• Title/Summary/Keyword: 방전 플라즈마 소결법

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The Sintering Behavior of $ZrB_2$-ZrC Composites Sintered by Spark Plasma Sintering Process (방전플라즈마 소결법에 의한 $ZrB_2$-ZrC 복합체의 소결 거동)

  • 심광보;김경훈
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.6
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    • pp.582-586
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    • 2001
  • 방전 플라즈마 소결법을 이용하여 ZrB$_2$-ZrC 복합체를 소결하여 소결 거동과 미세구조에 대하여 조사하였다. 소결 조제로서 란타늄을 첨가하였을 경우에 첨가하지 않았을 경우보다 더 낮은 온도에서 소결 수축이 시작되었으며, 180$0^{\circ}C$에서 거의 치밀화가 완성되었다. 란타늄은 방전플라즈마 소결시 초기 분말 간 액상 형성으로 물질이동을 가속화하여 ZrB$_2$-ZrC 복합체의 치밀화에 커다란 기여를 하며, 냉각 시에 재결정화하여 결정립계와 결정립 삼중점에 란타늄이 포함된 이차상을 형성하는 것으로 확인되었다. 또한 ZrB$_2$-ZrC는 강한 공유결합성 재료임에도 불구하고 미세 구조 내에 잘 발달된 전위 구조를 형성하고 있음을 확인하였다.

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Characteristics of Grain Orientation and Grain Boundaries of the $ZrB_2$-ZrC Composites Densified by Spark Plasma Sintering (방전플라즈마소결법으로 제조된 $ZrB_2$-ZrC 복합체의 결정립 방위분포 및 결정입계의 특성)

  • Shim, Seung-Hwan;Kim, Kyoung-Hun;Shim, Kwang-Bo
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.10
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    • pp.914-920
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    • 2001
  • The grain orientation distribution and grain boundary characterization of $ZrB_2$-ZrC composites sintered by a SPS(Spark Plasma Sintering) method, a new sintering technique were analyzed by the EBSP technique and then their crystallographic results have been compared with those of a sintered specimen using a PLS(Pressureless Sintering) method. In the $ZrB_2$-ZrC composite manufactured by SPS, (0001) planes of $ZrB_2$ were oriented in the direction normal to the specimen surface. In the case of PLS, those of $ZrB_2$ were oriented normal to the electron beam. In both cases of PLS and SPS, ZrC grains had the randomly oriented grain structure. The grain boundary characterization showed that low angle grain boundaries in the PLS and SPS processed materials constituted about 10% and 8% of the total number of boundaries, respectively, represented the only slight difference between the proportion of low angle grain boundary. However, in the distribution of CSL(Coincident Site Lattice) boundaries, it was shown the higher proportion of CSL boundaries with $\Sigma$ 3,5,7,9, 11 in the SPS processed material.

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Mechanical properties of $B_4C$ ceramics fabricated by a spark plasma sintering process (방전플라즈마 소결법을 이용한 고밀도 탄화 붕소 제조 및 기계적 특성)

  • Kim, Kyoung-Hun;Chae, Jae-Hong;Park, Joo-Seok;Kim, Dae-Keun;Shim, Kwang-Bo
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.17 no.3
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    • pp.128-132
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    • 2007
  • [ $B_4C$ ] ceramics were fabricated by spark plasma sintering process and their sintering behavior, microstructure and mechanical properties were evaluated. Relative density of $B_4C$ ceramics were obtained by spark plasma sintering method reached as high as 99% at lower temperature than conventional sintering method, in addition, without any sintering additives. The mechanical properties of $B_4C$ ceramics was improved by a methanol washing process which can be removed $B_2O_3$ phase from a $B_4C$ powder surface. This improvement results ken the formation of homogeneous microstructure because the grain coarsening was suppressed by the elimination of $B_2O_3$ phase. Particularly, fracture toughness of the sintered specimen using a methanol washed powder improved over 30% compared with the specimen using an as-received commercial powder.

자기펄스압축성형법 및 방전 플라즈마 소결법의 연속공정을 이용한 $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$ 소결체제조 및 열전특성평가

  • Lee, Cheol-Hui;Kim, Hyo-Seop;Kim, Taek-Su;Gu, Ja-Myeong;Hong, Sun-Jik
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.48.2-48.2
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    • 2011
  • 열전재료는 열과 전기에너지의 상호 변환이 가능한 재료로 이를 이용한 응용제품의 개발이 크게 주목을 받고 있으며, 특히 $Bi_2Te_3$계 합금의 경우 상온에서 가장 우수한 성능지수를 가지는 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존의 $Bi_2Te_3$계 합금은 일방향응고법으로 제조되어 많은 시간과 비용을 필요로 하고, 특히 C축의 Van der Waals 결합으로 인해 기계적 강도가 약하다는 단점이 있었다. 최근 분말야금법을 이용하여 기계적강도를 높이고, 격자산란에 의한 열전도도의 감소로 성능지수를 높일수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 연구에서는 급속응고공정인 가스분무법을 이용하여 n-type의 $95%Bi_2Te_3-5%Bi_2Se_3$분말을 제조하였고, 이 재료의 경우 성형조건에 따라 조직이 쉽게 변하기 때문에 이를 제어하기 위해 단시간동안 고압으로 성형가능한 자기펄스압축성형법(Magnetic Pulsed Compaction)을 이용하여 성형체를 제조하였다. 제조된 성형체는 밀도를 증가시키고 결정립성장을 억제시킬수 있는 방전플라즈마소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 소결체로 제조되었으며, 각각의 공정이 열전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. OM (Optical Microscope) 및 SEM (Scaning Electric Microscope)을 이용하여 미세구조를 관찰하였고 XRD (X-Ray Diffraction)를 이용하여 상의 변화를 분석하였으며, 상온에서 경도를 측정함으로서 공정조건에 따른 기계적강도를 비교하였다. Seebeck계수는 시편의 양단에 온도차를 주어 발생하는 기전압을 측정하여 계산하였고, 전기비저항은 4point probe방법으로 측정하였다. 전하이동도 및 전하농도는 Hall측정으로부터 구하였고 열전도도를 측정하여 종합적인 열전성능을 평가하였다.

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