• 한국재료학회지
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• 제10권12호
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• pp.845-852
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• 2000

국내산 kaolinite를 소성한 다음 실리카를 선택적으로 추출하여 중기공성 ${\gamma}-Al_2O_3$를 제조하였다. $1000^{\circ}C$에서 24시간 소성된 kaolinite는 소량의 무정형 실리카와 ${\gamma}-Al_2O_3$으로 이루어진 스피넬 상의 미세구조로 전이되었음을 확인하였다. 다공성 ${\gamma}-Al_2O_3$는 $25~90^{\circ}C$의 반응온도, 0.5~4h의 추출시간 및 1~8M의 KOH 농도범위에서 무정형 실리카를 선택적으로 용해하여 제조할 수 있었다. $90^{\circ}C$, 1시간 및 4M의 KOH 농도조건에서 얻어진 ${\gamma}-Al_2O_3$는 약 $40~80{\AA}$ 정도의 매우 좁은 하나의 기공크기 분포를 가지고 있었으며, mesopore의 기공이 많이 생성되었다. 비표면적은 $250\textrm{m}^2/g$이고, 총 기공부피는 $0.654\textrm{cm}^3/g$로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-20
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• 2014

본 연구에서는 도시 쓰레기 소각재 슬래그에 알칼리 활성화제로서 NaOH를 첨가하여 지오폴리머를 합성하고 그 물성을 평가하였다. 특히 NaOH의 몰농도, 원료의 입도 그리고 액체/고체 비율이 제조된 지오폴리머의 압축강도에 미치는 영향을 조사하였다. 원료의 입도가 미세할수록 합성된 지오폴리머의 강도는 증가하였으며, 액체/고체 비율의 최적 값은 0.13으로 나타났다. 합성된 지오폴리머의 압축강도는 첨가된 NaOH의 몰농도가 증가함에 따라 함께 증가하는 경향을 나타내었으나, 20 M 이상의 농도에서는 일정 값에 수렴하였다. 20 M 이상의 NaOH 농도로 제조된 지오폴리머에는 sodium aluminum silicate 및 sodium aluminum silicate hydrate 형태의 2종류 zeolite 결정상이 생성되었다. 20 M NaOH 및 $70^{\circ}C$ 양생조건으로 제조된 시편에서 가장 높은 압축강도, 163 MPa이 발현되었으며, 이것은 고농도의 NaOH가 지오폴리머 반응 및 치밀한 미세구조 형성을 촉진시켰기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 제조된 고강도의 지오폴리머는 향후, 도시쓰레기 소각재 슬래그의 재활용율 제고는 물론 시멘트 대체 분야 발전에 일조할 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권3호
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• pp.130-134
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• 2018

솔더(solder) 재료는 수 천년 이상 인류 문명과 함께해온 대표적인 금속 합금으로서 현재까지도 전자 패키징(electronic packaging) 및 표면 실장(SMT, surface mount technology) 분야의 핵심 소재로 사용되고 있다 그러나 최근 Ag 가격의 급격한 상승과 전자산업의 저가격화 전략으로 인해 솔더 재료에서의 Ag 함량의 감소가 지속적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는 Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-0.7Cu 및 Sn-0.3Ag-0.5Cu(weight%) 조성의 무연납 솔더바 샘플을 주조법으로 합금화 하였다. 제조한 Sn-3.0Ag-0.5Cu, Sn-0.7Cu 및 Sn-0.3Ag-0.5Cu 샘플에 대한 결정구조, 화학조성 및 미세구조를 XRD, XRF, 광학현미경, FE-SEM 및 EDS 분석을 이용하여 조사하였다. 분석결과, 제조된 샘플은 ${\beta}-Sn$, ${\varepsilon}-Ag_3Sn$ 및 ${\eta}-Cu_6Sn_5$ 결정으로 구성되어 있었을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권5호
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• pp.201-208
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• 2016

고온 및 화학적 안정성이 높은 세라믹 안료는 타 소재 대비 우수한 내구성을 가지며, 최근 잉크젯 프린팅 기술의 발전과 함께 산업적인 응용영역이 점점 확대되고 있다. 세라믹 잉크젯 프린팅 공정은 다양한 이미지를 인쇄 가능하고 높은 효율성을 가지는 친환경 공정이라는 장점으로 인해 다양한 분야에 적용이 시도되고 있어, 디지털 4원색인 CMYK(cyan, magenta, yellow, black) 세라믹 안료를 비롯하여 다양한 색상 및 기능성을 가지는 세라믹 안료에 대한 관심이 커지고 있다. 본 연구에서는 세라믹 잉크젯 프린팅에 적합한 white 세라믹 안료를 선정하기 위해 고온에서의 화학적 안정성 및 혼합 발색 거동에 대해 연구하였다. MgO, $Al_2O_3$, $MgAl_2O_4$, $CeO_2$ 조성의 세라믹 안료가 가지는 미세구조 및 결정구조를 분석하고 유약과의 반응성을 평가하였다. 또한 세라믹 잉크젯 프린팅에서 요구되는 고온 안정성을 평가하기 위해 CMYK 발색 세라믹 안료와 혼합한 뒤 열처리 공정을 거쳐 색상 혼합에 따른 화학적 안정성을 CIE $L^*a^*b^*$ 측정을 통해 분석하여 디지털 프린팅 공정으로의 적용가능성을 평가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.368-374
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• 1998

Zr합금의 부식거동을 평가하기 위하여 여러 가지 1족 알칼리 수산화물 용액 (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH)에서 autoclave를 이용하여 300일까지 부식시험을 실시하였다. 산화막 특성은 TEM을 이용하여 천이전과 천이후에 동일 산화막두께를 갖도록 준비된 부식시편에 대해 수행되었다. 실험결과를 고려할 때 금속이온은 부식과정에서 매우 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 즉 $Li^+$가 $Zr^{4+}$ 치환하여 산소농도는 증가하고 부식은 가속되는데 산화막 내부의 barrier layer에서 $Li^-$치환이 부식을 제어하는 것으로 판단된다.동일 두께의 산화막 일지라도 산화막의 구조는 모두 다르다. 32.5mmol LiOH에서 생성된 산화막온 천이전,후에 관계 없이 많은 기공이 함유된 등축정 구조를 갖는다. 반면에 NaOH에서 생성된 산화막은 천이전에는 주상정 구조를 갖지만 천이후에는 다공성의 등축정 구조로 바뀐다. KOH용액에서는 천이전에는 주상정과 비정질 산화막의 이중 구조를 갖지만 천이후에는 비정질 산화막은 사라직 전반적으로 주상정 구조가 형성된다. 부식거동과 산화막 관찰로부터 금속이온의 산화막내 치환이 부식속도와 산화막 미세구조를 지어한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권2호
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• pp.73-77
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• 2021

RF 마그네트론 스퍼터링 공정에 의해 Ga-doped ZnO 박막이 O2 및 Ar 분위기 하에서 증착 조건에 따라 합성되었으며, N2 분위기에서, 600℃에서 급속열처리(RTA)를 실시하였다. 증착된 ZnO : Ga 박막에 대해 두께를 측정하였고, XRD 패턴 분석에 의해 결정상을 조사하였으며, FE-SEM, AFM 이미지에 의해 박막의 미세구조를 관찰하였다. O2 및 Ar 분위기 기체 종류별로 형성된 박막들의 증착 조건에 따라 X-선 회절 패턴의 (002)면의 세기는 상당한 차이를 나타냈다. O2 조건에서는 Ga doping이 이루어진 단일 박막의 경우에서는 강한 세기의 회절피크가 관찰되었다. O2 및 Ar 조건에서는 Ga doping이 이루어진 다층박막의 경우에서는 다소 약한 세기의 (002) 면의 피크만을 나타내었다. FE-SEM image에서는 박막의 표면입자의 크기는 두께가 증가함에 따라 입자크기가 다소 증가하는 것으로 관찰되었다. O2 및 Ar 분위기 조건 하에서, Ga doping이 이루어진 다층박막의 경우에서는, 비저항은 6.4 × 10-4Ω·cm을 나타냈고, O2 분위기 조건하에서, Ga doping이 이루어진 단일 박막의 경우에서는 저항값이 감소하였고, Ga-doped ZnO 박막의 두께가 2 ㎛로 증가하면서 저항이 감소하였으며, 1.0 × 10-3 Ω·cm의 비교적 낮은 비저항 값을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.24-31
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• 2021

최적의 조건에서ADC12 알루미늄 합금을 다이캐스팅 기법으로 제조하여 구조적, 기계적, 열적 성질을 연구하였다. 또한 진공에서 후속 열처리한 ADC12 알루미늄 합금의 기계적 물성 변화를 규명하였다. 방사광 X-선 회절 및 energy dispersive X-선 화학조성 분석법을 통하여 ADC12 합금은 알루미늄 기저에 알루미늄과 구리의 화합물인 Al2Cu 및 AlCu3 상이 결정질 형태로 분포하고 있음을 규명하였다. 대표적인 기계적 물성값인 인장강도와 연신율은 각각 307.9 ± 9.1 MPa와 2.98 ± 0.62 %이다. 기존 보고보다 우수한 열전도도(129.3 ± 0.27 W/m·K)와 비이커스 경도값(Hv = 130)을 나타낸다. 후속 열처리 결과, 200℃까지는 기계적 물성치가 일정하게 유지되었으나, 이후 500℃까지 열처리 온도를 증가시킬 경우에는 인장강도와 비이커스 경도가 점진적으로 감소하였다. 이는 열처리 도중 미세조직이 안정화되면서 인성과 연성이 향상되었기 때문이다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제13권6호
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• pp.385-395
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• 2021

PURPOSE. To characterize the microstructure of three yttria partially stabilized zirconia ceramics and to compare their hardness, indentation fracture resistance (IFR), biaxial flexural strength (BFS), and fatigue flexural strength. MATERIALS AND METHODS. Disc-shaped specimens were obtained from 3Y-TZP (Vita YZ HT), 4Y-PSZ (Vita YZ ST) and 5Y-PSZ (Vita YZ XT), following the ISO 6872/2015 guidelines for BFS testing (final dimensions of 12 mm in diameter, 0.7 and 1.2 ± 0.1 mm in thicknesses). Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were performed, and mechanical properties were assessed by Vickers hardness, IFR, quasi-static BFS and fatigue tests. RESULTS. All ceramics showed similar chemical compositions, but mainly differed in the amount of yttria, which was higher as the amount of cubic phase in the diffractogram (5Y-PSZ > 4Y-PSZ > 3Y-TZP). The 4Y- and 5Y-PSZ specimens showed surface defects under SEM, while 3Y-TZP exhibited greater grain uniformity on the surface. 5Y-PSZ and 3Y-TZP presented the highest hardness values, while 3Y-TZP was higher than 4Y- and 5Y-PSZ with regard to the IFR. The 5Y-PSZ specimen (0.7 and 1.2 mm) showed the worst mechanical performance (fatigue BFS and cycles until failure), while 3Y-TZP and 4Y-PSZ presented statistically similar values, higher than 5Y-PSZ for both thicknesses (0.7 and 1.2 mm). Moreover, 3Y-TZP showed the highest (1.2 mm group) and the lowest (0.7 mm group) degradation percentage, and 5Y-PSZ had higher strength degradation than 4Y-PSZ group. CONCLUSION. Despite the microstructural differences, 4Y-PSZ and 3Y-TZP had similar fatigue behavior regardless of thickness. 5Y-PSZ had the lowest mechanical performance.

• Computers and Concrete
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• 제34권4호
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• pp.489-501
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• 2024

Geopolymers are part of a class of materials characterized by properties combining polymers, ceramics, and cement. These include exceptionally high thermal and chemical stability, excellent mechanical strength and durability in aggressive environments. This work deals with the synthesis, characterization, and sustainability evaluation of GP_GBFS-MK geopolymers by alkaline activation of a granulated blast furnace slag-metakaolin mixture. In the first step, elemental and oxide analyses by XRF and EDS showed that the main constituents of GP_GBFS-MK geopolymers are silicon, sodium, and aluminium oxides. The structural analyses by XRD and FTIR confirmed that the geopolymerization for GP_GBFS-MK geopolymers did occur, accompanied by the formation of disordered networks from the blends and a modification to the microstructure by the geopolymerization process. Similarly, the microstructural study made by SEM showed that the GP_GBFS-MK geopolymers are constituted by aluminosilicates in the form of dense clusters on which are adsorbed particles of unreacted GBFS in the form of spheroids and white residues of the alkaline activating solution. In addition, the study of the sustainability evaluation of GP_GBFS-MK geopolymers showed that the water absorption of geopolymeric materials is lower than that of OPC cement. As for the elevated temperature resistance, the analyses indicated an excellent elevated temperature resistance of GP_GBFS-MK. In the same way, the study of the resistance to chemical aggressions showed that the GP_GBFS-MK geopolymeric materials are unattackable, contrary to the OPC cement-based materials which are strongly altered.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.988-996
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• 1995

CdS/CuInSe$_2$태양전지의 광흡수층인 CuInSe$_2$박막을 In$_2$Se$_3$와 Cu$_2$Se 이원화합물을 precursor로 하여 진공증발법으로 제조하였고 특성을 분석하였다. 먼저 유리기판위에 0.5$\mu\textrm{m}$ 두께의 In$_2$Se$_3$를 susceptor온도를 변화시켜가면서 증착한 결과 40$0^{\circ}C$에서 가장 평탄하고 치밀한 박막이 형성되었다. 그 위에 Cu$_2$Se$_3$를 진공증발시켜 증착함으로써 in-situ로 CuInSe$_2$박막을 형성시키고 In$_2$Se$_3$를 추가로 증발시켜 CuInSe$_2$박막내에 존재하는 제 2상인 Cu$_2$Se를 제거시켰다. 이 경우 susceptor온도가 $700^{\circ}C$ 일때 미세구조가 가장 좋은 CuInSe$_2$박막이 형성되었으며 약 1.2$\mu\textrm{m}$ 두께에서 약 2$\mu\textrm{m}$의 결정립크기와 (112) 우선배향성을 가졌다. 추가 In$_2$Se$_3$양이 증가함에 따라 CuInSe$_2$박막의 조성편차보상으로 hole 농도가 감소하고 전기 비저항이 증가하였고, optical bandgap은 거의 일정한 값인 1.04eV의 값을 가졌다. Mo/유리기판 위에 증착한 CuInSe$_2$박막도 유리기판 위에 증착한 박막과 비슷한 미세구조를 가졌으며, 이 박막을 토대로 ZnO/CdS/CuInSe$_2$/Mo 구조를 갖는 태양전지 구현이 가능할 것으로 생각된다.