• 한국정밀공학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.88-94
• /
• 2002

Recently, the life cycle and the lead-time of a product are to be shortened in order to satisfy consumer's demand. It is thus important to reduce the time and cost in manufacturing trial products. Several technique have been developed and successfully commercialized in the market of RPM(Rapid Prototyping and Manufacturing). However, most commercial systems currently use resins or waxes as the raw materials. So, the limited mechanical strength for functional testing is regarded as an obstacle towards broader application of rapid prototyping techniques. To overcome these problems, high-speed machining technology is being investigated worldwide for rapid manufacturing and even for direct rapid tooling application. In this paper, some fundamental experiments and analyses are carried out to obtain the filling time, materials, method, and process parameters for HisRP(High-Speed RP) process. HisRP is a new RP process that is combined high-speed machining with automatic filling. In filling process, Bi58-Sn alloy is chosen as filling material because of the properties of low-melting point, low coefficient of thermal expansion and no harm to environment. Also the use of filling wire it if advantage since it needs simple and flexible mechanism. Then the rapid product, for example a skull, is manufactured for aluminum material by HisRP process with an automatic set-up device thor 4-faces machining.

• 한국광물학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.99-110
• /
• 2001

보석용으로 적합한 무색 투명한 큐빅 저코니아를 스컬용융법으로 합성하였다. 사용한 합성 고온로는 고주파 전기로이고, 수냉식 도가니를 제작하여 실험하였다. 원료물질은 $ZrO_2$를 주원료 물질로 하였으며 25 wt.%의 $Y_2O_3$를 안정제로, 0.03~0.05 wt.%의 $Nd_2O_3$를 소색제로 첨가하였다. 육성된 단결정의 크기는 약 20$\times$63 mm이며, 화학성분은 $Zr_{0.73}$ $Y_{0.27}$ $O_{1.87}$ 이었다. 등방성을 띠며 굴절율이 2.15~2.18이고 비중은 5.85, 모스 경도는 8~8.5, 반사도는 13.47%이다. 큐빅 저코니아 결정은 등축정계의 면심격자(Z=4)를 하고 있으며 공간군 Fm3 m에 속한다. 단위포 상수는 a=5.157 $\AA$이며, $CaF_2$구조를 하고 있다. 합성공정의 최적 조건은 고주파 출력이 50 kW, 2.94 MHz이고 도가니의 직경과 높이는 각각 105 mm, 135mm일 때, 또 도가니의 하강 속도가 16 mm/hr일 때 최대인 42% 회수율을 나타내었다. 큐빅 저코니아의 굴절율(2.15~2.18)은 다이아몬드보다 작기 때문에 크라운과 퍼빌리언의 각도를 다이아몬드의 경우($40.5^{\circ}$)보다 작게 가공 처리하여야만 최대의 광채 및 화이어를 얻을 수 있다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.52-58
• /
• 2002

A colorless and transparent zirconium oxide ($Zr_{0.73}Y_{0.27}O_{1.87}$) crystal has been synthesized by the Bridgman-Stockbager method. The gem-quality material is produced by adding 20${\sim}$25 wt.% $Y_2O_3$ (stabilizer) and 0.04 wt.% $Nd_2O_3$ (decolorising agent) to the $ZrO_2$ powder. It shows a vitreous luster with a slight oily appearance. Under a polarizing microscope, it shows isotropic nature with no appreciable anisotropism. Mohs hardness value and specific gravity is measured to be 8${\sim}$$8{\frac{1}{2}}$ and 5.85, respectively. Under ultraviolet light it shows a faint white glow. The crystal structure of yttria-stabilized zirconia with 0.27 at.% Y has been re-investigated, using single crystal X-ray diffraction, and confirmed to be a cubic symmetry, space group $Fm{\overline{3}}m$ ($O^5_h$) with a=5.1552(5) ${{\AA}}$, V=136.99(5) ${{\AA}}^3$, Z=4. The stabilizer atoms randomly occupy the zirconium sites and there are displacements of oxygen atoms with amplitudes of ${\Delta}/a{\sim}$0.033 and 0.11 along <110> and <111> from the ideal positions of the fluorite structure, respectively.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.35-40
• /
• 2007

스컬(skull)용융법에 의해 성장시킨 코발트($Co^{2+}$)가 도핑(doping)된 $25{\sim}50wt%$의 서로 다른 $Y_2O_3$ 함량을 가진 이트리아 안정화 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정을 $N_2$ 분위기 $1000^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리하였다. 적갈색의 단결정들은 각각 보라색 또는 청색으로 변화되었으며, Co가 첨가(doping) 된 처리 전 후의 YSZ들은 직경 6.5, 두께 2 mm의 웨이퍼 또는 직경 10 mm의 라운드브릴리언트 컷(round brilliant cut)으로 연하 하였으며, 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 측정하였으며, $Co^{2+}\;(^4A_2(^4F)\to{^4P})$ 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 에너지 간격(energy gap) 및 격자 매개 변수(lattice parameter)변화가 분석되었다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.553-558
• /
• 1997

등축정계의 결정구조를 지니는 무색 투명한 저코니아($Zr_{0.73}Y_{0.27}O_{1.87}$) 결정을 $Y_2O_3$를 안정제로 사용하여 Bridgman-Stockbager법(또는 Skull 용융법)으로 합성하였다. 육성된 결정은 유리광택을 나타내며 동시에 약간의 지방 광택도 띤다. 저코니아 결정은 편광현미경하에서 등방성을 나타내며 이방성의 징후는 발견되지 않는다. 모스 경도는 $8{\sim}8\frac{1}{2}$이고 비중은 5.85이다. 자외선하에서는 약한 백색 형광을 낸다. 단결정법으로 결정한 저코니아의 결정구조는 등축정계이며, 공간군은 $Fm3m({O^5}_h)$이다. 단위포 상수(a)는 $5.1552(5){\AA}$이며, $V=136.99(5){\AA}$, Z=4, R=0.0488이다. 저코니움 원자는 각 모서리에 산소 원자가 자리잡고 있는 육면체의 중심에 위치하고 있으며, 각 산소 원자는 저코니움 원자로 되어 있는 사면체의 중심에 위치하고 있다. 결국 8:4의 배위수가 성립하는 구조를 하고 있다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.159-163
• /
• 2010

스컬용융법으로 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정들($ZrO_2:Y_2O_3:Co_3O_4:CeO_2$=64:36:0.5:0~0.3mol%)을 성장시켜 $N_2$ 분위기 $1200^{\circ}C$에서 3시간 동안 열처리 하였다. 갈색의 단결정들은 각각 녹색 또는 청색으로 변화되었다. 열처리 전 후의 YSZ 단결정들은 직경 7, 두께 2 mm의 웨이퍼 또는 직경 12 mm의 라운드브릴리언트 컷으로 연마 하였다. 각 시편의 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 분석하였으며, $Ce^{3+}(^2F_{5/2},\;_{7/2}(4f){\rightarrow}^2T_g(5d^1))$, $Co^{2+}(^4A_2(^4F){\rightarrow}^4T_1(^4F)$ 또는 $^4T_1(^4P)$) 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 이온화에너지 및 격자상수 변화를 확인하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.164-170
• /
• 2000

중성자 단결정 및 분말회절실험을 이용하여 이트리아를 첨가한 저코니아 (yttria-stabilized airconia, Zr0.73Y0.27O1.87) 결정의 구조 분석을 수행하였다 시료는 입방정계로써, 공간군 Fm/equation omitted/ a=5.155(2)$\AA$, V=136.99(5), Z=4로 결정화되었고, 중성자 단결정 회절실험의 결과로 얻어진 70개의 브라그 회절반점을 이용한 최종신뢰도 R(F) 및 $\omega$R(I) 값은 각각 0.0576, 0.1057 이었다. Zr과 Y 원자 들은 이상적인 형석 (CaF2) 구조의 cation 위치에 불규칙하게 배열되어 있었으며, 산소 원자들의 대부분 (95%)은 (1/4,1/4,1/4) 위치에서 <110> 방향으로 $\Delta$/a~0.033의 크기만큼 이동하였고, 나머지 산소 원자들은 <100> 방향으로 $\Delta$/a~0.033의 변위가 존재하였다. Rietveld 분석법을 이용한 중성자 분말회절실험의 결과는 단결정 회절실험에서 보여주었던 결정학적 정보와 모든 면에서 잘 일치하고 있었으며, 정방정계의 구조에서 기인되는 몇 개의 불순상의 존재가 최종 분석된 분말 회절상에서 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.73-77
• /
• 2012

스컬용융법으로 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정들($ZrO_2$: $Y_2O_3$= 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50 wt%, $Co_3O_4$: 0.8wt%, $CeO_2$: 0.4wt%)을 성장시켜 $N_2$ 분위기 $1000^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리 하였다. 오랜지색, 황갈색 또는 갈색의 단결정들은 각각 갈적색, 황색 또는 녹색으로 변화되었다. 열처리 전 후의 YSZ 단결정들은 직경 6.5, 두께 2 mm의 웨이퍼로 연마 하였다. 각 시편의 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 분석하였으며, $Ce^{3+}(^2F_{5/2,7/2}(4f){\rightarrow}^2T_g(5d^1))$, $Co^{2+}(^4A_2(^4F){\rightarrow}^4T_1(^4F)$ 또는 $^4T_1(^4P))$ 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 이온화에너지 및 격자상수 변화를 확인하였다.