demands various ink properties, including viscosity, surface tension, stickiness, and adhesion with substrate or clich$\acute{e}$; these properties are critical factors for the printing quality of fine patterning. In this study, Ag nano ink was developed for reverse offset printing and the effect of polyvinylpyrrolidone(PVP), used as a capping agent of Ag nano particles, on the printing quality was investigated. Ag nano particles with a diameter of ~60 nm were synthesized using the conventional polyol synthesis process. Ethanol and ethylene glycol monopropyl ether(EGPE) were used together as the main solvent in order to control the drying and absorption of the solvents during the printing process. The rheological behavior, especially ink adhesion and stickiness, was controlled with washing processes that have an effect on the offset process and that played a critical role in the fine patterning. The electrical and thermal behaviors were analyzed according to the content of PVP in the Ag ink. Finally, an Ag mesh pattern with a line width of 10 ${\mu}m$ was printed using reverse offset printing; this printing showed an electrical resistivity of 36 ${\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ after sintering at $200^{\circ}C$.

• 자원리싸이클링
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• 제13권3호
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• pp.3-11
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• 2004

인이 함유된 폐수를 칼슘으로 침전 처리하는 과정에서 폐수에 존재하는 다른 물질들의 조성이 body fluid와 동일한 상황을 상정하여 하이드록시아파타이트 침전물을 인공 뼈의 재료로 활용하는 방안에 대한 기초 연구를 수행하고자 합성된 인공의 인산폐수 내에서 수산아파타이트 결정의 생성과정을 조사하였다. 수산아파타이트의 결정은 인공폐수 내에서 Ca($NO_3$)$_2$$.$$4H_2$O와 ($NH_4$)$_2$ $HPO_4$을 각각 과포화 시켜 침전반응을 일으켜 생성하였으며, 이 때 석출된 결정은 8$0^{\circ}C$에서 건조과정을 거쳐 그 조성을 분석하였으며, 소결 온도에 따른 결정 구조의 차이점과 결정 생성의 열적 거동을 검토하였다. DTA/TG 결과 $100^{\circ}C$부근에서 $H_2O$의 증발이 관찰되었으며 $250^{\circ}C$에서 암모니아의 분해와 lattice water의 휘발에 의한 무게 감소가 나타났다. 열처리된 시료의 XRD 분석결과 시료의 대부분이 수산아파타이트로 구성되어 있었다. FT-IR측정 결과 건조 시료의 경우, 인공 인폐수 제조에 사용된 물질의 bond가 관찰되었으며, 열분해 한 시료의 경우, hydroxyapatite의 구성성분과 동일한 $OH^{-}$ , PO$_4^{3-}$ , $CO_3^{2-}$ bond가 관찰되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.81-86
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• 2003

고상합성한 $CaTiO_3$와 $YAlO_3$의 혼합분말을 소결하여 조성에 따른 미세조직과 고주파 유전특성의 변화를 조사하였다. $CaTiO_3-YAlO_3$ 고용체의 고주파 유전특성은 조성에 민감하게 의존하였다. 최적의 유전특성은 $0.75CaTiO_3-0.25YAlO_3$를 $1500^{\circ}C$에서 3시간 소결하였을 때 유전율 47, 품질계수 35000. 공진주파수의 온도계수 +11 ppm/$^{\circ}C$이었다. 동일 조성을 저온에서 치밀화 시키기 위하여 $CaB_2O_4$를 첨가하였을때 $1200^{\circ}C$ 이상에서 완전 치밀화 되었으며. $1300^{\circ}C$에서 3시간 소결하였을 경우, 유전율 47, 품질계수 37000, 공진주파수의 온도계수 +17ppm/$^{\circ}C$로 유전특성의 저하 없이 저온에서 치밀한 소결체를 얻을 수 있었다. $CaB_2O_4$를 소결조제로 한 $CaTiO_3-YAlO_3$계 소결체는 5~7GHz에서 중간유전율과 높은 품질계수를 갖는 고주파용 유전재료로 활용이 기대된다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 제11차 KACG 학술발표회 Crystalline Particle Symposium (CPS)
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• pp.259-279
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• 1996

최근 정보·전자산업의 발전으로 고 신뢰성 전자재료에 대한 수요가 증대되고 있으며 이러한 첨단산업의 기반의 될 신소재 중 전자세라믹스가 차지하는 비중이 그 대부분을 차지하고 있으며 이에 대한 수요와 기대가 점점 커지고 있다. 이러한 전자세라믹스는 유전재료, 자성재료, 압전재료, 도전성 재료 등으로 나뉘게 된다. 어떠한 분류에 들어가든 그 조성은 금속의 산화물 형태가 일반적이며 미세한 분말의 성형체를 소결(sintering) 함으로써 최종제품으로 완성된다. 이러한 전잣라믹스가 최근 요구되는 고 신뢰성, 고 밀도화를 달성하기 위해선 원료 분말 제조단계부터 제어가 필요하다. 원료분말의 균일·균질성과 그 입도는 소결특성 뿐만아니라 전기적 특성에도 큰 영향을 미치기 때문이다. 세라믹스의 분말제조 방법 중 일반적으로 사용되는 방법으로는 고상 산화물을 혼합하여 하소(calcination)한 후 분쇄하는 '고상합성법'과 금속의 염 또는 alkoxide 용액을 이용하여 화학적으로 제조하는 '습식 화학적 합성법'이 있다. 고상합성법은 합성온도가 높고 기계적 분쇄와 혼합에 의존하므로 균일·균질성이 떨어지고 분말크기를 1㎛ 이하로 만들기 힘들다. 반면에 습식화학적 합성법은 기계적인 분쇄와 혼합에선 얻을 수 없는 원자 혹은 분자단위의 균일한 혼합과 submicron 이하의 미세한 분말을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 습식 화학적 합성으로 얻은 분말을 사용하면 미세한 입자의 특성으로 인해 소결온도를 낮출 수 있으며 균일한 미세구조와 균질한 조성을 갖게되어 기계적·전기적 물성증진도 가져올 수 있게 된다. 습식 화학적 분말합성법은 전술하였듯이 alkoxide의 가수분해를 이용하는 sol-gel 법과 금속의 염(salt) 용액을 이용하여, 화학적으로 화합물 침전을 얻거나 또는 공침전물(coprecipitate) 형태의 분말을 얻는, 침전법으로 나뉠 수 있다. 침전법의 근본원리는 pH 및 pCO3 등에 따른 이온종의 용해도 차이를 이용하는 것으로써 각 이온종에 따른 solubility product(ksp)를 이용하여 설명된다. 본 연구에서는 침전법을 사용한 Ba-, Pb-계 전자세라믹스의 분말합성에 대한 이론적 고찰과 공정개발 및 실험을 통한 물성증진 효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹반도체, 압효과에 대해 알아보았다. 본 실험상의 전자세라믹스 조성은 강유전체, 세라믹 반도체, 압전재료로 널리 사용되는 BaTiO3, PZT(PbZrO3-PbTiO3)와 수직 자기기록매체로 큰 가능성이 있으며 hard ferrite로 널리쓰이는 Ba-feerite(BaFe12O19)로써 수산화물 형태의 침전에 대한 기구(mechanism)와 물성에 대해 살펴보았다. 이러한 침전법에 의한 분말합성 과정에는 소결체의 물성에 영향을 미치는 pH 조절제나 원료에서 혼입될 수 있는 Na+, K+, Cl-, SO4- 등의 제거(washing 혹은 filtering)가 필수적이다. 그러나 침전법에서 얻게 되는 분말은 매우 미세하여 colloid를 형성하게 되며, 이러한 colloid 상태의 미세한 침전입자가 filtering media에 끼이게 되어 견고하면서도 상당한 부피를 가지는 filter cake을 형성하기 때문에 filtering에 많은 시간과 다량의 filtering agent (본 실험의 경우엔 증류수)가 필요하게 된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 colloid 상태의 침전물을 얼렸다 녹이는 freezing process를 개발, 적용하여 그 원리 및 효과, 그로인한 분말형태를 관찰하여 보았다.