• 제목/요약/키워드: sintering behavior

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Ultrathin Titania Coating for High-temperature Stable $SiO_2$/Pt Nanocatalysts

  • Reddy, A. Satyanarayana;Kim, S.;Jeong, H.Y.;Jin, S.;Qadir, K.;Jung, K.;Jung, C.H.;Yun, J.Y.;Cheon, J.Y.;Joo, S.H.;Terasaki, O.;Park, Jeong-Young
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.217-217
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    • 2011
  • Recently, demand for thermally stable metal nanoparticles suitable for chemical reactions at high temperatures has increased to the point to require a solution to nanoparticle coalescence. Thermal stability of metal nanoparticles can be achieved by adopting core-shell models and encapsulating supported metal nanoparticles with mesoporous oxides [1,2]. However, to understand the role of metal-support interactions on catalytic activity and for surface analysis of complex structures, we developed a novel catalyst design by coating an ultra-thin layer of titania on Pt supported silica ($SiO_2/Pt@TiO_2$). This structure provides higher metal dispersion (~52% Pt/silica), high thermal stability (~600$^{\circ}C$) and maximization of the interaction between Pt and titania. The high thermal stability of $SiO_2/Pt@TiO_2$ enabled the investigation of CO oxidation studies at high temperatures, including ignition behavior, which is otherwise not possible on bare Pt nanoparticles due to sintering [3]. It was found that this hybrid catalyst exhibited a lower activation energy for CO oxidation because of the metal-support interaction. The concept of an ultra-thin active metal oxide coating on supported nanoparticles opens-up new avenues for synthesis of various hybrid nanocatalysts with combinations of different metals and oxides to investigate important model reactions at high-temperatures and in industrial reactions.

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구형 PMMA와 WO3 분말이 혼합된 Camphene 슬러리의 동결건조에 의한 W 다공체 제조 (Fabrication of Porous W by Freeze-Drying Process of Camphene Slurries with Spherical PMMA and WO3 Powders)

  • 이한얼;전기철;김영도;석명진;오승탁
    • 한국재료학회지
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    • 제25권11호
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    • pp.602-606
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    • 2015
  • Porous W with spherical and directionally aligned pores was fabricated by the combination of sacrificial fugitives and a freeze-drying process. Camphene slurries with powder mixtures of $WO_3$ and spherical PMMA of 20 vol% were frozen at $-25^{\circ}C$ and dried for the sublimation of the camphene. The green bodies were heat-treated at $400^{\circ}C$ for 2 h to decompose the PMMA; then, sintering was carried out at $1200^{\circ}C$ in a hydrogen atmosphere for 2 h. TGA and XRD analysis showed that the PMMA decomposed at about $400^{\circ}C$, and $WO_3$ was reduced to metallic W at $800^{\circ}C$ without any reaction phases. The sintered bodies with $WO_3$-PMMA contents of 15 and 20 vol% showed large pores with aligned direction and small pores in the internal walls of the large pores. The pore formation was discussed in terms of the solidication behavior of liquid camphene with solid particles. Spherical pores, formed by decomposition of PMMA, were observed in the sintered specimens. Also, microstructural observation revealed that struts between the small pores consisted of very fine particles with size of about 300 nm.

혼합전도성 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 산소투과 특성 (Oxygen Permeation Properties of $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ Mixed-conducting Membrane)

  • 임경태;조통래;이기성;우상국;박기배;김종원
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.787-793
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    • 2001
  • 고상 반응법으로 제조된 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ 분리막의 소결거동을 살펴보고, 분리막 양면에 산소농도의 차이를 부여하여 산소투과량을 측정하였다. 최적 소결조건에서 제조된 상대밀도 98%의 치밀한 분리막 자체의 산소공공을 통한 혼합전도에 기인해 750$^{\circ}$C∼950$^{\circ}$C의 온도구간에서 산소가 투과되었으며, 850$^{\circ}$C에서 약 0.1ml/$cm^2{\cdot}$min의 투과량을 나타내었다. 안정한 산소 투과량에 도달하기 위해서는 산소투입 후 일정한 시간이 요구되었고, 이러한 산소투과량은 산소부분압의 조절로 제어가 가능하였다.

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렌즈절삭용 탄화규소계 공구의 크랙전파 거동 (Crack Path Behavior of SiC Based Tools for Spectacle Lens Cutting)

  • 이영일
    • 한국안광학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.85-89
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    • 2006
  • 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.

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Sputtering법에 의한 $BaTiO_3$ 박막의 상형성에 관한 연구 (Phase Formation of $BaTiO_3$ Thin Films by Sputtering)

  • 안재민;최덕균;김영호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.657-663
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    • 1993
  • BaTiO3 sputtering targets of 3 inch diameter were prepared by sintering the CIP (Cold Isotatic Pressing) compacts at 136$0^{\circ}C$ for 3hrs. The apparent density and grain size were 97% and 30${\mu}{\textrm}{m}$, respectively. After BaTiO3 films were deposited on Si and Pt/Ti/SiO2/Si substrates using these targets, films were annealed at various conditions and the crystallization behavior, reaction with the substrate and the electrical properties were investigated. The films on both substrates required 5~20hrs furnace annealing for crystallization at the temperatures from $600^{\circ}C$ to 80$0^{\circ}C$. For the films on Si substrate, interaction between the film and the substrate was suppressed upt o $700^{\circ}C$ for 10 hrs and the relative dielectric constant was 30. As the annelaing temperature and time were increased, the relative dielectric constants of the films decreased due to the formation of silicate phases through the reaction with the substrate. For the BaTiO3 films on Pt/Ti/SiO2/Si substrate, the reaction with the substrate was further reduced when the annealing condition was identical to that for Si substrate, but the reaction between the layers in Pt electrode took place above $700^{\circ}C$. When the films were annealed at $600^{\circ}C$ where the stability of Pt electrode was sustained, relative dielectric constant was increased to 110 since the reaction with substrate was effectively reduced even for a longer annealing time and the crystallization was enhanced.

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조성 경사구조를 갖는 다공질 Al2O3-(t-ZrO2)/HAp 복합체의 제조 및 In-Vitro 실험 (Fabrication of Functionally Gradient Porous Al2O3-(t-ZrO2)/HAp Composites and their In-Vitro Study)

  • 김기호;김영희;송호연;이병택
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권8호
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    • pp.504-508
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    • 2006
  • Functionally gradient porous $Al_2O_3-(t-ZrO_2)/HAp$ composites consist of 3 layers were fabricated using the multi-pass extrusion process at the various temperatures. The continuous pores were homogeneously formed in the $2^{nd}$ passed samples and their size was about $180{\mu}m$ in diameter. In the porous composites sintered at $1200-1400^{\circ}C$, the relative density and bending strength increased with the sintering temperature. The maximum values of relative density and bending strength in the $2^{nd}$ passed $Al_2O_3-(t-ZrO_2)/HAp$ composites were 62.2% and 107.8 MPa, respectively. In order to investigate the growth behavior of osteogenic cells on the functionally gradient porous $Al_2O_3-(t-ZrO_2)/HAp$ composites, an in vitro test was performed, using human osteoblast-like MG-63 cells. The cells were well attached and grown on the rough surface of the inside of the functionally gradient porous body.

$BaTiO_3$ - $(Bi_{0.5}Ko_{0.5})TiO_3$계 세라믹의 PTC효과와 미세구조 (Microstructure and PTCR Behavior of Semiconducting (1-x)$BaTiO_3$ - x$(Bi_{1/2}K_{1/2})TiO_3$ Ceramics)

  • 박용준;정영훈;이영진;백종후;김대준;이우영
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.336-336
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    • 2008
  • A positive temperature coefficient of electrical resistivity (PTCR) was investigated in a ferroelectric lead-free perovskite-type compound $(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ within $BaTiO_3$-based solid solution ceramics. The electrical properties and the microstructure of (1-x) $BaTiO_3$ - x $(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ (BBKT) ceramics made using a conventional mixed and have been synthesized by an ordinary sintering technique. The Curie temperature was obviously increased with increasing of $(Bi_{0.5}K_{0.5})TiO_3$ content. The BKT ceramics (x=0.05) sintered at $1400^{\circ}C$ for 4h display low resistivity values of $10^1-10^2$ ohm cm at room temperature, PTCR effect(jump) of 1.05*$10^3$, and the Curie temperature of $T_c=141^{\circ}C$.

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$Sr_{2}FeMoO_{6}$ 소결체와 스퍼터링법으로 제조된 박막의 초거대자기저항현상에 관한 연구 (Colossal magnetoresistance of double-ordered perovskite $Sr_{2}FeMoO_{6}$ ceramics and sputter-deposited films)

  • 이원종;장원위
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.36-41
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    • 2002
  • $H_2$(5%)/Ar의 환원분위기에서 $900^{\circ}C$ 이상의 온도로 소결함으로써 화학양론적인 조성비를 만족하면서 이중 페롭스카이트 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ (SFMO) 소결체를 제조하였다. SFMO 소결체는 우수한 강자성 특성을 나타내었고 8K에서 15%와 상온에서 3% 정도의 자기저항비를 나타내었다. 이 SFMO 소결체를 타겟으로하여 스퍼터링법으로와의 단결정 기판 위에 비정질 SFMO 박막을 증착한 후, 적절한 H$_2$(5%)/Ar의 환원분위기, $680^{\circ}C$ 이상) 열처리 조건의 고상결정법으로 이중 페롭스카이트 구조의 다결정 SFMO 박막을 제조하였다. 이 SFMO 박막은 강자성 특성을 잘 나타내었으나, 자기저항 특성은 상온에서는 나타나지 않았고 8K에서 약 0.3-0.5%의 자기저항비를 나타내었다. 이와같이 박막의 경우 자기저항 특성이 떨어지는 이유는 제조된 SFMO 박막이 화학양론비를 만족하지 못하고 조직의 치밀도가 떨어져서 결정립 사이에서 발생하는 자기스핀 터널링이 제대로 발생하지 못하였기 때문이라 생각되었다.

$Na^+/La^{3+}$이온으로 치환된$Pb(Mg_{1}{3}Nb_{2}{3})O_3$의 구조 변화 및 유전 성질 (Structural Changes and Dielectric Properties of$Pb(Mg_{1}{3}Nb_{2}{3})O_3$Ceramics Substituted by$Na^+/La^{3+}$Ions)

  • 홍영식;박휴범;안태호;김시중
    • 대한화학회지
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    • 제40권9호
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    • pp.607-614
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    • 1996
  • $ABO_3$계 perovskite 구조에서 A자리의 $Pb^{2+}$ 이온이 $Na^+La^{3+}$혼합 이온 으로 0-50mol.%치환된 $Pb_{1-x}(Na_12/La_12)_x(Mg_13/Nb_23/)O_3$ 화합물의 구조변화와 유전 성질을 X-선 회절법, 작외선과 라만 분광법, LCR meter등으로 연구하였다. $Na^+La^{3+}$혼합 이온의 치환량과 소결 온도가 증가함에 따라 perovskite 상의 양이 증가하였다. 치환량이 증가할 때 1:1 질서화에 의한 초격자선을 X-선 회절법으로 발견할수 없었지만, 라만 분광법과 이완성 매개변수의 증가로부터 A자리 양이온의 크기감소가 질서화에 영향을 미침을 알 수 있었다. Pb_{1-x}(Na_12/La_12)_x(Mg_13/Nb_23/)O_3$의 유전 성질은 perovskite 상의 양과 낟알 크기 및 밀도에 의해 영향을 받았고, 치환량이 증가할 때 상전이는 확산되었으며 상전이 온도는 감소하였다.

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기계적합금화법에 의해 제조된 W-20wt.%Cu복합재의 치밀화 거동 (Densification Behavior of W-20wt.% Cu Composite Materials Fabricated by Mechanical Alloying Method)

  • 김보수;안인섭
    • 한국재료학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.627-632
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    • 1995
  • 고출력 IC회로의 방열재료 및 전기접점재료로 이용되고 있는 W-Cu복합재료를 기계적합금화법으로 제조하였다. 기계적합금화한 분말을 300MPa로 폭 16mm, 높이 4mm의 원반형으로 제조하였다. 소결은 120$0^{\circ}C$에서 140$0^{\circ}C$까지 수소분위기에서 행하였다. 이렇게 제조된 시편의 절단된 면을 연마하여 SEM으로 관찰하였다. 균질한 W-Cu복합재료를 10시간 기계적합금화를 행한 후에 얻을 수 있었고, 133$0^{\circ}C$에서 1시간 소결한 시편의 경우 거의 99%에 가까운 치밀한 조직을 얻을 수 있었다. 또한 기계적합금화시간이 증가함에 따라서 Fe의 혼입은 직선적으로 증가하였으며, 이로 인한 금속간화합물상의 형성은 W입자 성장을 방해하고 경도를 증가시켰다.

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