• 한국재료학회지
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• 제22권12호
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• pp.701-705
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• 2012

The effects of clay, aluminum hydroxide, and carbon powder on the sintering of a Si/SiC mixture from photovoltaic silicon-wafer production were investigated. Sintering temperature was fixed at $1,350^{\circ}C$ and the sintered bodies were characterized by SEM and XRD to analyze the microstructure and to measure the apparent porosity, absorptivity, and apparent density. The XRD peak intensity of SiC in the sintered body was increased by adding 5% carbon to the Si/SiC mixture. From this result, it is confirmed that Si in the Si/SiC mixture had reacted with the added carbon. Addition of aluminum hydroxide decreased the cristobalite phase and increased the stable mullite phase. The measurement of the physical properties indicates that adding carbon to the Si/SiC mixture enables us to obtain a dense sintered body that has high apparent density and low absorptivity. The sintered body produced from the Si/SiC mixture with aluminum hydroxide and carbon powder as sintering additives can be applied to diesel particulate filters or to heat storage materials, etc., since it possesses high thermal conductivity, and anticorrosion and antioxidation properties.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권6호
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• pp.583-588
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• 2019

Silicon carbide (SiC) fiber mats generate large amounts of heat through microwave interactions and are used as heating elements in rapid heat treatment furnaces. However, SiC fibers cool immediately when the microwave power is turned off. Therefore, ceramic layers are inserted between the SiC fiber layers to improve the heat conservation performance of SiC fiber mats. In this study, we fabricated SiC fiber mat composites (SMCs) with ceramic layers under various pressures. The SMC fabricated under 0.007 kPa showed the lowest heat-generating temperature and deviation because less necking was observed between the materials. On the other hand, the SMC fabricated under 0.375 kPa showed the highest heat-generating temperature of 1532.33℃. The SMCs prepared in this study using ceramic powder not only showed heat-generating temperatures comparable to those of conventional SiC fiber mats but also exhibited excellent heat-preserving ability.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권6호
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• pp.771-780
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• 2017

In this study, free vibration and damping behaviors of multilayered symmetric sandwich beams and single layered beams made of Functionally Graded Materials were investigated, experimentally and numerically. The beams were composed of Aluminum and Silicon Carbide powders and they were produced by powder metallurgy. Three beam models were used in the experiments. The first model was isotropic, homogeneous beams produced by using different mixing ratios. In the second model, the pure metal layers were taken in the middle of the beam and the weight fraction of the ceramic powder of each layer was increased towards to the surfaces of the beam in the thickness direction. In the third model, the pure metal layers were taken in the surfaces of the beam and the weight fraction of the ceramic powder of each layer was increased towards to middle of the beam. Then the vibration tests were performed. Consequently, the effects of stacking sequence and mixing ratio on the natural frequencies and damping responses of functionally graded beams were discussed from the results obtained. Furthermore, the results obtained from the tests were supported with a finite-element-based commercial program, and it was found to be in harmony.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.214-217
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• 2004

숭화법을 이용한 탄화규소(Silicon carbide) 단결정 성장시 사용되는 원료의 상(phase)이 단결정 성장에 미치는 영향을 알아보기 위해 알파형 탄화규소 분말(${\alpha}-SiC$ powder)과 베타형 탄화규소 분말(${\beta}-SiC$ powder)을 각각 사용하였다. 알파형 탄화규소 분말을 사용한 경우에 단결정(single-crystal)을 성장할 수 있었으나, 베타형 탄화규소 분말을 사용하였을 때에는 다결정(poly-crystal)이 성장되었다. 다결정 형성요인에 관한 EPMA 분석결과, 베타형 탄화규소 분말의 탄소에 대한 실리콘의 원소조성비$(N_{Si}/N_C\;=\;1.57)$가 알파형 탄화규소 분말의 경우보다$(N_{Si}/N_C\;=\;0.81)$ 높음을 확인하였다. 따라서 흑연도가니(crucible) 내부의 실리콘 원자가 알파형 탄화규소 분말을 사용하는 경우보다 높은 과포화상태가 되어 종자정 표면에 미세한 실리콘 액적(droplet)이 중착되고 이것으로부터 일정하지 않은 방향성(random orientation)을 갖는 탄화규소 다결정(다양한 방향성을 갖는 다형 포함)이 성장한 것으로 실리콘과 탄소 원소에 대한 EPMA 지도(map) 결과를 통해 확인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.89-93
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• 2018

1200V 이상 급의 전기자동차의 파워 모듈에 적용되는 세라믹 기판은 구동 전력으로 고전력이 인가되는 특성상 고열전도도, 고 전기절연성, 저열팽창계수, 급격한 온도 변화에 대한 저항성의 특성이 요구된다. 방열기판에 적용되는 세라믹 중 질화알루미늄과 질화규소는 그 요구를 충족하는 소재로서 고려되고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 질화알루미늄과 질화규소의 방열기판 소재로서의 특성을 상용해석프로그램을 통해 비교하였다. 그 결과 질화규소는 질화알루미늄에 대해 각각 동일한 조건의 열을 부여하는 공정을 시물레이션으로 구현했을 때 스트레스와 휨이 덜 발생하여 더 우세한 내충격성, 내stress성을 보였다. 열전도도 측면에서는 질화알루미늄이 방열 소재로서 더 우수한 특성을 지니지만 신뢰성 측면에서는 질화규소가 더 우세함을 시물레이션을 통해 관찰하였다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권2호
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• pp.91-95
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• 2000

Powder mixtures of $\beta$-SiC-TiC in a weight ratio of 2:1 containing 5-20 wt% additives ($Al_2O_3$-$Y_2O_3$) were liquid-phase sintered at $1830^{\circ}C$ for 1h by hot-pressing and subsequently annealed at $1950^{\circ}C$ for 6h to enhance grain growth. The annealed specimens revealed a microstructure of \"in situ-toughened composite\" as a result of the $\beta$longrightarrow$\alpha$ phase transformation of SiC during annealing. The increase of the content of additives accelerated the growth of elongated $\alpha$-SiC grains with higher aspect ratio and improved fracture toughness. The fracture toughness of SiC-TiC composite containing 20 wt% additive was 6.2 MPa.$m^{1/2}$.2}$.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.181-184
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• 2006

Nano Infiltration Transient Eutectic Phase - Silicon Carbide (NITE-SiC) and $SiC_f/SiC$ composite have been fabricated by a Hot Pressing (HP) process, using SiC powder with an average size of about 30nm. Alumina ($Al_2O_3$) and Yttria ($Y_2O_3$) were used for additives materials. These mixed powders were sintered at the temperature a of $1300^{\circ}C$, $1650^{\circ}C$, $1800^{\circ}C$ and $1900^{\circ}C$ under an applied pressure of 20MPa. And unidirection and two dimension woven structures of $SiC_f/SiC$ composites were prepared starting from Tyranno SA fiber. Densification of microstructure gives an effect to density. Specially, Densification Mechanism basically is important from the sintering which use the HP. In this study, the densification of NITE-SiC and $SiC_f/SiC$ composite mechanism by a press displacement appears investigated. The mechanism on the densification of each sintering temperature was investigated. The each step is shows a with each other different mechanism quality.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권6호
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• pp.271-276
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• 2020

본 연구에서는 유기 규소 폴리머(organosilicon polymer)인 폴리카보실란(polycarbosilane, PCS)을 사용하여 비정질 탄화규소 블록을 제조를 진행하였다. 다양한 형상의 치밀한 탄화규소 블록은 큐어링된 PCS 미세분말을 일축가압성형기를 통해 2~8 ton 하중을 가한 후 1100℃, 1200℃, 1300℃, 1400℃의 열처리 과정을 거쳐 제조되었으며, 물리적 화학적 특성 분석을 위해 열중량분석기(TGA), 주사전자현미경(SEM), 에너지분광분석법(EDS), 만능시험기(UTM)을 이용하였다, 제조된 탄화규소 성형체는 열분해 온도가 증가함에 따라 SiO와 CO 가스로의 분해가 발생하였고, 비정질의 구조에서 β-SiC 결정입자가 성장함을 보였다. 또한, 밀도와 굴곡강도는 1100℃의 열분해 온도에서 제조된 탄화규소 성형체가 1.9038 g/㎤과 6.189 MPa으로 가장 높았다. 제조된 비정질 탄화규소 블록은 이전에 보고된 마이크로파 도움 발열체와 같이 다른 분야에 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.645-650
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• 1998

계면유도 침전법을 이용, 알루미나와 이트리아를 코팅한 SiC 분말을 사용하여 제조된 탄화규소의 물성을 관찰하였다. $Al_2(SO_4)_3$과 $Y_2(SO_4)_3$의 수용액에서 요소를 분해시켜 수화물 및 탄화물의 전구체로 구성된 석출물을 SiC의 분말 표면에 코팅한 후 하소하여 알루미나와 이트리아가 코팅된 탄화규소 시편을 제조하였다. $1900^{\circ}C$에서 소결한 탄화규소는 약 97.8%의 소결밀도를 나타내었으며, 소결 후 annealing을 행한 시편은 $\beta$상 탄화규소에서 $\alpha$상 탄화규소로의 상전이가 일어나 주상입자가 형성되었다. 균열 전파시 주상입자를 중심으로 입계간 균열(intergranular crack)이 일어났으며, 주상입자의 pullout 효과 의한 균열길이의 증가로 SiC 소결체의 인성이 증진되는 것으로 나타났다. annealing 시간이 3시간 이내인 경우에는 소결조제의 첨가량이 적은 시편의 파괴인성치가 높았으나 그 차이는 미미하였고, annealing 시간이 길어짐에 따라 소결조제의 양에 따른 인성의 차이는 거의 나타나지 않았다. 이러한 결과는 annealing 시간이 길어짐에 따라 입자의 정단축비(aspect ratio)가 커지고 주성입자에 의한 pullout 효과가 인성증진의 주된 인자가 되어, 소결조제의 양과 관련된 영향이 적었기 때문인 것으로 사료되었다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제14권1호
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• pp.35-40
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• 2013

연마재와 Coolant를 이용한 슬러리는 그동안 반도체 웨이퍼를 시작으로 태양광 산업의 Wire Saw에서 사용량이 급격히 증가하였다. 이에 본 논문에서는 슬러리를 분리 정제하여, 수세뿐만 아니라 화학적 처리를 통하여 보다 고순도의 실리콘카바이드 분말을 얻어, 마이크로웨이브 건조방식으로 건조하였다. 건조한 슬러리 벌크를 분쇄하고 화학적 처리까지 수행하여 제작한 Powder를 각각 열분석, 입도분석, SEM 촬영, 성분분석, XRF, XRD을 통하여 분석하였다. 본 연구 결과 화학적 처리를 통하여 얻은 Powder의 회수율이 수세 처리를 통하여 얻은 Powder 보다 더 높아지는 것을 알 수 있었다. 태양광 소재 산업에서 발생하는 다량의 슬러리를 통합, 재활용함으로 점차 강화되고 있는 국내외 환경 규제에 적극 대응하고, 관련 소재 산업의 인프라 구축 효과를 기대할 수 있다.