• 한국재료학회지
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• 제20권7호
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• pp.379-384
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• 2010

The usual ceramic process of mixing and milling in state of oxides $ZrO_2$ and $CeO_2$ was adopted in this study in a wet process to manufacture Ce-TZP. $CeO_2$-$ZrO_2$ ceramics containing 8~20 mol% $CeO_2$ were made by heat treatment at $1250\sim1500^{\circ}C$ for 5hr. The maximum dispersion point of every slurry manufactured with a mixture of $ZrO_2$ and $CeO_2$ was neat at pH10. A stable slurry with average particle size of 90 nm can be manufactured when it is dispersed with the use of ammonia water and polycarboxylic acid ammonium. The sintered Ce-TZP ceramics manufactured with the addition of $CeO_2$ in a concentration of less than 10 mol% progressed to the fracture of the specimen due to the existence of a monoclinic phase of more than 30% at room temperature. More than 99% of the tetragonal phase was created for the sintered body with the addition of $CeO_2$ beyond 18 mol%, but the degradation of the mechanical properties on the entire specimen was brought about due to the $CeO_2$ existing in a percentage above 3%. Consequently, the optimal Ce-TZP level combined in the oxide state was identified to be 16 mol% of $CeO_2$ contents.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권9호
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• pp.834-838
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• 2001

고체 전해질로 많이 사용되는 이트리아로 안정화된 입방정형(cubic) 지르코니아의 기계적 강도를 향상시키기 위하여, 단사형(monoclinic) 지르코니아(m-$ZrO_2$)를 원료로 지르코니아　 안정화시키는 이트리아와 지르코니아의 낮은 기계적 강도를 향상시켜 주기 위한 알루미나를 Yag($Y_3Al_5O_{13}$)졸의 형태로 첨가하여, 졸 형태로 첨가된 이트리아와 알루미나가 입방정 지르코니아 소결체의 기계적, 전기적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 17.8 wt% Yag(6.3mol% $Y_2O_3$)가 첨가된 경우 파괴인성은 3.62MPa${\cdot}m^{1/2}$, 파괴강도는 447MPa로 8mol%의 이트리아로 안정화된 지르코니아(TZ8Y)의 1.44MPa${\cdot}m^{1/2}$, 270MPa에 비하여 기계적 특성이 현저히 향상되었으나, 950$^{\circ}$C, 공기분위기에서의 전기전도도는 0.057${\Omega}^{-1}cm^{-1}$로 TZ8Y에 비해 반 정도로 낮아졌으며, 21.6wt% Yag(8.0mol% $Y_2O_3$)가 첨가된 경우에는 파괴인성은 2.93MPa${\cdot}m^{1/2}$, 파괴강도는 388MPa로 TZ8Y에 비하여 향상되었고, 전기전도도는 0.076${\Omega}^{-1}cm^{-1}$을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.94-99
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• 2004

연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.204-211
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• 2006

The electrolyte in the solid oxide fuel cell must be dense enough to avoid gas leakage and thin enough to reduce the ohmic resistance. In order to manufacture the thin and dense electrolyte layer, 8 mol% $Y_2O_3$ stabilized-$ZrO_2$ (8YSZ) electrolyte layers were coated on the porous tubular substrate by the novel vacuum slurry dip-coating process. The effects of the slurry concentration, presintering temperature, and vacuum pressure on the thickness and the gas permeability of the coated electrolyte layers have been examined in the vacuum slurry coating process. The vacuum-coated electrolyte layers showed very low gas permeabilities and had thin thicknesses. The single cell with the vacuum-coated electrolyte layer indicated a good performance of $495\;mW/cm^2$, 0.7 V at $700^{\circ}C$. The experimental results show that the vacuum dip-coating process is an effective method to fabricate dense thin film on the porous tubular substrate.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.18.2-18.2
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• 2009

Ceramics have some properties that are unmatched by other kind of materials like metals or polymers. The ability of high thermal and chemical resistance and in case of being superior in specific mechanical properties makes the ceramic materials suitable for arange of applications. The microstructure and morphology of a material arguably permit the use of many advanced application otherwise difficult to achieve.Porous structures have some important applications in biomedical and environmental field. For human hard tissue reconstruction and augmentation procedure suitable biomaterials are used with a desirable porosity. A range of porous bioceramics were fabricated with tailored design to meet the demand of specific applications. Channeled and interconnected porosity was introduced in alumina, zirconia, and hydroxyapatite or tri calcium phosphate ceramics by different methods like multi-pass extrusion process, bubble formation in viscous slurry,slurry dripping in immiscible liquid, sponge replica method etc. The detailed microstructural and morphological investigations were carried out to establish the unique features of each method and the developed systems. For environmental filters the porous structures were also very important. We investigated a range of channeled and randomly porous silicon based ceramic composites to enhance the material stability and filtration efficiency by taking advantage of the material chemistry of the element. Detailed microstructural and mechanical characterizations were carried out for the fabricated porous filtration systems.

• 대한치과보철학회지
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• 제49권2호
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• pp.120-127
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• 2011

연구 목적: 본 연구의 목적은 색소체인 크롬염화물을 지르코니아에 첨가함으로써 지르코니아의 색상 및 물리적 성질, 그리고 미세구조가 어떻게 변화하는지 알아보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 크롬염화물의 함량이 지르코니아 분말에 각각 0.06, 0.12, 0.25 wt%가 되도록 측량하고 알코올에 녹여 액상상태의 크롬염화물을 준비하였다. 지르코니아 분말과 각각의 액상상태의 크롬염화물을 혼합하고 혼합된 분말을 이용하여 디스크형태의 지르코니아 시편을 제작하였다. 제작된 시편은 $1450^{\circ}C$에서 완전소결 후 색상 및 물리적 성질, 그리고 미세구조를 관찰하였다. 색상은 분광측색장치를 이용하여 국제조명위원회 (CIE) ISO 기준인 D65 광원, SCE 방식으로 측정하여 $L^*$, $C^*$, $a^*$, $b^*$ 값으로 분석하였다. 밀도는 아르키메데스 법으로 측정하였고, 주사전자현미경과 X선 회절 분석기를 이용하여 시편의 미세구조 및 결정상을 관찰하였다. 파괴인성은 압흔 형성법(Vickers indentation법)을 이용하여 시편에 압흔 형성 후, 광학현미경으로 압흔의 크기를 측정하고 이를 이용하여 파괴인성을 구하였다. 결과는 일원배치분산분석 (one-way ANOVA)으로 통계처리 하였고, Tukey test로 사후 검정하였다. 결과: 1. 크롬염화물을 첨가하여 지르코니아의 색상을 조절할 수 있음을 확인하였으며, 크롬염화물 첨가 함량이 증가함에 따라 지르코니아 색상은 백색계통의 갈색에서 짙은 색의 갈색으로 변하였다. 2. 크롬염화물의 첨가는 시편의 밀도를 점점 감소시켰으며, 크롬염화물이 첨가되지 않은 시편과 비교 시, 크롬염화물의 첨가량이 증가할수록 통계학적으로 유의한 차이를 보였다 (P<.05). 3. 크롬염화물이 첨가된 시편은 첨가되지 않는 시편에 비해 결정립 크기가 증가하였다. 4. X-선 회절 분석결과, 크롬염화물의 첨가 여부와 첨가 함량에 상관없이 지르코니아 결정상의 차이점은 관찰되지 않았다. 5. 지르코니아에 크롬염화물을 첨가 시 크롬염화물의 첨가 함량에 따라 파괴인성값은 감소하였고, 특히 0.25 wt%의 크롬염화물을 첨가 시 가장 낮은 파괴인성 값을 보였다 (P<.05). 결론: 이상의 결과로 크롬염화물을 액체상태로 첨가하여 지르코니아의 색상을 조절할 수 있음을 확인하였으며, 제작한 유색 지르코니아의 색상은 자연치아 색상과 다소 차이가 있지만, 본 소재는 임상에서 사용되는 완전도재관 코어 (Core) 재료로써 사용할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권5호
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• pp.315-319
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• 2015

Yttria-stabilized zirconia (YSZ)-based micro tubular SOFC single cells were fabricated by electrophoretic deposition (EPD) process. Stable slurries for the EPD process were prepared by adding phosphate ester (PE) as a dispersant in order to control the pH, conductivity, and zeta-potential. NiO-YSZ anode support, NiO-YSZ anode functional layer (AFL), and YSZ electrolyte were consecutively deposited on a graphite rod using the EPD process; materials were then co-sintered at $1400^{\circ}C$ for 4 h. The thickness of the deposited layer increased with increasing of the applied voltage and the deposition time. A YSZ-based micro tubular single cell fabricated by the EPD process exhibited a maximum power density of $0.3W/cm^2$ at $750^{\circ}C$.

• 분석과학
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• 제6권2호
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• pp.225-229
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• 1993

알루미나 강화 지르코니아(10-30ATZ) 제조에 있어 지르코니아(TZ-2Y or TZ-0Y)와 알루미나(AKP-30) 분말 slurry에 2wt% 알루미나에 해당하는 알루미나졸을 첨가한 후 겔화시킴으로써 분말이 고르게 분산되어 있고, 동시에 알루미나겔이 분말의 표면을 코팅함으로써 응집이 일어나는 것을 막았다. 이렇게 제조된 ATZ는 $1450{\sim}1550^{\circ}C$ 이상에서 2시간 소결로 알루미나 grain이 $0.5{\mu}m$ 이하로 잘 분포되어 있는 좋은 미세구조와 이론 밀도의 99% 이상의 소결밀도를 보여 주었다. 또한 20ATZ 부근에서의 $K_{IC}$값은 ${\sim}8MPa{\cdot}m^{1/2}$으로 볼-밀링으로 얻는 $6MPa{\cdot}m^{1/2}$보다 높은 값을 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.786-789
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• 2011

본 연구에서는 고체산화물연료전지에서 사용되고 있는 전해질의 직접탄소연료전지로의 적용가능성을 평가하기 위해 YSZ 전해질의 특성을 평가하였다. 전해질 층은 진공 슬러리 코팅 법을 사용하여 연료극 지지체위에 형성하였으며, 코팅 후 $1,400^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리하여 미세조직, 가스투과도 및 이온 전도도 측정을 통해 직접탄소연료전지로의 적용가능성을 확인하였다. YSZ 전해질은 얇고 치밀한 층을 형성하였으며 낮은 가스 투과도 값을 나타내었다. 이와같은 결과를 바탕으로 직접탄소 연료전지에 YSZ 전해질을 적용하였으며, 단위전지를 제작하여 $800^{\circ}C$에서 성능평가를 수행하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권12호
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• pp.827-832
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• 2005

In this study, thin electrolyte layer was prepared by 8YSZ ($8mol\%$ Yttria-Stabilized Zirconia) slurry dip and sol coating onto the porous anode support in order to reduce ohmic resistance. 8YSZ polymeric sol was prepared from inorganic salt of nitrate and XRF results of xerogel powder exhibited similar results $(99.2\pm1wt\%)$ compared with standard sample (TZ-8YS, Tosoh Co.). The dense and thin YSZ film with $1{\mu}m$ thickness was synthesized by coating of 0.7M YSZ sol followed by heat-treatment at $600^{\circ}C$ for 1 h. Thin film electrolyte sintered at $1400^{\circ}C$ showed no gas leakage at the differential pressure condition of 3 atm.