• 보존과학회지
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• 제38권4호
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• pp.301-313
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• 2022

We made a Korean white porcelain or Joseon Baekja jar and based on the raw materials used and reproductions of each stage, we aimed to compare and analyze the physicochemical changes of the raw materials such as clay at each manufacturing stage, as well as identify the characteristics and correlations. Although the basic main components of clay and glaze material are similar, their texture becomes denser in the process of bisque firing pottery (Chobeol-pyeon) and glaze firing pottery (Jaebeol-pyeon), and we confirmed that in addition to the tendency of increasing vitrification, low-temperature minerals such as mica and illite gradually disappeared, while high-temperature minerals such as cristobalite were newly created. This phenomenon has also been verified by the rapid decrease in absorption rate while the change in specific gravity was small. In addition, the color was greatly affected by the firing atmosphere, and the yellow-red chromaticity of the raw materials was higher during bisque firing but showed a rapidly decreasing characteristic during glaze firing. The value of magnetic susceptibility, which is related to iron (Fe) component, showed a tendency to decrease in glaze firing pottery. CT images were confirmed as a method that can indirectly estimate the change in the material properties of the object step-by-step for the entire object. In conclusion, the study of manufacturing stages of reproduction can provide basic data for scientific research on the estimation of porcelain and pottery making technology and changes in raw materials.

• 대한치과재료학회지
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• 제43권4호
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• pp.343-349
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• 2016

This experiment was carried out to examine whether the post-firing heat treatment is effective in increasing the hardness of metal-ceramic alloy of the Pd-Au-Ag-Sn system. Precipitation hardening by holding at $600^{\circ}C$ after simulated complete porcelain firing in a metal-ceramic alloy of the Pd-Au-Ag-Sn system was examined by observing the change in hardness, crystal structure, and microstructure using a hardness test, X-ray diffraction (XRD), and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The hardness of the alloy increased apparently by holding the specimen at $600^{\circ}C$ for 30 min after simulated complete porcelain firing. The formation of fine grain interior precipitates during holding at $600^{\circ}C$ caused the formation of lattice strain in the grain interior, resulting in apparent hardening. The faster cooling rate (stage 0) during simulated complete porcelain firing resulted in more effective precipitation hardening during holding at $600^{\circ}C$. From the above results, an appropriate post-firing heat treatment, such as holding at $600^{\circ}C$ for 30 min after complete porcelain firing may increase the durability of metal-ceramic prostheses composed of Pd-Au-Ag-Sn alloy.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.567-578
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• 2021

본 연구는 제석사지 폐기유적에서 출토된 벽체 및 기와 편 21점의 물리화학적 특성을 확인하고, 소성 온도를 추정함으로써 문헌 기록상으로 확인되는 화재로 인한 피열 가능성을 확인하였다. 분석 결과, 기와는 수비된 재료를 사용하였고, 벽체는 층위에 따라 서로 다른 입도의 재료를 사용하여 제작한 것으로 추정된다. 과소성된 시료의 경우, 일반적인 기와나 벽체와 달리 단면에 블로팅(bloating) 현상과 함께 고르지 못한 표면을 가지며, 일부분이 검게 그을린 것을 보아 일정한 소성 환경에서 제어된 상태로 고른 소성이 이루어지지 않은 것으로 판단된다. 또한 소성온도 추정 결과, 과소성되지 않은 기와는 900℃ 이하의 소성온도를 가졌으나 과소성된 시료는 1000℃ 이상의 열을 받았던 것으로 보이며, 당시 기와의 제작 온도보다 고온으로 소성되었음 보여준다. 또한, 불량품기와는 제작 당시 소성이나 성형 과정에서 불량품이 된 것으로 보이지만 과소성된 기와의 경우에 온전한 기와 형태를 가지면서 과피열 양상을 보여 화재로 인한 피열 가능성을 보여준다. 이러한 결과들을 종합적으로 고찰하였을 때, 익산 제석사지 폐기유적은 기록상 존재하는 화재로 인해 폐기된 건축 부재를 보관하던 장소였던 것으로 추정된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.648-655
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• 2020

현대의 자동소총의 공이는 공이치기에 의해 타격을 받아 장전된 탄약의 뇌관을 기폭 시키는 역할을 한다. 이 과정에서 공이는 충격하중을 받게 되며 소총의 수명주기 동안 반복적인 힘을 받게 된다. 소총의 내구도 시험에서 전체의 96.26% 진행 중 공이가 조기에 파손되는 현상이 발생하였다. 이에 따라 원인분석과 재현시험을 통해 파손현상 사례연구를 실시하였다. 파손이 발생한 공이의 파단면을 현미경 및 SEM 분석결과 반복충격에 의해 표면 원주방향 전체에서 균열이 시작해 심부로 피로균열이 발생했다. 반복충격에 의해 균열이 성장하다 마지막에 피로파괴가 발생하였으며, 노치에 의한 것으로 추정되었다. 검증을 위해 원주방향 0.03mm의 노치를 생성한 공이로 재현시험결과 동일한 형태의 파단면을 가지면서 전체 수명의 64.25%에서 파손되었다. 파손사례연구를 위한 노치형태별 재현시험결과 한쪽 측면 노치 0.3mm, 0.5mm의 공이는 각각 65.53%, 50.76%에서, 6개 지점의 노치 0.03mm는 85.65%에서 파손되었다. 마지막으로 표면 거칠기가 거칠고 툴 마크가 육안으로 확인이 가능한 공이는 내구수명을 만족하며 381㎛의 내부균열이 진행되었다. 본 연구를 통해 노치형태별 파손에 대해 고찰하였으며, 반복충격을 받는 부품의 신뢰성 확보를 위해 노치와 표면 거칠기 품질관리가 중요한 것을 알 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제18권4호
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• pp.229-236
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• 1981

This study deals with the high temperature (600-135$0^{\circ}C$) properties of Kaolin-Phosphate-Water systems. Phosphoric acid, mono aluminum phosphate, mono ammonium phosphate, the mixture of phosphoric acid and mono aluminum phosphate, and the mixture of phosphoric acid and mono ammonium phosphate were used to characterize the M.O.R of the systems with to quantity of phosphates and firing temperature. Firing shrinkage, creeptest, DTA, TGA, and X-ray diffraction patterns were also measured in order to investigate the factors of strengthening. The resules of the experiments are as follows: 1. Linear shrinkage of kaolin-phosphate systems become larger as the firing temperature rise, and generally in the firing temperature of $600^{\circ}C$ and 100$0^{\circ}C$ the test pieces with phosphate binder show larger then Kaolin-Water system in linear shrinkage and reversed trends were found at 120$0^{\circ}C$ and 135$0^{\circ}C$. 2. Cold M.O.R. of kaolin-phosphate systems show higher trends in strength as the firing temperature rise. Comparing M.O.R. of test pieces after firing at 135$0^{\circ}C$, the mixture of phosphoric acid-mono aluminum phosphate, and phosphoric acid mono ammonium phosphate systems show higher strength than kaolin-mono aluminum phosphate system which widely used, and it shows highest strength when the mole ratio of phosphoric acid and mono ammonium phosphate is 1:1 among the test pieces of kaolin-phosphate systems. 3. The refractoriness of kaolin-phosphate systems are more deteriorated than Kaolin-Water system, and generally, the more addition of phosphate, the lower the refractoriness, however in the range of 4-8% phosphate addition, the difference of the fusion temperature is about 7$0^{\circ}C$. 4. The test pieces of T1 and T2 in creep test were same or even higher than kaolin-water system when 6% of phosphoric acid-mono ammonium phosphate was added to kaolin. 5. In case where the phosphoric acid-mono ammonium phosphate was added to kaolin in mole ratio 1:1 the cold M.O.R., after firing at 135$0^{\circ}C$, refractoriness and $T_2$ in creep test show better results than kaolin-mono-aluminum phosphate system which is widely used. 6. Phosphoric acid and mono ammonium phosphate react with kaolin in temperature over 100$0^{\circ}C$, and it forms aluminum phosphate.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.49-56
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• 2020

소총 사격 중 발생하는 고온의 열은 총기의 성능을 저하시킬 뿐 아니라 사용자의 원활한 운용에 제한을 가져온다. 본 연구에서는 인간공학 설계 기준을 참조하여 사격에 따른 총열덮개의 온도변화를 측정하고 재질에 따른 운용성을 검토하였다. 인간공학 설계 기준은 피부에 직접적으로 닿을 경우 단열재를 필요로 하는 것을 명시하고 있다. 이에 따라 사격시험을 위하여 총열덮개의 재질별로 대한민국 제식소총 3종과 해외 모델 1종을 선정하였으며, 접촉식 온도 측정기를 이용하여 사격시험을 실시하였다. 시험결과 열전도도가 낮은 플라스틱 총열덮개를 사용하는 소총과 열전도도가 높은 알루미늄 총열덮개를 사용하는 소총 모두 낮은 온도에서 100발 이상 사격에도 맨손으로 운용이 가능하였다. 그러나 평균 대기온도에서 약 60발 이상 사격 시 알루미늄 총열덮개는 맨손으로 운용이 제한되며, 다량으로 빠른 시간에 사격이 이뤄질 경우 덮개 재질에 관계없이 총열덮개의 운용이 제한되었다. 소총의 발열에 의한 운용제한 해소를 위해서는 장갑 또는 손잡이, 덮개 등을 활용하여 피부와 직접적인 접촉 차단이 필요하다. 본 연구를 통해 소총의 열 위험에 대한 운용성을 파악할 수 있었으며, 타 소총 및 군수품의 인간공학적 설계를 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제29권8호
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• pp.461-465
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• 2016

n-type silicon shows the better tolerance towards metal impurities with a higher minority carrier lifetime compared to p-type silicon substrate. Due to better lifetime stability as compared to p-type during illumination made the photovoltaic community to switch toward n-type wafers for high efficiency silicon solar cells. We fabricated the front electrode of the n-type solar cell with AgAl paste. The electrodes characteristics of the AgAl paste depend on the contact junction depth that is closely related to the firing temperature. Metal contact depth with p+ emitter, with optimized depth is important as it influence the resistance. In this study, we optimize the firing condition for the effective formation of the metal depth by varying the firing condition. The firing was carried out at temperatures below $670^{\circ}C$ with low contact depth and high contact resistance. It was noted that the contact resistance was reduced with the increase of firing temperature. The contact resistance of $5.99m{\Omega}cm^2$ was shown for the optimum firing temperature of $865^{\circ}C$. Over $900^{\circ}C$, contact junction is bonded to the Si through the emitter, resulting the contact resistance to shunt. we obtained photovoltaic parameter such as fill factor of 76.68%, short-circuit current of $40.2mA/cm^2$, open-circuit voltage of 620 mV and convert efficiency of 19.11%.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.511-520
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• 2016

본 연구는 고온 XRD 분석법을 적용하여 우즈베키스탄 카라테파 불교사원에서 수습한 점토 재질로 된 벽돌의 소성온도를 추정하는데 목적이 있다. 사원에서 수습한 점토벽돌의 구성광물은 석영, 사장석, 알칼리장석, 운모, 녹니석, 석회석, 각섬석 등이 동정되고, 일부 시료에서 석고가 확인되며, 석고는 벽돌의 점착력을 향상시킬 목적으로 사용된 것으로 판단된다. 소성온도 추정결과, 구운 벽돌인 UZ-1시료에서 석영, 사장석, 휘석계열의 광물이 동정되어 지질온도계를 이용한 소성온도는 $900{\sim}1200^{\circ}C$로 추정된다. 반면 점토벽돌인 UZ-5에 고온 XRD 분석법을 적용해 보면, $1000^{\circ}C$에서 석회석이 소멸하고, $1050^{\circ}C$에서 녹니석의 회절 피크가 약해지는 것으로 보아 소성온도는 $1000{\sim}1050^{\circ}C$인 것으로 추정된다. 또한 휘석계열의 광물은 재현실험에서 $1050^{\circ}C$에서 생성되는 것을 확인하였다. 결과적으로 고온 XRD 분석 결과에 의한 소성온도 추정은 일반적인 광물 동정법에 비해 보다 정확한 추정이 가능하며, 실험 하에서 광물의 소멸 및 생성 온도 영역을 살펴볼 수 있는 분석법임을 확인하였다.

• 대한치과재료학회지
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• 제44권3호
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• pp.197-206
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• 2017

본 연구에서는 포세린 소성과정 동안 금속하부구조물의 경도가 하강하는 문제점을 개선하기 위해 모의소성 시 산화처리 단계에서 서냉(bench cooling) 대신 급랭(ice-quenching)으로 합금을 냉각시킴으로써 나머지 소성단계 동안 경화효과를 얻을 수 있을 것으로 예측하고, 이를 확인하기 위해 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 Pd-Ag-Sn-Au계 금속-세라믹용 합금을 사용하여 실험을 진행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 산화처리 후 stage 0으로 냉각한 시편과 산화처리 후 급랭한 시편을 glaze까지 모의소성한 결과, 두 시편 모두 소성 첫 단계에서 경도가 상승한 후 지속적으로 경도가 하강하였으나, 산화처리 후 급랭한 시편의 최종 경도가 더 높게 나타났다. 소성 첫 단계에서 일어난 경도의 상승은 면심입방구조의 Pd-Ag-rich 기지에서 면심정방구조의 Pd3(Sn, Ga, In)상의 석출로 인해 기지와 석출물간의 계면에 생성된 격자변형에 기인하였다. 모의소성과정에 따른 경도의 하강은 석출물이 조대화됨에 따라 석출물과 기지사이의 계면의 면적이 감소되어 격자 뒤틀림이 해소된 것에 기인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.68-75
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• 2021

본 연구에서는 석회석, 임의의 산업부산물, 국내산 석탄재 및 시멘트 킬른더스트를 활용해 원료배합특성 및 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성을 조사하였다. 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성결과, 소성온도 1200℃에서 CCA 광물상(C₁₂A₇·CaCl₂) 합성량이 최대치를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 소성온도 1300℃에서는 CCA 광물상 합성량이 감소하는 것을 알 수 있었는데, 이는 염소성분 휘발에 의한 현상으로 보여지며, CCA 광물상 합성에 기여했던 CaO-Al₂O₃ 화합물은 SO₃와 결합하여 yeelimite가 형성된 것으로 판단된다. 소성유지시간에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성 결과, 대체로 소성시간이 길어짐에 따라 CCA 합성량이 증가하는 경향을 나타내었으나 소성시간 30 min 이상에서는 클링커의 용융현상이 확인되며, 클링커링 공정을 위해서는 소성시간 20 min 이내가 적당한 것으로 사료된다. 이로 미루어볼 때 CCA 특수시멘트 제조를 위한 최적 소성조건은 승온속도 10℃/mim, 소성온도 1200℃, 유지시간 20 min으로 판단되며, 고염소 함유 시멘트 킬른 더스트를 활용한 CCA 특수시멘트 제조가 용이한 것을 알 수 있었다.