• 한국재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.27-32
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• 1998

In-Sit반응소결에의해 Si과 AI금속분말을 이용하여 Si$_{3}$N$_{4}$-AIN 복합세라믹스를 합성하였다. 합성된 Si$_{3}$N$_{4}$-AIN복합세라믹스의 미세조직과 결정구조를 해석하기 위해, OM, TEM, XRD및 EDX를 이용하였으며, Si$_{3}$N$_{4}$-AIN -20wt.%AIN복합세라믹스에서 Si의 질화율은 97%로 가장 높았다. Si$_{3}$N$_{4}$-AIN 복합세라믹스에서 Si의 질화율은 AI첨가량 증가에 따라 감소하였다. 대부분의 AI입자들은 다결정 AI입자들은 다결정 AIN(4-H구조)로 완전질화되었으며, 따라서 잔류 AI상은 반응소결체내에서 관찰되지 않았다. Si$_{3}$N$_{4}$의 결정구조는 $\alpha$와 $\beta$구조가 혼재된 상태이며, 잔류 Si입자내에서는 미소균열 및 전위가 관찰되었다. AI/Si$_{3}$N$_{4}$와 Si$_{3}$N$_{4}$ 두계면에서 이들은 거친 형상을 보이지만, 계면반응상은 관찰되지 않았다.

• 한국재료학회지
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• 제10권5호
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• pp.364-368
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• 2000

섬유강화 세라믹스 복합재료의 파괴예측 가능성을 알아보기 위해서 탄소섬유와 WC분말입자를 전기 전도상으로 이용하여 재료 스스로가 파괴예측 기능을 가지도록 한 SiC섬유강화 $Si_3N_4$세라믹스기 복합재료를 1773K에서 1시간 동안 hot-press하여 제작하였다. 4점 굽힘 시험하는 동안 전기저항 변화를 측정하여 파괴예측 기능을 평가하였다. 그 결과 전기정항은 재료의 파괴거동과 밀접한 관계를 가지면서 변화함을 알았다. 특히 분말형태의 전기전도상의 첨가는 본 복합재료의 파괴과정을 낮은 응력단계로부터 예측하는데 유용하였다. 결과적으로 이러한 재료설RP의 신개 (파괴예측기능)의도입은 $Si_3N_4$기 세라믹스를 구조재료로 이용함에 있어서 큰 문제가 되고 있는 신뢰성 확보에 새로운 기능을 준다고 생각되었다. 생각되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권6호
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• pp.686-692
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• 1996

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.22-22
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• 1996

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.55-55
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• 1996

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권7호
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• pp.652-657
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• 2009

Strength characteristics of $Si_3N_4$ composite ceramics has been studied as functions of heat-treatment temperature and additive $SiO_2$. $SiO_2$ colloidal could significantly increase the bending strength. Crack healing temperature decreased 300 K by additive $TiO_2$. Bending strength of specimen added $SiO_2$ is higher than that of non-added $SiO_2$. Moreover, bending strength of specimen with $SiO_2$ colloidal coating is much higher that of non-coated specimen. In in-situ observation, crack-healed specimen at 1,573 K shows phenomenon like a fog on the surface. By SPM, both crack-healed specimen, non-coating and coating of $SiO_2$ colloidal, at 1,273 K were healed completely but both of 1,573 K exist crack. This was made by evaporation of $SiO_2$ at high temperature. Crack-healing materials of $Si_3N_4$ composite ceramics is crystallized $Y_2Si_2O_7$, $Y_2Ti_2O_7$ and $SiO_2$. A large amount of Si and O, and little C were detected by EPMA. Si and O increase but C decreases according to heat treatment temperature. Specimens with additive $SiO_2$ were more detected Si and O than that of non-additive $SiO_2$. Specimen with $SiO_2$ colloidal coatings were much more detected O.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권11호
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• pp.957-962
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• 2008

Crack-healing behavior of $Si_3N_4$ composite ceramics has been studied as functions of heat-treatment temperature and amount of additive $SiO_2$ colloidal. Results showed that optimum amount of additive $SiO_2$ colloidal and coating of $SiO_2$ colloidal on crack could significantly increase the bending strength. The heat-treatment temperature has a profound influence on the extent of crack healing and the degree of strength recovery. The optimum heat-treatment temperature depends on the amount of additive $SiO_2$ colloidal. Crack healing strength was far the better cracked specimen with $SiO_2$ colloidal coating on crack surface. After heat treatment at the temperature 1,273 K in air, the crack morphology almost entirely disappeared by scanning prob microscope. At optimum healing temperature 1,273 K, the bending strength with additive $SiO_2$ colloidal 0.0 wt.% without $SiO_2$ colloidal coating recovered to the value of the smooth specimens at room temperature for the investigated crack sizes $100\;{\mu}m$. But that with $SiO_2$ colloidal coating increase up to 140 %. The amount of optimum additive $SiO_2$ colloidal was 1.3 wt.% and crack healed bending strength with $SiO_2$ colloidal coating increase up to 160 % to smooth specimen of additive $SiO_2$ colloidal 0.0 wt.%. Crack closure and rebonding of the crack due to oxidation of cracked surfaces were suggested as a dominant healing mechanism operating in $Si_3N_4$ composite ceramics.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권11호
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• pp.1233-1238
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• 2009

This study analyzed the characterization of high temperature strength of $Si_3N_4$ composite ceramics additive based on variations in the amount of nano colloidal $SiO_2$ added. Semi-elliptical cracks about 100 ${\mu}m$ length were obtained from a Vickers indenter using a load of 24.5 N. The results showed that the heat-treated smooth specimens with $SiO_2$ nano colloidal coating exhibited the highest bending strength at 0.0 wt% $SiO_2$ nano colloidal added, which is amounted to a 187 % increase over that of smooth specimen. Limiting temperature for bending strength of crack-healed zone for bending strength was about 1273 K. However, the bending strength of SSTS-3 and SSTS-4 was considerably increased while that of SSTS-1 and SSTS-2 was decreased at a temperature of 1,573K.

• 한국재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.577-582
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• 1999

전도성 $Si_3N_4$-TiN 세라믹 복합재료를 제조하기 위해 성형체를 $1450^{\circ}C$에서 20시간 질화처리한 후 $1950^{\circ}C$에서 3.5시간 가스압소결 기술에 의해 후소결하였다. 초기 분말로 약 $10\mu\textrm{m}$로 된 상용 Si분말, 100mesh와 325mesh로된 Ti분말, 그리고 미세한 $\2.5mu\textrm{m}$ TiN분말을 사용하였다. Ti분말울 사용한 $Si_3N_4$-TiN 소결체에서 상대밀도 및 파괴인성값은 다량의 조대한 기공의 존재로 인하여 낮은 값을 보였다. 그러나 TiN분말을 사용한 $Si_3N_4$-TiN 복합체에서 파괴인성, 파괴강도 및 전기저항은 각각 $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa 그리고 $1400{\omega}cm$였다. 복합체에서 TiN 업자의 분산은 $Si_3N_4$ 업자의 조대한 봉상형태로의 성장올 방해하며 $Si_3N_4$/TiN 계면에 강한 변형장울 만든다. $Si_3N_4$-TiN 복합체의 전기전도도 및 기계적 특성을 향상시키기 위해 TiN 업자가 균일하게 분산 된 미세조직 제어가 요망된다.

• 한국재료학회지
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• 제10권3호
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• pp.233-240
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• 2000

소결 촉진제 첨가없이 치밀한 코디어라이트 세라믹스를 얻기 위해 Mg-Al-Si계의 열적거동을 검토하였다. 수용액 매체에서 코디어라이트 현탁액의 분산안정성을 ESA를 이용하여 조사하였으며, 코디어라이트 졸의 응집 방지와 분산성을 부여하기 위해 2N $HNO_3$와 2N $NH_4OH$ 용액으로 pH 1.03과 pH 8.30로 조절하였다. pH 8.30인 코디어라이트 졸을 $150^{\circ}C$에서 12시간 건조한 시료에서 magnesium-aluminum-silicate 복합 겔이 존재하였다. 평형상태의 코디어라이트 겔의 결정화는 $1300^{\circ}C$ 이상의 소결 온도에서 존재하였으며, $1300^{\circ}C$ 이하의 조건에서는 ${\mu}-cordierite(Mg_2Al_4Si_5O_18)$, spine($MgAl_2O_4$) 및 mullite($Al_6Si_2O_{13}$)와 같은 다양한 준안정상이 복합적으로 혼재하였다. pH 1.03과 pH 8.30로 조절된 현탁액에서 코디어라이트 겔의 핵반응은 유사하게 일어났으나, 치말화거동은 졸의 pH에 상당한 차이를 보였다. pH 1.03인 졸 보다 pH 8.30인 졸의 치밀화가 더욱 진전되었다.