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Plasma Activated Sintering법으로 제조된 지르코니아의 소결특성에 미치는 온도의 영향 (Effect of Temperature on Sintering Properties in Zirconia Fabricated by Plasma Activated Sintering)

  • 신종호;정연길;허성강
    • 한국세라믹학회지
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    • v.37 no.9
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    • pp.856-863
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    • 2000
  • 상압 소결법과 통전활성 소결(Plasma Activated Sintering; PAS)법으로 120$0^{\circ}C$부터 150$0^{\circ}C$의 온도범위에서 제조된 지르코니아의 기계적 특성을 ring on ring disk 굽힘시험으로 비교하여 고찰하였다. 모든 소결온도범위에서 PAS법으로 제조된 소결체의 밀도와 경도는 상압 소결법에 의해 제조된 소결체 보다 높게 나타났다. 결정립의 크기는 두 소결법에 의해 제조된 소결체 모두에서 소결온도 증가에 따라 증가하였으나, PAS법으로 제조된 소결체가 상압 소결법으로 제조된 소결체 보다는 결정립 성장이 억제되었다. 파괴인성은 PAS법으로 제조된 소결체의 경우 130$0^{\circ}C$에서 최고값을 나타낸 후 소결온도 증가에 따라 미세하게 감소하였으며, 상압 소결법으로 제조된 소결체의 경우 소결온도 증가에 따라 증가되었다. 소결체의 상분율 변화는 PAS법으로 제조된 경우 전 온도범위 (1200~150$0^{\circ}C$)에서 정방정상만 관찰되었으며, 상압 소결법의 경우 단사정상과 정방정상의 혼합상을 나타내었고, 소결온도 증가에 따라 정방정상의 비율이 증가하였다. 결과적으로 PAS법의 경우 지르코니아의 최적 소결온도는 130$0^{\circ}C$이며, 상압 소결법의 경우 150$0^{\circ}C$임을 알 수 있었으며, 소결체의 파괴인성에 미치는 영향은 결정립 크기 및 정방정상의 분율임을 확인할 수 있었다.

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마이크로파 가열을 이용한 Ni-Zn 페라이트의 소결 (Sintering of Ni-Zn Ferrites by Microwave Hybrid Heating)

  • 김진웅;최승철;이재춘;오재희
    • 한국세라믹학회지
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    • v.39 no.7
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    • pp.669-674
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    • 2002
  • 마이크로파(2.45GHz, 700w) 에너지를 이용한 마이크로웨이브 하이브리드 소결법으로 90$0^{\circ}C$~107$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 Bi$_2$O$_3$와 CuO가 함유된 Ni-Zn 페라이트를 소결하고 이 결과를 일반 소결법으로 소결된 시편과 비교하였다. 각 소결체의 공정 시간은 20~$25^{\circ}C$/min의 승온속도에서 60분 이내에 마칠 수 있었다. XRD분석결과 Ni-Zn페라이트의 단일상만이 관찰되었으며 일반 소결보다 빠른 시간에 소결이 진행되었다. 97$0^{\circ}C$에서 15분 소결 했을 때 소결밀도는 98%로 최대값을 나타내었으며, 모든 소결체의 소결밀도는 90% 이상의 소결 밀도를 나타내었다. 마이크로 하이브리드 소결법으로 소결된 시편과 일반 소결법으로 소결된 시편을 비교하면 소결 특성은 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 마이크로파 에너지를 이용한 소결법은 일반 소결법에 비하여 짧은 시간 안에 공정을 완료할 수 있으므로 공정 시간과 에너지 절약 측면에서 유효한 공정으로 판단된다.

탄화붕소 소결 거동 연구를 위한 율속제어소결의 적용 (Application of rate-controlled sintering into the study of sintering behavior of boron carbide)

  • 이혁재
    • 한국결정성장학회지
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    • v.25 no.1
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    • pp.6-12
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    • 2015
  • 율속제어소결은 소결 공정 중 실시간으로 측정되는 시편의 팽창/수축거동을 이용해 일정한 수축거동을 하도록 로의 파워를 조정하는 소결방법으로, 온도를 조절하기 위해 로의 파워를 제어하는 일반적인 소결에 비해 시편의 소결 과정을 세밀히 제어할 수 있으며, 특히 소결공정의 최적화를 이룰 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 탄화붕소의 소결에 율속 제어소결을 적용해 각 공정변수의 조절에 따른 소결온도 및 입자성장의 변화를 조사하여 그 상관관계를 규명하고 이를 기존의 이론에 맞추어 해석함으로써 율속제어소결을 어떻게 소결공정 최적화에 이용할 수 있는지 그 가능성을 알아보았으며 이를 통해 향후 미지 소재의 소결공정에 율속제어공정을 어떻게 적용할 수 있는지 고찰해 보았다.

반응소결공정으로 제조된 YIG의 미세구조 및 자기특성에 대한 $Bi_2$$O_3$첨가 영향 (The Effect of $Bi_2$$O_3$Addition on the Microstructure and Magnetic Properties of YIG Prepared by RSP(Reaction Sintering Process))

  • 김태옥;장학진;윤석영
    • 한국세라믹학회지
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    • v.38 no.8
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    • pp.710-715
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    • 2001
  • 반응소결공정(RSP : Reaction Sintering Process)을 이용하여 YF댸₃와 Fe₂O₃의 성분에 소결첨가재 Bi₂O₃를 첨가하여 YIG를 합성하였다. Bi₂O₃첨가량과 소결온도에 따른 YIG 소결체의 미세구조 및 자기적 특성변화에 대해 주사전자현미경, X-선 회절분석기 및 시료 진동형 자력계를 이용하여 조사하였다. 소량의 소결첨가재 Bi₂O₃첨가시 YIG 소결체의 격자상수는 12.387에서 12.420 Å으로 증가하였다. 이는 상대적으로 이온반경이 큰 Bi 이온이 12면체 Y 이온 자리로 치환되었기 때문인 것으로 여겨진다. Bi₂O₃를 1.0 wt% 첨가하였을 때 비교적 균질한 미세구조를 보였으며, 1350℃에서 소결한 YIG의 밀도가 이론밀도의 98% 이상의 치밀화를 보였다. Bi₂O₃가 0.0 wt%에서 1.5 wt%로 첨가량이 증가함에 따라 상온에서의 포화자화값(M/sub s/)은 조금씩 증가하는 경향을 보였으나 큰 변화는 없었다. 반응소결공정을 이용 YIG 소결시 소결첨가제 Bi₂O₃가 1.0 wt%이고, 소결온도 1350℃에서 비교적 우수한 소결특성과 자기특성을 가지는 YIG 소결체를 얻을 수 있었다.

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고주파 유도가열 소결장치와 펄스전류활성 소결장치에 의해 제조된 WC-8wt.%Ni 초경재료의 소결 거동과 기계적 특성 (Sintering Behavior and Mechanical Properties of WC-8wt.%Ni Hard Materials by Two Rapid Sintering Processes)

  • 정인균;김환철;손인진;도정만
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • pp.77-78
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    • 2006
  • 급속소결방법인 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법을 이용하여 습식 볼밀링으로 혼합한 WC-8wt.%Ni분말에 60MPa의 압력과 고주파유도가열장치의 경우 전체 용량 (15kw)의 90%에 해당하는 고주파출력을, 펄스전류활성 소결장치의 경우 2800A의 펄스전류를 가하여 치밀한 소결체를 2분이내의 짧은 시간에 제조하였다. WC 초기입자크기가 증가함에 따라 제조된 소결체의 입자크기와 평균자유행로는 증가하였다. 또한 WC 결정립 크기가 증가함에 따라 경도는 증가하였으며, 파괴인성은 감소함을 알 수 있었다. $0.5{\mu}m$의 분말을 60MPa의 압력하에서 고주파유도가열 소결법에 의해 얻어진 소결체의 파괴인성과 경도는 각각 $1813kg/mm^2$$8.9MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었고, 펄스전류활성 소결법에 의해 제조된 소결체의 경도와 파괴인성은 각각 $1839kg/mm^2$$8.5MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었다.

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동계 소결 마찰재의 기공율에 대한 마찰특성 고찰 (The Tribology Behavior On Porosity In Cu-Based Sintered Friction Materials)

  • 김기열;정진현;이범주;김재곤;권성태;최경진
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • pp.21-27
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    • 1995
  • 소결마찰재의 기공은 소결체의 기본 특성으로 제조공정에 따라 다양하게 형성되며, 기공량이 증가할수록 소결체의 강도나 경도를 낮추는 결과를 초래하지만, 수지령 마찰재료의 경우 일정량의 기공이 오히려 마찰특성에는 양호한 결과를 나타냈다. 소결 마찰재의 경우, 기공향은 제작공정상 성형압과 소결 가압력을 선정하는 기준이 되는 것이지만 아직까지 정량화된 결과가 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구는 동계소결 마찰재의 제조공정에서 기본적으로 내재되는 기공이 마찰특성에 어떠한 영향을 주며 또한 이러한 영향에 따라 최적 마찰특성을 나타내는 기공량을 제시하고자 하였다. 소결마찰재의 기공율은 성형체 밀도와 소결 가압력을 임의로 변화시켜 기공향을 조절하였고, 이렇게 만들어진 시편들은 정속식 마찰시험기를 이용하여 마찰특성을 평가하였다. 결과의 분석은 반복이 있는 이원배치법을 이용한 통계 수단을 사용하여 분산분석을 실시하고, 최적의 마찰특성을 나타내는 성형체 밀도와 소결 가압력을 제시하고자 하였다.

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잉크젯으로 인쇄된 실버 나노입자의 소결방법에 따른 비저항 변화 (Change of Specific Resistance of Inkjet-Printed Silver Nanoparticles According to Sintering Methods)

  • 문윤재;황준영;이상호;강경태;강희석;조영준
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • pp.1716-1717
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    • 2011
  • 잉크젯으로 인쇄된 실버 나노입자가 오븐, 레이저, 전기를 이용한 소결방법에 의해 소결되었다. 전도성 라인은 드롭 온 디맨드형(drop-on-demand) 잉크젯 프린터에 의해 유리 기판 위에 인쇄되었다. 레이저를 이용한 소결은 레이저 강도와 조사시간을 변화시키면서 실버나노입자를 소결하였고, 전기 소결은 인쇄된 라인에 정전류 방식을 이용하여 인가해주는 전류값을 변화시키면서 소결하였다. 소결방법에 따른 비저항변화, 단면적 변화, 미세구조변화를 관찰하였고 이 결과를 오븐 소결 결과와 비교하였다. 전기를 이용하여 소결하였을 경우 가장 낮은 비저항을 얻을 수 있었고, 은의 고유 비저항에 비하여 1.7배 큰 비저항을 얻었다.

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SOFC용 LYSMO세라믹 IC에서 소결조제 첨가에 따른 소결특성 (Effect of Sinterring aid in LYSMO Ceramic interconnector for SOFC application)

  • 서한;최병현;지미정;안용태;박성태;이준호;주병권
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • pp.128.1-128.1
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    • 2010
  • 본 연구는 세라믹 연결재로 사용되는 Perovskite 구조의 LYSMO조성의 실제 SOFC stack적용을 위한 소결온도 제어방법에 관해 연구하였다. SOFC 단전지에서 IC소재는 $1300{\sim}{\cdot}1400^{\circ}C$의 온도에서 소결이 이루어져만 하나 현재 연구발표된 IC는 대부분이 $1500^{\circ}C$ 이상에서 소결이 되므로 실제 stack적용에 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기위해 IC소재에 소결조제를 첨가하여 소결온도를 제어코자 하였다. 실험결과 $MgB_6$$LaB_6$등의 불화물계의 첨가가 세라믹 연결재의 소결온도 감소에 효과적인 것으로 나타났다. 소결조제의 첨가는 소결온도의 감소를 이끌었지만 열팽창 계수에는 큰 영향을 끼치지는 않았다. 하지만 전기적 특성은 큰 폭으로 감소하여 전기전도도 개선을 위한 다른 방안이 필요함을 확인할 수 있었다.

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급속소결공정에 의한 WC-8wt.%Co 초경재료 제조와 기계적 성질평가 (Fabrication of WC-8wt.%Co Hard Materials by Rapid Sintering Processes and Their Mechanical Properties)

  • 정인균;김환철;손인진;도정만
    • 한국분말야금학회:학술대회논문집
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    • pp.79-80
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    • 2006
  • 새로운 급속소결방법인 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법을 이용하여 습식 볼밀링으로 혼합한 WC-8wt.%Co분말에 60MPa의 압력과 90%의 고주파출력 또는 2800A의 필스전류를 가하여 상대밀도가 98.6% 이상인 초경재료를 2분이내의 짧은 시간에 제조하였다. 초기의 WC분말의 입도가 미세해짐에 따라 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법 모두 소결시간이 단축되는 경향을 보였으며 그 소결체의 결정립 크기도 감소하였다. 고주파유도가열 소결법으로 제조된 초경합금의 WC 결정립 크기는 초기입도가 증가함에 따라 가각 410, 540, 600, 700 및 850nm으로 측정되었으며. 그 결과를 Fig. 1.에 나타내었다. WC의 초기입도가 $0.5{\mu}m$일 경우 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법으로 제조된 WC-8wt.%Co 소결체의 경도와 파괴인성은 각각 $1923kg/mm^2$$10.5MPa{\cdot}m^{1/2}$$1947kg/mm^2$$10.8MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었다.

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$UO_2-5wt%CeO_2$분말에서 소결온도, 소결분위기 및 $Li_2O$ 첨가에 따른 소결성 변화

  • 김시형;정창용;김한수;나상호;이영우
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • pp.186-191
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    • 1998
  • $UO_2$-5wt%CeO$_2$ 분말에서 소결온도(1600, 1$700^{\circ}C$), 소결분위기(H$_2$, $N_2$-7vol.%H$_2$) 및 Li$_2$O 첨가량(0.05-2wt%)에 따른 소결성의 변화를 관찰하였다. $UO_2$-5wt%CeO$_2$를 attrition mill에서 2 시간까지 분쇄한 후, 1$700^{\circ}C$에서 H$_2$, N2-7vol.%H$_2$ 분위기에서 소결하면 소결밀도가 각각 10.46, 10.36 g/㎤이지만, 각 분위기에서 소결체내의 결경립크기가 일정하지 않고 Ce agg1omerate도 소결체내의 여러 곳에 분포되어 있어 분말처리만으로 소결성을 개선하는데는 한계가 있었다. 반면에, $UO_2$-5wt%CeO$_2$에 0.lwt%Li$_2$O를 첨가하여 1 시간동안 분쇄란 후, 1$600^{\circ}C$에서 H$_2$$N_2$-7vol.%H$_2$ 분위기로 소결하면 밀도는 각각 10.51, 10.48 g/㎤이었고, 결정립크기는 각각 8.9, 42.1 $\mu\textrm{m}$이었다. 즉, Li$_2$O의 첨가에 의해 밀도와 결정립크기가 모두 증가했으며, H$_2$ 분위기보다는 $N_2$-7vol.%H$_2$ 분위기에서 결정립이 더 크게 성장하였고, 1$700^{\circ}C$에서도 유사한 경향을 나타내었다. $UO_2$-5wt%CeO$_2$와 이 조성에 0.lwt%Li$_2$O를 첨가한 분말들을 H$_2$$N_2$-7vol.%H$_2$ 분위기에서 소결하여 기공크기 및 기공부피의 변화를 관찰한 결과, H2 분위기에서 소결하였을 때는 Li$_2$O의 첨가에 의해 치밀화가 주로 일어났고, 반면에 $N_2$-7vol.%H$_2$ 분위기에서 소결하면 Li$_2$O의 첨가에 의해 작은 기공은 소멸되고 큰 기공이 생성되었다.

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