고온진공간압 성형기술 및 포일-섬유-포일 방식을 이용하여 티타늄금속기 복합재료를 개발하였다. 이와 관련하여 강화공정 전후의 비균질 미시조직의 변화를 관측하였으며 공정 진행에 따른 충진거동도 함께 비교분석하였다. 결과에서 알 수 있듯이 강화공정 동안 섬유의 분포 형태에 따라 등축 $\alpha$, transformed $\beta$ 및$ Widmanst\ddot{a}tten$$\alpha$ 등 상당한 미시조직의 변화가 확인되었다. 공정 진행에 따른 미시조직의 변화는 따라서 변형에 대한 기지재료의 불균일 정도와 관련한 결정립성장 및 재결정과 같은 변형기구들로 설명할 수 있었다. 이와 같은 변형기구 해석을 바탕으로 공정에 따른 기공의 충진 정도와 조직의 변화를 예측하기 위한 미시역학적 구성방정식이 개발되었으며, 또한 유한요소 해석을 통해 실공정 과정을 보다 정밀하게 예측할 수 있었다.
Alumina added with Mn3O4 up to 7.5 cat% of Mn was prepared by conventional ceramic processing, and the sintering behavior and the optical properties of which were studied as functions of Mn content. Densification and grain growth of alumina were enhanced by Mn addition up to 0.75 cat% but was leveled off at higher concentrations. XRD revealed that $Al_2MnO_4$(galaxite) was formed as a second phase in the specimens with more than 0.75 cat% of Mn. Thus it is believed that either the solid solution effect of Mn or the Zener effect of $Al_2MnO_4$ becomes predominant in the sintering of Mn-added $Al_2O_3$ according to the additive concentration. UV-VIS reflectivity(SCI) spectra of Mn-added $Al_2O_3$ consisted of smooth bottoms in 300~550 nm wavelength range and plateaus at wavelengths longer than 650 nm. The reflectivity spectrum continuously moved downward, and the specimen color became darker and thicker with increasing Mn content. The CIELAB color change with respect to standard white was also dependent on the amount of Mn added: ${\Delta}L^*$(D65) negatively increased and ${\Delta}E_{ab}^*$(D65) positively increased with increasing Mn content, probably due to Mn substitution to Al and/or the mixing effect of black $Al_2MnO_4$ as a second phase.
핵연료로서 사용 가능한 O/U비 범위인 2.005~2.01의 이산화 우라늄의 소결체를 환원 공정을 거치지 않고 직접 $CO_2$/CO 혼합깨스 분위기에서 소결하였다. O/U비 변화가 소결속도에 미치는 영향을 소결후기에서 조사하였으며, 일정 O/U비에 있어서의 소결 온도-시간-밀도-입도 간의 관계를 나타내는 소결 다이아그램을 결정하였다. 그결과 소결분위기중의 산소분압만을 조절하여, 이론밀도의 95%이상, 평균입도 7$\mu\textrm{m}$ 이상의 소결체를 1050$^{\circ}$~120$0^{\circ}C$의 저온에서 쉽게 얻을 수 있었다. 소결후기의 결정입도의 성장속도는 D=(Kt)$^{1}$4/의 실험식에 따르고, 결정립성장에 대한 활성화 에너지는 O/U비가 2,005, 2.01, 2.10일 때 각각 75, 64, 62Kcal/mol이었다. O/U비가 변화해도 활성화 에너지는 크게 변하지 않았지만, 소결은 산소 분압의 증가에 따라 크게 증가하였다.
$Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) is used for the various piezoelectric devices owing to its high piezoelectric properties. However, lead (Pb), which is contained in PZT, causes various environment contaminations. $(K,Na)NbO_3$ (NKN) is the most well-known candidate for a lead-free composition to replace PZT. A single crystal has excellent piezoelectric-properties and its properties can be changed by changing the orientation direction. It is hard to fabricate a NKN single crystal due to the sodium and potassium. Thus, $(Na,K)NbO_3-Ba(Cu,Nb)O_3$ (NKN-BCuN) is chosen to fabricate the single crystal with relative ease. NKN-BCuN pellets consist of two parts, yellow single crystals and gray poly-crystals that contain copper. The area that has a large amount of copper particles may melt at low temperature but not the other areas. The liquid phase may be responsible for the abnormal grain growth in NKN-BCuN ceramics. The dielectric constant and tan ${\delta}$ are measured to be 684 and 0.036 at 1 kHz in NKN-BCuN, respectively. The coercive field and remnant polarization are 14 kV/cm and $20{\mu}C/cm^2$.
렌즈 절삭공구의 기계적 특성을 향상시키는 기구에 관한 연구를 하기 위해, 탄화규소와 탄화티타늄을 주재료로 사용되었다. 또한, 소결첨가제로 알루미나와 이트리아를 첨가하였다. 첨가제 조성비는 알루미나와 이트리아비를 1:1로 유지하였다. 이를 $1810^{\circ}C$에서 1시간 일축가압 소결 후 $1860^{\circ}C$에서 3, 6 그리고 12시간 동안 열처리하였다. 열처리 시간이 길어질수록 입자크기는 점점 증가하였다. 미세구조는 주사전자현미경으로 관찰하였으며 이미지프로그램(Image-Pro Plus, Media Cybernetics, Maryland, U.S.A.)으로 상분석 하였다. 파괴기구는 주로 길게 자란 탄화규소 입자에 의한 균열회절에서 일어나고 있음을 알 수 있다. 균열회절기구에 영향을 미친 SiC입자들은 대부분 두께가 $2.3{\mu}m$ 이하였고, 장경비는 2.5 이상이었다. 균열가교도 일부 파괴인성 증진기구에 기여함을 알 수 있다.
Alpha alumina powder with fine particle size and narrow particle size distribution was prepared by precipitation method using Al2(SO4)3.18H2O as a starting material. The alpha alumina powder was prepared by calcining aluminum hydroxide which was formed under various pH values. The sinterabilityof alpha alumina powder and the effect of MgO on the sinterability of alpha alumina powder were investigated. The sinterability of alpha alumina powder was the order of pH=10≒pH11>pH=7≒pH9, and alpha alumina obtained from boehmite which was prepared by precipitation method reached to 97.5% of theoretcal density by the pressureless sintering. The effect of MgO on volume shrinkage of alumina was very slight in the initial sintering stage but remarkable in the final sintering stage. It was also found that MgO controlled effectively the grain growth of alumina.
석출물의 용해 온도보다 낮은 온도에서의 석출물의 야금학적인 거동을 예측하였다. 평균 사이즈 석출물의 지속적인 성장만을 고려하는 기존의 모델과 달리, 본 연구에서 제안된 모델의 경우에는, Gibbs-Thomson equation으로부터 유도되는 critical particle size를 고려하였다. 제안된 모델을 이용해서 TiN석출물의 거동을 예측하였으며, 이를 실험 결과 및 기존의 모델에 의한 예측 값과 비교하였다. 석출물들의 분포는 전형적인 log-normal 분포를 따르는 것으로 관찰되었으며, 본 연구에서 제안된 모델이 기존의 모델에 비해서 실험결과와 잘 일치함을 확인할 수 있었다.
Effects of addition of manganese and final reduction on segregation behavior of sulfur and final mangetic induction during final annealing have been investigated in the 300 ppm sulfur-contained 3% silicon-iron alloy strips with or without manganese. At the same concentration of sulfur, lower final reduction is favorable for final Goss texture. This is because the probability that the initial Goss grains survive under the highly segregated sulfur atmosphere and grow selectively within the segregated sulfur-free time range becomes higher. In the case of 3% silicon-iron with manganese, much lower magnetic induction was obtained, although the weak final reduction of 30% is given to the alloy, comparative to the 40%. This is because MnS particles acted as an reducer in the primary grain size.
The effect of aggregates on the forming and sintering behaviors of BaTiO3 was studied. Aggregates and deaggregates of fine crystallite were obtained by thermal decomposition of oxalate coprecipitates and subsequently crushing them with a press, respectively. Large voids formed by packing of aggregates were not easily eliminated despite the successive destruction of aggregates with increasing forming pressure. As a result, compacts of aggregates showed inhomogeneity with larger mid-pore size and broader pore size distribution with respect to those of deaggregates. This inhomogeneity caused differential shrinkage and consequental internal stress, which retarded densification. The differential sintering increased the size of mid-pores in the initial stage, and formed duplex structure composed of dense region with abnormally grown grains and porous region with fine grains. The driving force of this abnormal grain growth shown in the specimens of aggregates was attributed to the minimization of the elastic strain energy due to internal stress.
Sintering behavior of 3%yttria-stabilized zirconia was comparatively studied using a spray-dried powder produced by a domestic and global company. Quality of the sintered block was analysed in terms of relative density, shrinkage rate, grain growth, hardness, and fracture toughness. Relative density, shrinkage rate, and hardness value of the finally sintered block was similar between domestic and global zirconia powder, respectively. But, flexural strength of the domestic powder specimen was about 70% of the sintered block produced by using a global powder. The poor sintering quality of the domestic powder was discussed in relation with compressibility of the spray-dried granule-type powder and the amount of monoclinic phase in the as-received powder.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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