• Title/Summary/Keyword: ceramic

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비납계 (Na,K)NbO3-M(Cu,Nb)O3, (M = Ca, Sr, Ba) 압전 세라믹의 비정상 결정 성장 거동 비교 (Comparison of Abnormal Grain Growth Behavior of Lead-Free (Na,K)NbO3-M(Cu,Nb)O3, (M = Ca, Sr, Ba) Piezoelectric Ceramics)

  • 정승운;임지호;정한보;지성엽;최승곤;정대용
    • 한국재료학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.343-349
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    • 2020
  • NKN [(Na,K)NbO3] is a candidate lead-free piezoelectric material to replace PZT [Pb(Zr,Ti)O3]. A single crystal has excellent piezoelectric-properties and its properties are dependent of the crystal orientation direction. However, it is hard to fabricate a single crystal with stoichiometrically stable composition due to volatilization of sodium during the growth process. To solve this problem, a solid solution composition is designed (Na,K)NbO3-Ba(Cu,Nb)O3 and solid state grain growth is studied for a sizable single crystal. Ceramic powders of (Na,K)NbO3-M(Cu,Nb)O3 (M = Ca, Sr, Ba) are synthesized and grain growth behavior is investigated for different temperatures and times. Average normal grain sizes of individual specimens, which are heat-treated at 1,125 ℃ for 10 h, are 6.9, 2.8, and 1.6 ㎛ for M = Ca, Sr, and Ba, respectively. Depending on M, the distortion of NKN structure can be altered. XRD results show that (NKN-CaCuN: shrunken orthorhombic; NKN-SrCuN: orthorhombic; NKN-BaCuN: cubic). For the sample heat-treated at 1,125 ℃ for 10 h, the maximum grain sizes of individual specimens are measured as 40, 5, and 4,000 ㎛ for M = Ca, Sr, and Ba, respectively. This abnormal grain size is related to the partial melting temperature (NKN-CaCuN: 960 ℃; NKN-SrCuN: 971 ℃; NKN-BaCuN: 945 ℃).

Effect of Hot Pressing/Melt Mixing on the Properties of Thermoplastic Polyurethane

  • Lee, Young-Hee;Kang, Bo-Kyung;Kim, Han-Do;Yoo, Hye-Jin;Kim, Jung-Soo;Huh, Jae-Ho;Jung, Young-Jin;Lee, Dong-Jin
    • Macromolecular Research
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    • 제17권8호
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    • pp.616-622
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    • 2009
  • In-depth understanding of the influence of hot pressing and melt processing on the properties of thermoplastic polyurethane (TPU) is critical for effective mechanical recycling of TPU scraps. Therefore, this study focused on the effects of hot pressing and melt mixing on molecular weight (MW), polydispersity index (PDI), melt index (MI), characteristic IR peaks, hardness, thermal degradation and mechanical properties of TPU. The original TPU pellet (o-TPU) showed two broad peaks at lower and higher MW regions. However, four TPU film samples, TPU-0 prepared only by hot pressing of o-TPU pellet and TPU-1, TPU-2 and TPU-3 obtained by hot pressing of melt mixed TPUs (where the numbers indicate the run number of melt mixing), exhibited only a single peak at higher MW region. The TPU-0 film sample had the highest $M_n$ and the lowest PDI and hardness. The TPU-1 film sample had the highest $M_w$ and tensile modulus. As the run number of melt mixing increased, the peak-intensity of hydrogen bonded C=O stretching increased, however, the free C=O peak intensity, tensile strength/elongation at break and average MW decreased. All the samples showed two stage degradations. The degradation temperatures of TPU-0 sample (359 $^{\circ}C$ and 394 $^{\circ}C$)were higher than those of o-TPU (342 $^{\circ}C$ and 391 $^{\circ}C$). While all the melt mixed samples degraded at almost the same temperature (365 $^{\circ}C$ and 381 $^{\circ}C$). The first round of hot pressing and melt mixing was found to be the critical condition which led to the significant changes of $M_n$/$M_w$/PDI, MI, mechanical property and thermal degradation of TPU.

액상유기성슬러지로부터 용존유기물의 회수를 위한 막결합형 발효 시스템의 여과 특성 (Filtration Characteristics of Membrane-coupled Fermentor System for Dissolved Organics Recovery From Liquid Organic Sludge)

  • Jong Oh Kim
    • 멤브레인
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    • 제13권2호
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    • pp.65-72
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    • 2003
  • 본 연구는 액상유기성 슬러지로부터 용존 유기물을 회수하기 위한 막결합형 발효 시스템의 여과특성의 검토에 초점을 두었다. $0.1 {\mu}m{\sim}5 {\mu}m$ 범위에서 6종류의 막공경을 대상으로 한 슬러지 발효액의 정밀여과 특성으로 막공경이 작을수록 전체저항이 큰 값을 나타내었고 케?층의 형성에 의한 저항이 전체저항의 68~88%를 차지하여 막투과유속의 저하는 주로 입자간의 물리화학적 상호작용에 의한 막표면에의 강한 입자침전에 기인함을 알 수 있었다. 발효액의 고형물 농도가 증가함에 따라 막투과유속은 감소하였으나 일정이상의 고형물 농도에서는 비례관계를 보이지 않았다. 막면유속이 증가할수록 그리고 5.0~6.0의 pH범위에서 높은 막투과유속이 얻어졌고 에너지 효율측면에서는 가능한 낮은 압력에서 여과하는 것이 유리한 것으로 나타났다. $0.1{\mu}m$$0.2{\mu}m$의 막공경에서는 100%의 미생물 제거율을 보였다 액상 유기성 슬러지로부터 용존 유기물을 효율적으로 회수하기 위한 최적 막공경은 제안된 기준의 관점에서 볼 때 $1{\mu}m$ 정도라 판단되어진다.

$TiO_2$첨가에 의한 ZnO와 $SnO_2$의 일산화탄소 감응특성 변화 (The Changes of CO Gas Sensing Properties of ZnO and $SnO_2$ with Addition $TiO_2$)

  • 김태원;최우성;전선택
    • 한국재료학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.312-316
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    • 1998
  • ZnO와 $SnO_2$$ TiO_2$를 첨가시킨 $ZnO-TiO_2$$SnO_2$-$TiO_2$세라믹 복합체를 제작하여 1000ppm 일산화탄소에 대한 감응특성을 조사하였다. 상분석을 위해서 X-선 회절 분석을 하였고, 전자 주사 현미경을 이용해서 시편 파단면의 미세구조를 관찰했다. 일산화탄소 감도는 건조공기 분위기에서 측정한 저항($R_{dry air}$ )과 1000ppm 일산화탄소 분위기에서의 저항($R_{co}$ )을 측정하여 각각의 저항값의 비로 정의하였다. $TiO_{2}$첨가에 의한 ZnO의 일산화탄소 감도의 변화는 ZT5의 경우 최대 감도가 약 1.7배 감소하였고, $TiO _{2}$첨가에 의한 $SnO_{2}$의 일산화탄소 최대 감도는 약 2.5배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$배 증가함으로써 비교적 $ZnO-TiO_2$복합체 보다는 $SnO_2$- $TiO_2$복합체의 일산화탄소 감응특성이 우수했다.

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반도체 폐 Si 슬러지를 이용한 질화규소세라믹의 제조 (Fabrication of Silicon Nitride Ceramics Using Semiconductor-Waste-Si Sludge)

  • 이병택;유정호;김해두
    • 한국재료학회지
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    • 제9권12호
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    • pp.1170-1175
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    • 1999
  • 반도체 폐 Si슬러지를 이용하여 질화반응 및 post-sintering을 통해 제조된 질화규소세라믹의 미세조직 및 기계적 특성을 광학현미경, SEM 및 XRD를 이용하여 연구하였다. 상당량의 $SiO_2$ 비정질상을 포함하는 폐 Si분말에서 많은 microcracks이 관찰되었다. 폐 슬러지를 사용한 Si 성형체의 질화율은 상용되고 있는 Si분말을 이용한 성형체의 값에 비해 낮은 값을 보였다. 그러나 질화온도가 증가함에 따라 질화율은 증가하였으며 1470$^{\circ}C$에서 질화율은 98%를 보였다. 반응소결체내에 존재하는 $Si_3N_4$의 결정은 ${\alpha}$${\beta}$상으로 혼재되어 있으며 상당량의 산질화규소상이 검출되었다. 1950$^{\circ}C$에서 후처리된 시료의 최대파괴인성 및 파괴강도 값은 각각 5.6 $^MPa{\cdot}m^{1/2}$과 497 MPa로 H. C. Starck사의 Si을 이용한 것에 비해 낮은 값을 보였으며 이는 산질화규소 형성에 기인한 것으로 사료된다.

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SHS법에 의해 제조된 $Al_2O_3$-TiC복합분말과 $Al_2O_3$단섬유를 강화재로 사용한 하이브리드 금속기 복합재료의 제조 (Manufacturing of Hybrid Metal Matrix Composites used $Al_2O_3$ Short Fiber and $Al_2O_3$-TiC Composite Powder Synthesized by SHS Process)

  • 김동현;맹덕영;이종현;원창환
    • 한국재료학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.315-321
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    • 1999
  • 금속기지 복합물은 구조용 재료로서 매우 우수한 성질을 지니고 있어 광범위하게 연구되어져 왔다. $Al_2O_3$와 SiC는 그들의 우수한 기계적 특성 때문에 일반적인 보강재로서 사용되어져 왔다. 그러나 이들 세라믹 보강재는 비싼 재조 비용 때문에 특별한 목적을 위해서만 한정되어 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 우리는 Al 합금기지 복합물에서 SHS법에 의해 합성된 $Al_2O_3$-SiC 분말의 보강재로서의 응용 가능성을 살펴보았다. 또한 $Al_2O_3$단섬유를 Al기지 하이브리드 복합물에 적용하기 위하여 합성된 분말과 함께 첨가하였다. 25vol% 강화재의 복합물을 제조하기 위하여 용탕단조법을 사용하였다. 미세구조와 결정구조는 SEM, OM 그리고 XRD로 관찰하였고 압축시험과 마모시험으로 기계적인 성질들을 조사하였다.

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미세 PSZT분말의 수열합성 및 소결 (Hydrothermal Preparation and Sintering of Fine PSZT Powder)

  • 오정강;서경원
    • 공업화학
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    • 제9권5호
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    • pp.654-660
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    • 1998
  • 수열합성법을 이용한 PSZT제조시 출발물질의 첨가량과 광화제가 입자의 결정성과 입자크기 분포 및 소결체의 유전율에 미치는 영향을 조사하였다. Pb와 Sr의 비 및 Zr과 Ti의 비를 변화시킨 0.5 M의 혼합용액에 광화제로 KOH를 2~20 wt % 첨가한 후 $120{\sim}200^{\circ}C$에서 2시간 동안 수열반응을 통해 $0.3{\sim}15{\mu}m$의 평균입자 크기를 갖는 입방체모양의 PSZT분말을 제조하였다. 또한 제조된 분말을 $1150^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결반응하여 1000~3000의 유전율을 갖는 소결체를 제조하였다. 실험결과 광화제의 농도는 10 wt %, Sr/(Sr+Ti)은 0.05, Zr/(Zr+Ti)은 0.52일 때 PSZT분말의 평균입자크기가 $0.5{\mu}m$로 작았으며, 이를 소결한 소결체의 유전율도 2900으로 높았다. 한편, 광화제의 농도를 증가시켜 입자의 평균입경을 작고 균일하게 제어할 수 있었으나 광화제를 과도하게 첨가하면 응집이 유발되어 입경이 커졌다. 입자의 결정성에 영향을 미치지 않을 정도로 Sr을 소량 첨가하여 소결체의 유전율을 증가시킬 수 있었다. 또한, Zr을 첨가함으로써 주요 결정상을 정방정에서 능면정으로 전이시킬 수 있었다.

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Part I Advantages re Applications of Slab type YAG Laser PartII R&D status of All Solid-State Laser in JAPAN

  • Iehisa, Nobuaki
    • 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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    • 한국레이저가공학회 1998년도 추계학술발표대회 초록개요집
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    • pp.0-0
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    • 1998
  • -Part I- As market needs become more various, the production of smaller quantities of a wider variety of products becomes increasingly important. In addition, in order to meet demands for more efficient production, long-term unmanned factory operation is prevailing at a remarkable pace. Within this context, laser machines are gaining increasing popularity for use in applications such as cutting and welding metallic and ceramic materials. FANUC supplies four models of $CO_2$ laser oscillators with laser power ranging from 1.5㎾ to 6㎾ on an OEM basis to machine tool builders. However, FANUC has been requested to produce laser oscillators that allow more compact and lower-cost laser machines to be built. To meet such demands, FANUC has developed six models of Slab type YAG laser oscillators with output power ranging from 150W to 2㎾. These oscillators are designed mainly fur cutting and welding sheet metals. The oscillator has an exceptionally superior laser beam quality compared to conventional YAG laser oscillators, thus providing significantly improved machining capability. In addition, the laser beam of the oscillator can be efficiently transmitted through quartz optical fibers, enabling laser machines to be simplified and made more compact. This paper introduces the features of FANUC’s developed Slab type YAG laser oscillators and their applications. - Part II - All-solid-state lasers employing laser diodes (LD) as a source of pumping solid-state laser feature high efficiency, compactness, and high reliability. Thus, they are expected to provide a new generation of processing tools in various fields, especially in automobile and aircraft industries where great hopes are being placed on laser welding technology for steel plates and aluminum materials for which a significant growth in demand is expected. Also, in power plants, it is hoped that reliability and safety will be improved by using the laser welding technology. As in the above, the advent of high-power all-solid-state lasers may not only bring a great technological innovation to existing industry, but also create new industry. This is the background for this project, which has set its sights on the development of high-power, all-solid-state lasers with an average output of over 10㎾, an oscillation efficiency of over 20%, and a laser head volume of below 0.05㎥. FANUC Ltd. is responsible for the research and development of slab type lasers, and TOSHIBA Corp. far rod type lasers. By pumping slab type Nd: YAG crystal and by using quasi-continuous wave (QCW) type LD stacks, FANUC has already obtained an average output power of 1.7㎾, an optical conversion efficiency of 42%, and an electro-optical conversion efficiency of 16%. These conversion efficiencies are the best results the world has ever seen in the field of high-power all-solid-state lasers. TOSHIBA Corp. has also obtained an output power of 1.2㎾, an optical conversion efficiency of 30%, and an electro-optical conversion efficiency of 12%, by pumping the rod type Nd: YAG crystal by continuous wave (CW) type LD stacks. The laser power achieved by TOSHIBA Corp. is also a new world record in the field of rod type all-solid-state lasers. This report provides details of the above results and some information on future development plans.

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필름종류와 저장온도에 따른 Lemongrass의 MA 저장성 비교 (MA Strotage Response of Fresh Lemongrass Depending upon Film Source and Storage Temperature)

  • 박권우;강호민;김충호
    • 원예과학기술지
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    • 제18권1호
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    • pp.18-21
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    • 2000
  • 본 연구는 저장온도와 필름종류에 따른 레몬그래스(Cymbopogon citratus)의 저장성을 비교하고자 하였다. 생체중 감소는 저장온도가 낮은 $0^{\circ}C$$5^{\circ}C$에서 적었으며 모든 저장온도에서 CE 80(세라믹 필름 $80{\mu}m$)에서 적었다. 필름종류별로는 가스투과도 낮은 CE 80에서 높은 이산화탄소와 에틸렌 함량을 보였다. 저장 초반 필름내 이산화탄소의 함량은 역시 저장온도가 높을수록 높았다. 그렇지만 저장후반의 이산화탄소 함량과 저장전기간동안의 에틸렌 함량은 $5^{\circ}C$보다 $0^{\circ}C$에서 높았다. 레몬그래스의 필름내 에틸렌 농도는 1ppm 이하였는데 이는 품질저하에 영향을 미치지 못하였다. 저장최종일에 외관상 품질과 엽록소 함량을 보면 $5^{\circ}C$의 CE 80처리구가 가장 좋은 품질을 보였다. 저장수명은 $5^{\circ}C$에서 48일이었으며 $0^{\circ}C$에서는 35일보다 길었다. 이상의 결과로 볼 때 레몬그래스의 MA저장시 적정온도는 $5^{\circ}C$이며 포장재는 다소 투과성이 낮은 CE80정도가 좋은 것으로 생각된다.

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알루미나 제조 공정 산출물 레드머드의 재활용 현황과 기술개발 동향 분석 (Overview and Future Concerns for Red Mud Recycling Technology and Industry)

  • 홍현선;김예린;조현정;김대원;김대웅;김형준;김용;김성표
    • 자원리싸이클링
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    • 제26권5호
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    • pp.12-21
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    • 2017
  • 알루미나 제조공정 부산물인 레드머드는 여러 가지 유용한 자원을 포함하고 있음에도 불구하고 아직까지 재활용되지 않고 있어 환경문제를 야기하고 있다. 현재 우리나라에서 레드머드가 매년 약 20만 톤 이상을 생산하고 있으며 대부분이 야적되고 있는 실정이다. 글로벌하게 보면 최근 중국의 알루미나 생산량이 증가함에 따라 전 세계에서 발생하는 레드머드의 양은 1억 톤 이상으로 꾸준히 증가하고 있다. 레드머드의 재활용 기술은 우리나라를 비롯한 많은 국가에서도 개발되고 있지만, 재활용 및 처리 기술은 여전히 레드머드의 생산증가 속도에 비해 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 레드머드와 관련된 특허, 논문, 기술보고서를 내용별 연도별로 분석하였다. 또한 국내 산출 레드머드의 물성 분석을 통해 기초 소재특성 자료를 제공하였고 국내외 레드머드 재활용의 실용화 추진 사례를 분석하여 실용화 기술 개발 가능성을 제시하였다. 특히 레드머드에서 희토류를 회수하는 기술, 환경오염 방지제 기술 등은 수요가 높고 경제적 가치가 높기 때문에 전 세계적으로 개발되고 있는 것으로 파악되었다. 이처럼 본 연구에서 도출된 레드머드의 기술개발 사례 등의 자료는 향후 고부가가치의 실용적 연구 및 기술 개발에 기여할 것으로 판단된다.