원적외선 복사 물질인 세라믹 분말을 벼 기계이앙상토에 혼합하였을 때 벼 유묘의 생장에 미치는 효과를 분석하고, 세라믹 분말의 적정혼합비를 구명하기 위하여 실험을 실시하였다. 공시 품종은 화성벼로 하였고, 세라믹 분말은 $Al_2$O$_3$계를 사용하였다. 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 시험에 사용한 세라믹 분말의 복사파장 범위는 6~11$mu extrm{m}$이었다. 2. 세라믹 분말의 혼합처리는 무처리에 비하여 초장이 뚜렷하게 증가하였다. 3. 세라믹 분말의 혼합처리는 모의 건물중을 증가시키는 것으로 나타났다. 4. 벼 유묘의 초장을 증가시키는 세라믹 분말의 추정 적정혼합비는 9.6%(240g)인 것으로 나타났다.
전기영동전착법은 도전성이 없는 산화물 또는 천연 분말을 알콜계 현탁용매와 전해질을 첨가시켜 전기이중층을 형성시킨 후 도전성을 갖는 모재에 미세 분말입자를 전착시킬 수 있는 기술이다. 본 논문은 이러한 전기영동법의 특성을 이용하여 세라믹계열의 분말을 모재에 전착시키는데 중요 요소인 기술적 제작 방법과 파라메터 등 복합적으로 작용되는 세라믹전착에 관한 내용을 연구하였다.
급격하게 충격을 받은 Linde A alumina분말에 대해서 동적시차열량 계법(dynamic differential calorimetry)으로 잔류응력 energy를 촉정 조사하고 투과전자현미경으로 결함구조를 조사하였다. 충격을 받지않은 alumina분말과 비교해 보면 충격을 받은 분말을 대개 80$0^{\circ}C$ 내지 120$0^{\circ}C$범위에서 energy 방출을 보여 주었으며, 충격을 받은 대다수의 $\alpha$-alumina결정들은 변형으로 인한 결함구조를 보여 주었다.
세라믹 분발의 분산안정성은 입자의 입경 및 형상, 배열형태, 그리고 분산기구에 따라 크게 달라진다. 대체로 입경이 콜로이드 범위내에 존재하면 일반적인 정전반발력이나 입체반발력에 의하여 분산이 가능하지만, 콜로이드 범위를 넘는 조대한 입경을 가지는 분말에서는 진정한 분산안정성을 얻는 것은 불가능하다. 비록 콜로이드 범위에 속히는 입경을 가지더라도 Hamaker 상수가 매우 높거나 기하이방성을 가진 입자가 우선배향성을 가지는 경우에도 마찬가지의 결과를 보여 준다. 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 경우 입자 간 포텐셜 에너지의 절대값이 최소가 되도록 함과 더불어 고분자 흡착층이나 전기이중층의 두께를 조정하여 입지간 평형거리를 조정하여 후속공정에서의 균일성을 유지하는 것이 기능하다. 이와 같은 제한응집은 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 분말을 구성분말로 하는 단미는 물론 복합재료에서도 활용이 가능하다. 나노 크기의 입경을 가지는 분말에서는 반데르발스 인력은 상대적으로 작지만, 정전반발력도 동시에 작아지기 때문에 에너지 장벽의 높이가 충분하지 않은 경향을 보인다. 따라서, 나노 분말의 분산안정성은 흡착층의 두께가 크지 않는 저분자량의 고분자를 흡착시켜 입체반발력을 부여하는 것이 바람직하다.
aerosol deposition method(ADM)은 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있으며, 세라믹, 고분자, 금속 등의 다양한 코팅이 가능하다. 본 연구에서는 ADM들 이용하여 세라믹 후막 및 세라믹-폴리머 복합체 후막을 제조하였고 60 mm 노즐을 이용하여 대면적 세라믹 후막 성장도 시도되었다. 세라믹 후막의 원료로는 낮은 유전율과 우수한 품질계수를 갖는 $Al_2O_3$ 분말과 AlN의 분말이 사용되었으며, 세라믹에 비하여 높은 탄성과 1,500~2,000의 품질계수를 갖는 테프론(teflon) 분말이 세라믹과의 복합체 후막성장에 사용되었다. 세라믹-폴리머 복합체의 경우, 폴리머의 함유량에 따라 후막 내부의 결정립 크기가 20 때의 평균 결정립을 갚는 세라믹 후막에 비해 최대 10배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전특성 및 전기적인 특성, 열전도도, 투과율이 크게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 물성 변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 다양한 분석이 이루어졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 고분자 기판으로의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.
Ethylene glycol을 polymeric carrier로 사용한 새로운 화학적 세라믹 분말 제조 공정에 의하여 $(Dy_2TiO_5)$ 분말을 제조하였다. Chelation 공정의 생략에도 불구하고, 고순도의 미세한 입자를 갖는 세라믹 분말 제조가 가능함을 확인하였다. 열분석, 미세구조분석, 회절분석 등으로 분말특성을 평가하였다.
In this study, acoustic and viscosity data are collected in real time during the ball milling process and analyzed for correlation. After fast Fourier transformation (FFT) of the acoustic data, changes in the signals are observed as a function of the milling time. To analyze this quantitatively, the frequency band is divided into 1 kHz ranges to obtain an integral value. The integrated values in the 2-3 kHz range of the frequency band decrease linearly, confirming that they have a high correlation with changes in viscosity. The experiment is repeated four times to ensure the reproducibility of the data. The results of this study show that it is possible to estimate changes in slurry properties, such as viscosity and particle size, during the ball milling process using an acoustic signal.
수화현상의 대표적 원인 생물인 남조류의 M. aeruginosa와 대조구로서 녹조류인 C. zofingiensis를 인공 배양하여 분말세라믹 투여에 따른 선택적 조류 제거 가능성에 대해 실험하였다. 0.05 mm의 분말세라믹을 투여에 따른 M. aeruginosa 및 C. zofingiensis의 침전효율은 각각 82와 63%였으며, 입자크기 0.1과 1 mm의 경우에서 는 M. aeruginosa는 각각 69와 34%, C. zofingiensis는 각각 52와 44%의 침전효율을 나타냄으로써, 분말세라믹 처리에 따른 침전효율의 차이를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 Microcystis sp.에 의한 수화현상이 빈번한 수역의 현장시료를 대상으로 분말세라믹 처리에 따른 조류 제거효과를 실험한 결과 입자크기 0.05 mm, 투여농도 $1\;g\;L^{-1}$의 조건에서 24시간 후 약 67%의 Microcystis sp. 제거효과를 나타내었다. 분말세라믹의 수화현장에 적용가능성 여부를 확인하기 위하여 소규모 enclosure에서 분말세라믹 처리 농도에 따른 Microcystis sp. 제거효과 실험한 결과 입자크기 0.05 mm,투여농도 $1\;g\;L^{-1}$의 조건에서 24시간 후 약 69%의 Microcystis sp.의 제거효과를 나타내었으며, 이러한 연구결과로 보아 Microcystis sp.에 의해 수화가 발생한 현장에 분말세라믹을 적용하여 독성 남조류를 효율적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.
분말야금 또는 분말재료공정은 금속과 세라믹에 기초를 둔 신소재 가공기술로서 점차 그 역할이 증대되고 있다. 분말 공정은 합금의 신축성이라는 고유 잇점을 비롯하여, 조성적 균질성, 미세한 조직특성, 그리고 완성 또는 준 완성형태의 성형가능성 등을 제공하는 것으로 특징지워지는데 이러한 모든 것들은 첨단 재료의 제조가공을 위해서 요구되는 특징들이다. 본 강연의 전반부에서는 분말야금공정의 일반적 특징과 이제까지 개발된 첨단 재료들을 분류하고 그 현황을 살펴보았다. 강연의 후반부에서는 기계적 합금화, 고온등압성형, SHS, 금속사출성형과 같은 첨단 분말 공정을 간단하게 소개한다. 이들 새로운 공정은 대부분의 금속 및 세라믹 신소재의 제조가공기술로 도입되어 널리 응용되고 있다. 오늘날 분말재료공정은 신소재를 얻는 신기술 또는 신공정의 동의어로 이해되고 있다. 그러나 미래에 있어서도 더욱 새로운 첨단재료를 개발하는 데는 이러한 분말야금공정에 크게 의존하지 않을 수 없을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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