• Title/Summary/Keyword: 가압소결

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고온가압으로 소결한 고순도 이트리아 세라믹 소결체의 산화반응 특성 (Characteristics of Thermal Oxidation on Hot-Pressed Pure Yttria Ceramics)

  • 최진삼;신동우;배원태
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.180-185
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    • 2013
  • We investigated the characteristics of hot-pressed pure yttria ceramics, and annealed them in an oxidation atmosphere. Regardless of the heat treatment in the oxidation atmosphere, XRD analysis showed that all the samples had a $Y_2O_3$ phase without structural change. Even though the color variation of the hot-pressed $Y_2O_3$ ceramics was due to the sintering temperatures, the oxidation process turned the color of the $Y_2O_3$ ceramics into white. The color change during oxidation treatment appears to be related to oxygen defects. In addition, oxygen defects also affected the weight change and microstructure of the $Y_2O_3$ ceramics. The $Y_2O_3$ ceramic sintered at $1600^{\circ}C$ had a $5.03g/cm^3$ density, which is close to the theoretical density of $Y_2O_3$. As the sintering temperature increased, small homogeneous grains grew to large grains which affected the Vickers hardness. $Y_2O_3$ ceramics hot-pressed at $1600^{\circ}C$ and annealed at $1200^{\circ}C$ had a flexural strength of 140MPa.

열간등가압소결 공정에서 유한요소법을 이용한 컨테이너 형상의 최적설계 (Optimal Shape Design of a Container Under Hot Isostatic Pressing by a Finite Element Method)

  • 정석환;박환;전경달;김기태;황상무
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권9호
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    • pp.2211-2219
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    • 2000
  • Near net shape forming of 316L stainless steel powder was investigated under hot isostatic pressing. To simulate densification and deformation of a powder compact in a container during hot isostatic pressing, the constitutive model of Abouaf and co-workers was implemented into a finite element analysis. An optimal design technique based on the design sensitivity was applied to the container design during hot isostatic pressing. The optimal shape of the container was predicted from the desired final shape of a powder compact by iterative calculations. Experimental data of 316L stainless steel powder showed that the optimally designed container allowed precise forming of the desired powder compact during hot isostatic pressing.

스파크 플라즈마 소결공정의 전산모사(1부 : 수식화) (Computer aided simulation of spark plasma sintering process (Part 1 : formulation))

  • 금영탁;전종훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.38-42
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    • 2006
  • 본 1부 연구에서는 스파크 플라스마 열에 의한 그린 세라믹의 소결에서 열전달 및 가압력으로 인한 상대밀도의 변화를 유한요소법(FEM)으로 해석하고 그 결과에 따른 입자성장을 몬테카를로법(MCM)을 이용하여 전산모사하는 방법을 제시하기 위하여 SPS의 FEH 해석과 MCM 해석의 이론적 배경을 기술한다.

사출성형 및 열간가압 소결법으로 제작된 지르코니아 세라믹 임플란트의 소결물성 및 미세구조적 결함 (Sintered Properties and Microstructural Defects of Zirconia Ceramic Implant Fabricated by Injection Molding and Hot Isostatic Pressing (HIP))

  • 박현정;박정식;이종국
    • 열처리공학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.215-222
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    • 2023
  • 3Y-TZP (3 mol% yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals, 3Y-TZP) ceramics are emerging as dental implant materials due to their superior optical and mechanical properties as well as excellent biophysical properties, in spite of low bioactivity. In this study, we investigated to sintered properties and microstructural defects of dental zirconia implants fabricated by ceramic injection molding and post-HIP (Hot isostatic pressing) processing and analyzed the processing parameters related with the obtainment of its high sinterd density. Sintered and microstructural parameters, i.e, apparent density, grain size and phase composition of zirconia implants fabricated by injection molding were dependent on the fixtute size and implant type. Maximum sintered density of 99.2% and minimum grain size of 0.3-0.4 ㎛ were obtained from large-scaled 2-body sample. In 1-body ceramic implant, high sintered density of 99.5% was obtained, but it had a little monoclinic phase and wide grain size distribution.

4600계 소결강의 조직에 미치는 F$e_2$P첨가의 영향 (Effect of F$e_2$P Addition on Microstructures of Sintered 4600 Steel)

  • 김동욱;이완재
    • 한국재료학회지
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    • 제2권6호
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    • pp.428-435
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    • 1992
  • AISI 4600계 철 분말에 F$e_2$P 분말을 사용하여 인(P)을 0~1.0% 그리고 흑연 분말을 사용하여 탄소를 0~0.8% 첨가하여 회전혼합기를 사용하여 혼합하였다. 흔합분말을 양단압금형에서 800MPa로 가압하여 성형체를 만들었다. 성형체는 진공 또는 수소와 질소 혼합가스 분위기에서 115$0^{\circ}C$에서 30분간 소결하였다. 소결체를 연마하고 2% 질산용액으로 에칭하였다. 소결체 조직을 Image Analyzer와 금속현미경으로 관찰하였다. 밀도는 ASTM B3l2로, 경도는 미세 비커스경도기로 측정하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다. (1) F$e_2$P 첨가량이 증가하면, 소결체 조직은 치밀화되고 입자 크기는 더 커졌다. (2) $Fe_2P량과$ 함께 기공의 형상은 둥글고, 그 숫자는 감소하였으나 평균크기는 더 커졌다. (3) 입자의 크기는 F$e_2$P와 흑연분말을 동시에 첨가한 경우가 각각 단독으로 첨가한 경우보다 커졌다. (4) 미세조직에 미치는 소결분위기의 영향은 거의 없었다. (5) 경도는 인과 탄소량이 증가하면 상승하였다.

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탄화규소 휘스커 첨가가 탄화규소의 미세구조와 기계적 특성에 미치는 영향 (Effect of SiC whisker addition on microstructure and mechanical properties of silicon carbide)

  • Young-Wook Kim;Kyeong-Sik Cho;Heon-Jin Choi
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.473-480
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    • 1997
  • 소결조제로 $Al^2O^3$$Y^2O^3$를 첨가한 $\beta$-SiC 분말에 seed로서 1 wt% 및 wt%$\beta$-SiC 휘스커를 첨가한 시편과 첨가하지 않은 시편을 $1850^{\circ}C$ 에서 5-10 시간 동안 열처리를 행하였다. Seed로서 1-3 wt% $\beta$-SiC 휘스커의 첨가는 액상소결 탄화규소의 미세구조와 기계적특성에 의미 있는 영향을 미치지 않았다. 이는 $\beta$-SiC 휘스커가 액상이 존재하는 고온가압소결 조건에서 불안정하기 떼문이라고 생각된다. $\beta$-SiC 휘스커를 1 wt% 첨가하여 $1950^{\circ}C$에서 5시간 동안 열처리한 시편의 강도 및 파괴인성은 각각 465 MPa 및 5.8 MPa $m^{1/2}$이었고, 동일조건에서 제조된 $\beta$-SiC 휘스커를 펌가하지 않은 시편의 강도 및 피괴인성은 각각 451 MPa 및 5.5 MPa $m^{1/2}$이었다.

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테이프 캐스팅 산화물 층상 복합체에서의 균열 (Cracks in Tape Cast Oxide Laminar Composites)

  • 김지현;양태영;이윤복;윤석영;박홍채
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.484-489
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    • 2002
  • 테이프 캐스팅된 알루미나/지르코니아 또는 뮬라이트/지르코니아를 표면층으로 알루미나/지르콘(소결시 반응결합 뮬라이트/지르코니아 유도)을 내부층으로 적층하고 고온가압소결함으로써 층상 복합체를 제조하였다. 소결체에서 다양한 형태의 균열을 관찰 할 수 있었으며, 이는 주로 표면층으로의 횡단균열(channel crack, 계면에 수직방향으로 전파되는 균열), 중간층 내에서의 종단균열(transverse crack, 계면에 거의 평행한 방향으로 전파되는 균열)과 증간사이를 분리시키는 계면균열(interface crack, 계면을 따라 전파되는 균열)들로 구성되어 있었다. 이러한 균열들은 층을 이루는 복합산화물간의 열팽창계수의 차이에 의해 형성된 것으로 여겨졌다. 특히, 표면층을 뮬라이트/지르코니아로 적층하였을 경우 층간 계면에 평행한 균열과 중간층 내로의 종단균열이 생성되었으나, 알루미나/지르코니아로 하였을 경우는 이러한 균열이 확인되지 않았다. 한편, 압흔하중에 의한 적층체의 잔류응력 역시 표면층의 종류에 따라서 상이한 양상을 나타내었다.

SiC 부피분율이 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료의 기계적 특성과 미세구조에 미치는 영향 (Effect of SiC volume fraction on mechanical properties and microstructure of $Si_{3}N_{4}/SiC$ nanocomposites)

  • 황광택;김창삼;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.386-391
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    • 1996
  • $Si_{3}N_{4}$에 평균입경이 270 nm인 SiC 분말을 0, 10, 20, 30, 40 vol% 첨가하여 고온 가압소결법으로 $Si_{3}N_{4}/SiC$ 초미립복합재료를 제조하였다. 소결후 기지상인 ${\alpha}-Si_{3}N_{4}$${\beta}-Si_{3}N_{4}$로 상전이하였으며, 이차상인 ${\beta}-SiC$는 변화가 없었다. 소결조제의 첨가에 의한 입계결정상은 검출되지 않았다. SiC의 첨가량이 많아짐에 따라 $Si_{3}N_{4}$ 결정립성장은 억제되어 미세한 결정입이 나타났으며, 작은 임자는 기지상 임내에 큰 SiC는 임계에 존재하였다. SiC 첨가에 따라 파괴강도는 약간 증가후 감소하였으며, 파괴인성은 감소하였고, 경도는 직선적으로 증가하였다.

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코오디어라이트 세라믹의 유전상수에 미치는 기공율의 영향 (Influence of Porosity on Dielectric Constant of Codierite Ceramic)

  • 류수착;박희찬
    • 한국재료학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.182-187
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    • 1996
  • 물과 에탄올의 혼합용액에 HCI을 촉매로하여 금속알콕사이드의 가수분해로부터 코오디어라이트 분말을 제조하였다. 이때 HCI/precursor 몰비로써 촉매의 양을 조절하였다. 건조분말 중의 용매를 제거하기위해 80$0^{\circ}C$에서 3시간 하소처리하였다. 이들 하소된 분말에 대하여 시차열분석과 X-선회절분석을 행한 결과-92$0^{\circ}C$에서 $\mu$-cordierite, -103$0^{\circ}C$에서 $\alpha$-cordierite 결정상의 생성을 확인하였다. 또한, 하소분말을 가압성형한 후 130$0^{\circ}C$에서 4시간 열처리한 결과 HCI양에 따라 기공율 19.45-25.45%, 부피비중 2.06-1.70g/㎤, 유전상수 1.38-3.38 범위의 소결체를 얻었다. HCI양이 증가할수록 기공율은 증가한 반면에 비유전상수와 부피비중은 감소하였다.

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$Bi_{4/3}Sb_{2/3}Te_3$ 가압소결체의 열전특성과 p-n 전이기구 (Thermoelectric Property and p-n Transition Mechanism of Hot Pressed Bi4/3Sb2/3Te3)

  • 박태호;유한일;심재동
    • 한국세라믹학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.855-862
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    • 1992
  • Thermoelectric power, electrical conductivity and Hall effect were measured, as functions of temperature in the range of 100 to 600 K, on polycrystalline Bi4/3Sb2/3Te3 which had been prepared via uniaxial hot-pressing at different temperatures in the range of 373 K to 773 K, aiming at searching a profitable processing route to a polycrystalline thermoelectric material, a promising, viable alternative to a single crystalline one. It was found that, with increasing temperature of pressing under a fixed pressure, the material, normally a p-type prior to being hot-pressed, underwent a transition to n-type. This transition was confirmed to be due to plastic deformation during hot-pressing and interpreted as being attributed to the change of the major ionic defect BiTe' into TeBi˙at temperature high enough for structure elements mobility. Thermoelectric figure-of-merit of the hot-pressed material was discussed in connection with the p-n transition in addition to microstructure.

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