• 제목/요약/키워드: sintered carbide

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반응소결 탄화규소 세라믹스의 열물성과 기계적 특성에 미치는 SiC 크기의 영향 (Effect of the SiC Size on the Thermal and Mechanical Properties of Reaction-bonded Silicon Carbide Ceramics)

  • 권창섭;오윤석;이성민;한윤수;신현익;김영석;김성원
    • 한국분말재료학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.467-472
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    • 2014
  • RBSC (reaction-bonded silicon carbide) represents a family of composite ceramics processed by infiltrating with molten silicon into a skeleton of SiC particles and carbon in order to fabricate a fully dense body of silicon carbide. RBSC has been commercially used and widely studied for many years, because of its advantages, such as relatively low temperature for fabrication and easier to form components with near-net-shape and high relative density, compared with other sintering methods. In this study, RBSC was fabricated with different size of SiC in the raw material. Microstructure, thermal and mechanical properties were characterized with the reaction-sintered samples in order to examine the effect of SiC size on the thermal and mechanical properties of RBSC ceramics. Especially, phase volume fraction of each component phase, such as Si, SiC, and C, was evaluated by using an image analyzer. The relationship between microstructures and physical properties was also discussed.

Catalytic Mechanism for Growth of Carbon Nanotubes under CO-H2 Gas Mixture

  • Chung, Uoo-Chang;Kim, Yong-Hwan;Lee, Deok-Bo;Jeong, Yeon-Uk;Chung, Won-Sub;Cho, Young-Rae;Park, Ik-Min
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권1호
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    • pp.103-106
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    • 2005
  • In order to investigate the catalytic mechanism for the growth of carbon nanotubes (CNTs), a comprehensive study was conducted using carbon materials synthesized at 680 ${^{\circ}C}$ with a gas mixture of CO-H$_2$ after reduction at 800 ${^{\circ}C}$ by H$_2$ gas from iron oxide, and metal Pt. The resulting material was observed by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction patterns (XRD) after a variety of reaction times. The carbon materials synthesized by metal Pt were little affected by reaction time and the sintered particles did not form CNTs. Xray analysis revealed that metal Fe was completely converted to iron carbide (Fe$_3$C) without Fe peaks in the early stage. After 5 min, iron carbide (Fe$_3$C) and carbon (C) phases were observed at the beginning of CNTs growth. It was found that the intensity of the carbon(C) peak gradually increased with the continuous growth of CNTs as reaction time increases. It was also found that the catalyst of growth of CNTs was metal carbide.

Si/SiC 혼합물의 소결특성에 미치는 첨가제의 영향 (Additive Effects on Sintering of Si/SiC Mixtures)

  • 김수룡;권우택;김영희;김종일;이윤주;이현재;오세천
    • 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.

탄화규소 캔들형 필터의 제조 및 고온고압 하에서의 성능평가 (Fabrication of Silicon Carbide Candle Filter and Performance Evaluation at High Temperature and Pressure)

  • 이상훈;이승원;이기성;한인섭;서두원;박석주;박영옥;우상국
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.503-510
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    • 2002
  • 가압유동층 복합발전용으로 사용 가능한 탄화규소 캔들형 필터를 압출성형법으로 제조하였다. 필터의 기공율을 조절하기 위해 2.5 vol%의 탄소분말을 첨가하였고, 필터의 강도를 부여하기 위해 무기결합제로써 점토와 $CaCO_3$를 첨가하였다. 평균 기공율이 약 40%, 평균 기공크기가 약 $47{\mu}m$인 지지체 위에 평균 기공크기가 약 $10{\mu}m$를 갖도록 탄화규소 분말을 분무 코팅하였고, 이후 대기압 분위기 하에서 1400${\circ}C$의 온도로 소결하였다. 코팅층이 형성된 캔들형 필터를 500${\circ}C$, $5kgf/cm^2$의 고온, 고압 하에서 성능평가를 행한 결과 입자크기별 집진 성능이 모두 99.99% 이상을 나타내었다. 따라서 제조된 탄화규소 캔들형 필터는 가압유동층 연소가스에 포함되어 있는 미세한 먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 판단되었다.

Effect of Additive Amount on Microstructure and Fracture Toughness of SiC-TiC Composites

  • Min-Jin Kim;Young-Wook Kim;Wonjoong Kim;Hun-Jin Lim;Duk-Ho Cho
    • 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}$.

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초소형 PCD 공구 제작을 위한 확산접합부의 형상에 따른 인장강도 특성 (Tensile Strength Properties of the Diffusion Bonding Copula Shape for Micro PCD Tool Fabrication)

  • 정바위;김욱수;정우섭;박정우
    • 한국기계가공학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.25-30
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    • 2015
  • This study involved the fabrication of precision machine tools using a polycrystalline diamond tip [sintered PCD and cemented carbide (WC-Co) tip] and WC-Co shanks via diffusion bonding with a paste-type nickel alloy filler metal. Diffusion bonding is a process whereby two materials are pressed together at high temperature and high pressure for a sufficient period of time to allow significant atomic diffusion to occur. For smooth progress, a filler metal of nickel alloy was used at the interface. Optical microscopy images were used to observe the copula of the bonded layer. It was confirmed that cracks occurred near the junction in all cases. The tensile strength of the bond was measured using a universal testing machine (UTM) with WC-Co proportional test specimens.

탄화붕소 소결 거동 연구를 위한 율속제어소결의 적용 (Application of rate-controlled sintering into the study of sintering behavior of boron carbide)

  • 이혁재
    • 한국결정성장학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.6-12
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    • 2015
  • 율속제어소결은 소결 공정 중 실시간으로 측정되는 시편의 팽창/수축거동을 이용해 일정한 수축거동을 하도록 로의 파워를 조정하는 소결방법으로, 온도를 조절하기 위해 로의 파워를 제어하는 일반적인 소결에 비해 시편의 소결 과정을 세밀히 제어할 수 있으며, 특히 소결공정의 최적화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 탄화붕소의 소결에 율속 제어소결을 적용해 각 공정변수의 조절에 따른 소결온도 및 입자성장의 변화를 조사하여 그 상관관계를 규명하고 이를 기존의 이론에 맞추어 해석함으로써 율속제어소결을 어떻게 소결공정 최적화에 이용할 수 있는지 그 가능성을 알아보았으며 이를 통해 향후 미지 소재의 소결공정에 율속제어공정을 어떻게 적용할 수 있는지 고찰해 보았다.

액상소결한 탄화규소의 집합조직 발달에 관한 연구 (A Study on Texture Development in Liquid-Phase Sintered Silicon Carbide)

  • 성한규;조경식;박노진;최헌진;이준근
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.320-326
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    • 2000
  • Development of texture in SiC materials by hot-pressing and subsequent annealing was studied. Crystallographic texture type was characterized by measuring X-ray pole figures on the perpendicular plane to the hot-pressing direction. Observed all pole figures were nearly axially symmetric (fiber texture). In case of ${\beta}$-SiC materials, the pole density of basal plane (0004) increased as annealing time increased, in contrast, other planes (hkil) of ${\beta}$-SiC materials and all planes of ${\alpha}$-SiC materials nearly remained unchanged. In the case of ${\beta}$-SiC materials, therefore, a weak texture of (0001) plane at the normal direction took place in the 8h annealed samples, resulting from grian growth. The fracture toughness values of ${\alpha}$-SiC materials measured in both planes parallel and perpendicular to the hot-pressing direction were very similar. However, the fracture toughness of ${\beta}$-SiC materials measured parallel to the hot-pressing direction were higher than that measured perpendicular to the hot-pressing derection, relatively, because of the texture and the microstructure anisotropy.

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반응소결 탄화규소의 다양한 α-SiC 조성에 따른 기계적 특성과 전기저항 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanical Properties and Specific Resistivity of Reaction-Bonded Silicon Carbide According to α-SiC of Various Mixed Particle Size)

  • 김영주;박영식;정연웅;송준백;박소영;임항준
    • Composites Research
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    • 제25권6호
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    • pp.172-177
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    • 2012
  • 저저항 Si-SiC 소결체 제조를 위해 ${\alpha}$-SiC에서 조성과 C의 양을 변화시키면서 반응소결 특성을 고찰하였다. 시료준비는 정수압으로 성형체를 제조하였고, 용융Si 반응소결을 통해 시험편을 준비하였다. 반응소결체의 미세구조, 기계적 특성 및 전기저항 분석 결과 용융Si과 반응 후 미립의 ${\beta}$-SiC가 생성되었고, 치밀한 소결체를 형성하였다. 미립 ${\beta}$-SiC 생성량은 카본 양 에 따라 증가하였다. 그리고 C함량 10wt%이내에서 기계 R전기저항특성은 입도조성 영향이 크고 카본 함량 10wt%이상에서는 상전이 반응의 영향이 큼을 알 수 있었다.

알루미나 및 이트리아로 코팅된 분말을 사용하여 제조한 탄화규소의 소결물성 (Sintered properties of silicon carbide prepared by using the alumina and yttria-coated SiC powder)

  • 엄기영;김환;강현희;이종국
    • 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$$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.

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