• Nuclear Engineering and Technology
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• 제31권5호
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• pp.455-464
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• 1999

The effect of TiO$_2$ on the sintering behavior of mixed UO$_2$-U$_3$O$_{8}$ Powder compacts has been investigated using the U$_{3}$O$_{8}$ powder made tv oxidation of defective UO$_{2}$ pellets. Without TiO$_2$, UO$_2$ pellet density is inversely proportional to U$_3$O$_{8}$ content and is below 94 %TD in the U$_3$O$_{8}$ range above 15 wt%. Using more than 0.1 wt % TiO$_2$, however, the density decreases slightly with U$_3$O$_{8}$ content and thus is higher than about 94% TD in the whole range of U$_3$O$_{8}$ content. The grain sizes of UO$_2$ pellets with more than 0.1 wt % TiO$_2$are larger than about 30${\mu}{\textrm}{m}$. Therefore, the U$_3$O$_{8}$ Powder can be reused without any restriction on its amount in UO$_2$ pellet fabrication by sintering the mixed UO$_2$-U$_3$O$_{8}$ compact with the aid of TiO$_2$. Mechanisms for densification and grain growth are proposed and discussed, based on a dilatometry study and an examination of microstructure. microstructure.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권12호
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• pp.929-932
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• 2004

페로브스카이트 단일상의 PMN 계 복합화합물을 제조하기 위하여 일반적으로 소량의 MgO가 과잉으로 사용되며, 잉여 MgO는 주로 입내에 석출되며 소결을 저해하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 MgO 대신 $(MgCO_3)_4{\cdot}Mg(OH)_2{\cdot}5H_{2}O$을 사용하여 고상법으로 제조한 PMN-PT-BT(PBT) 전구체 분말을 $500^{\circ}C/1h$에서 열처리한 후, MgO 졸로 표면 개질하여, 과잉의 MgO가 소결 및 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 소량의 MgO 졸($0.5{\sim}1.0wt\%$)은 $1000^{\circ}C$ 이하의 온도에서 소결을 크게 촉진시켰다. $0.5wt\%$의 졸이 사용된 PBT 분말은 $900^{\circ}C/2h$ 소결로 소결밀도 $7.62g/cm^3$, 유전율 14800, 유전손실 $1.1\%$를 나타내었으며, 이는 PBT의 $1000^{\circ}C/2h$ 소결체의 물성과 흡사하였다. 또한 MgO 졸로 첨가된 과잉의 MgO는 삼중점과 입계에 주로 석출되어 입성장을 제어함을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권1호
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• pp.33-38
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• 2009

AIN 소결에 있어서 ${Y_2}{O_3}$를 소결 조제로하여 $1,700{\sim}1,900^{\circ}C$의 온도에서 상압소결하엿을 때 ${Y_2}{O_3}$ 첨가와 소결 유지 시간이 소결 특성, 미세 구조 및 열전도도에 미치는 영향에 관하여 평가하였다. ${Y_2}{O_3}$의 첨가에 따라 AIN 시편은 치밀화가 증진되고 열전도도가 증가됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 AIN 분말 표면의 ${Al_2}{O_3}$와 ${Y_2}{O_3}$의 반응으로 형성된 이차상에 기인한 것으로, 첨가된 ${Y_2}{O_3}$는 ${Al_2}{O_3}$와의 반응으로 치밀화에 기여를 하여 고온에서 액상의 형성으로 급속히 치밀화를 증진시키며, AIN 결정격자 내부로 유입될 수 있는 산소의 양을 감소시킴으로써 AIN 시편의 열전도도를 증가시키는 것을 알 수 있었다. 또한 소결시간의 증가에 따라 열전도도는 급격히 증가하였는데 이는 결정립계의 이차상이 고온에서 휘발되어 그 양이 감소함에 기인하는 것으로 파악되었다. $1,900^{\circ}C$ 5시간 소결한 시편의 열전도도는 약 $141\;Wm^{-1}K^{-1}$ 값을 나타내었고 이는 1시간 소결한 시편과 비교하여 20% 이상 증가된 값이었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권6호
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• pp.245-251
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• 2015

본 연구에서는 $Fe_2O_3$-Mg계 혼합분말을 사용하여 연자성 복합재료를 제조하기 위하여 기계적 합금화법(MA)을 적용하였다. 초미세 조직을 가진 연자성 ${\alpha}$-Fe/MgO 복합재료를 얻기 위하여 X선 회절, 열분석 및 자기특성 측정을 통하여 최적 볼밀조건 및 열처리 조건을 조사하였다. $Fe_2O_3$와 순금속 Mg의 혼합분말을 30분 동안 MA 처리한 결과. ${\alpha}$-Fe 기지에 MgO가 분산된 ${\alpha}$-Fe/MgO 복합분말을 얻을 수 있었다. MA 분말시료의 자화값은 볼밀처리 시간에 따라 증가하여 MA 5시간 시료에서 69.5 emu/g의 최대값이 관찰되었다. 또한 MA 처리에 의하여 ${\alpha}$-Fe의 결정립 미세화와 함께 보자력이 증가하는 자기경화 현상이 관찰되었다. MA 분말시료의 벌크화를 위하여 소결온도 $800{\sim}1000^{\circ}C$, 압력 60 MPa에서 SPS 소결을 실시하였다. X선 회절 결과로부터, 5시간 MA 처리한 분말을 $800^{\circ}C$에서 SPS 소결시킨 ${\alpha}$-Fe/MgO 연자성 복합재료의 경우 ${\alpha}$-Fe상 평균 결정립 크기가 110 nm임을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권2호
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• pp.247-253
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• 1996

Floating zone법에 의한 $SrTiO_{3}$ 단결정 성장에 있어서 원료봉의 미세구조가 원료봉과 융액간의 고액계면의 형상 및 용융대의 안정성에 미치는 영향을 광학현미경 및 전자현미경을 이용하여 조사하였다. $1400,\;1500,\;1600^{\circ}C$로 소결온도를 변화시키면서 소결한 $SrTiO_{3}$ 및 $Fe_{2}O_{3}$를 0.2 wt% 첨가한 $SrTiO_{3}$ 원료봉을 실험시편으로 사용하였다. 저온($1400^{\circ}C$)에서 소결한 경우는 치밀화가 덜 진행되어 존재하는 기공들이 균일한 용융대 형성을 저해하였고, 고온($1600^{\circ}C$)의 경우는 미세구조는 치밀하나 이상입자성장 현상으로 안정된 용융대 형성에 어려움을 주었음을 실험적으로 확인하였다. 따라서 이상입자성장을 하지 않은 즉, 균일한 결정입 크기 분포를 갖는 원료봉을 사용하여 결정성장을 하였을때 원료봉의 균일한 용융양상을 유도할 수 있었고 안정한 용융대 유지가 가능하여 결정성장에 가장 적합함을 알게 되었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.210-214
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• 2016

We investigated the sintering behavior and piezoelectric properties of lead-free $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ ceramics co-doped with excess 0.01 mol ZnO and x mol $MnO_2$, where x was varied from 0 to 0.03. Excess $MnO_2$ addition was found to retard the grain growth and densification during sintering. However, 0.005 mol $MnO_2$ addition improved the piezoelectric properties of 0.01 mol ZnO added $(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3$ ceramics. The planar mode piezoelectric coupling coefficient, electromechanical quality factor, and piezoelectric constant $d_{33}$ of 0.01 mol ZnO and 0.005 mol $MnO_2$ added specimen were 0.40, 304, and 214 pC/N, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권10호
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• pp.666-672
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• 2006

GDC20($Ce_{0.8}Gd_{0.2}O_{1.9}$) powder was synthesized by oxalate co-precipitation and milling and its thermal decomposition, phase formation, and sinterability were investigated. As-prepared precipitates were non-crystalline due to the milling process and completely decomposed at 400$^{\circ}C$ The powder calcined at 800$^{\circ}C$ for 2 h contained fine p]sty particles with an average size of 0.69 $\mu$m. Attrition milling of the calcined powder for 2 h had a little milling effect, resulting in a slight decrease in the particle size to 0.45 $\mu$m. The milled powder consisted of small spherical primary particles and some large particles, which had been agglomerated during calcination. Due to the excellent sinterability of the powder, sintering of the powder compacts for 4 h showed relative densities of 78.7% at 1000$^{\circ}C$ and 97.8% at 1300$^{\circ}C$, respectively. Densification was found to almost complete at temperature above 1200$^{\circ}C$ and a dense and homogeneous microstructure was obtained. A rapid grain growth occurred between 1200$^{\circ}C$ and 1300$^{\circ}C$. Grains in 0.1$\sim$0.5 $\mu$m sizes at 1200$^{\circ}C$ grew to 0.2$\sim$2 $\mu$m and their size distribution became broader at 1300$^{\circ}C$.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권8호
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• pp.614-618
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• 2011

Nanopowders of MgO, $Al_2O_3$ and $SiO_2$ were made by high energy ball milling. The rapid sintering of nanostructured $MgAl_2O_4-Mg_2SiO_4$ composites was investigated by a high-frequency induction heating sintering process. The advantage of this process is that it allows very quick densification to near theoretical density and inhibition of grain growth. Nanocrystalline materials have received much attention as advanced engineering materials with improved physical and mechanical properties. As nanomaterials possess high strength, high hardness, excellent ductility and toughness, undoubtedly, more attention has been paid for the application of nanomaterials. Highly dense nanostructured $MgAl_2O_4-Mg_2SiO_4$ composites were produced with simultaneous application of 80MPa pressure and induced output current of total power capacity (15 kW) within 2min. The sintering behavior, gain size and mechanical properties of $MgAl_2O_4-Mg_2SiO_4$ composites were investigated.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권12호
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• pp.891-896
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• 2012

Nanopowders of MgO and $TiO_2$ were made by high energy ball milling. The rapid synthesis and sintering of the nanostructured $MgTiO_3$ compound was investigated by the high-frequency induction heated sintering process. The advantage of this process is that it allows very quick densification to near theoretical density and inhibition grain growth. Nanocrystalline materials have received much attention as advanced engineering materials with improved physical and mechanical properties. As nanomaterials possess high strength, high hardness, excellent ductility and toughness, undoubtedly, more attention has been paid for the application of nanomaterials. A highly dense nanostructured $MgTiO_3$ compound was produced with simultaneous application of 80 MPa pressure and induced current within 2 min. The sintering behavior, gain size and mechanical properties of $MgTiO_3$ compound were investigated.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권9호
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• pp.678-685
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• 2011

The aim of this study was to determine the effect of applied pressure and sintering temperature on the microstructure and mechanical properties for spark plasma sintering (SPS) from commercial pure titanium (CP-Ti) powders. Spark plasma sintering is a relatively new sintering technique in powder metallurgy which is capable of sintering metal and ceramic powers quickly to full density at a fairly low temperature due to its unique features. SPS of -200 mesh or -400 mesh CP-Ti powders was carried out in an $Ar+H_2$ mixed gas flowing atmosphere between $650^{\circ}C$ and $750^{\circ}C$ under 10 to 80 MPa pressure. When SPS was carried out at relatively low temperatures ($650^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$), the high (>60 MPa) pressure had a marked effect on densification and grain growth suppression. The full density of titanium was achieved at temperatures and pressures above $700^{\circ}C$ and 60 MPa by spark plasma sintering. The crystalline phase and microstructure of titanium sintered up to $700^{\circ}C$ consisted of ${\alpha}$-Ti and equiaxed grains. Vickers hardness ranging from 293 to 362 Hv and strength ranging from 304 to 410 MPa were achieved for spark plasma sintered titanium.