• 제목/요약/키워드: 탄화규소 휘스커

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탄화규소 휘스커의 (II): 적층결함 (Synthesis of Silicon Carbide Whiskers (II): Stacking Faults)

  • 최헌진;이준근
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.36-42
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    • 1999
  • 2단계 열탄소환원법으로 탄화규소 휘스커를 기상-고상, 2단계, 기상-액상-고상 성장기구로 각각 합성하였다. 그리고 휘스커에 있는 적층결합을 X-ray와 투과전자현미경을 이용하여 분석하였다. 탄화규소 휘스커에 있는 적층결함은 휘스커의 지름과 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 기상-고상, 2단계 성장, 기상-액상-고상 성장기구에 상관없이 지름이 1$\mu\textrm{m}$이하로 작아지는 경우 적층결합이 많아지고, 기상-액상-고상 기구로 성장한 지름이 2$\mu\textrm{m}$보다 큰 경우 적층결함이 거의 없는 것으로 나타났다. 이같은 현상은 휘스커 지름이 작아짐에 따라 휘스커의 비표면적이 증가하는 때문인 것으로 판단되었다.

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탄화규소 휘스커의 합성(I) : 반응기구의 율속반응 (Synthesis of Silicon Carbide Whiskers (I) : Reaction Mechanism and Rate-Controlling Reaction)

  • 최헌진;이준근
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권12호
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    • pp.1336-1336
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    • 1998
  • 2단계 열탄소환원법으로 탄화규소 휘스커를 Ar과 H2분위기에서 기상-고상, 2단계, 기상-액상-고상 성장기구를 통해 각각 합성하였다. Ar분위기에서 탄화규소 휘스커는 다음과 같은 반응기구로 성장하였다. SiO2(S)+C(s)-SiO(v)+CO(v) SiO(v)3CO(v)=SiC(s)whisker+2CO2(v) 2C(s)+2CO2(v)=4CO(v) 이때 전체 반응속도는 세번째 반응에 참여하는 탄소에 의해 지배되었다. 따라서 이 반응이 휘스커 합성의 율속반응으로 판단되었다. 한편 H2 분위기에서 탄화규소 휘스커는 다음과 같은 반응기구로 성장하였다.SiO2(s)+C(s)=SiO(v)+CO(v) 2C(s)+4H2(v)=2CH4(v) SiO(v)+2CH4(v)=SiC(s)whisker+CO(v)+4H2(v) 이때 전체 반응속도는 SiO(v) 기체의발생 속도에 의해 지배되었다. 따라서 첫번째 반응이 휘스커 합성의 율속 반응인 것으로 판단되었다.

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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화학증착 탄화규소 휘스커에 의한 다공성 알루미나 필터의 기공구조 개질 및 특성 평가 (Pore Structure Modification and Characterization of Porous Alumina Filter with Chemical Vapor Infiltration (CVI) SiC Whisker)

  • 박원순;최두진;김해두
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.518-527
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    • 2004
  • 본 연구에서는 다공성 알루미나 기판의 기공 형상 개질을 통해서 필터의 집진 효율, 성능 및 내구성 향상을 위한 공정에 대해서 다루었다. 탄화규소 휘스커를 통한 기공 개질을 위해서 모재의 표면뿐만 아니라 기공 내부에까지 균일한 탄화규소 휘스커를 얻고자 화학 기상 침착법(Chemical Vapor Infiltration: CVI)을 사용하여 실험을 진행하였다. 실험결과 증착 온도와 증착 위치 및 입력 기체비와 같은 공정 조건의 변화에 따라 증착 경향에 확연한 차이를 나타내는 것을 알 수 있다. 다시 말해 첫째, 시편의 관찰 위치가 표면에서 내부로 들어갈수록 “반응 기체의 고갈 효과”로 인해 휘스커가 점점 세선화 되는 것을 볼 수 있으며 두 번째로 증착 온도에 따라서 debris, whisker, film등과 같이 증착물의 형상이 변화하게 된다. 이러한 형상의 변화는 여러 가지 물성의 변화를 가져오게 되는데 그 중에서, film이 증착 되는 경우에는 기판의 강도가 박 115.7% 가량 현저하게 증가하는 반면에 비표면적과 기체 투과율은 감소하게 되지만, 휘스커의 경우에는 강도가 95%, 비표면적은 33.5% 정도가 증가하며 기체 투과율 감소를 최소화 할 수 있다. 따라서 다공성 알루미나 기판 내부 기공에 휘스커를 증착 하면 필터로 인한 압력 저하를 최소화하면서 기공의 크기보다 작은 미세 분진들을 걸러 낼 수 있게 되므로 차세대 필터 재료로 기대된다.

화학기상침착법에 의한 SiCf/SiC 복합체의 제조 (Fabrication of SiCf/SiC Composite by Chemical Vapor Infiltration)

  • 박지연;김대종;김원주
    • Composites Research
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    • 제30권2호
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    • pp.108-115
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    • 2017
  • $SiC_f/SiC$ 복합체를 제조하는 공정들 중에서 화학기상 침착(Chemical Vapor Infiltration) 공정은 저온에서 실형상이나 복잡한 형상을 제조할 수 있고, 기지상의 미세구조를 제어할 수 있으며, 고순도를 지닌 $SiC_f/SiC$ 복합체를 제조할 수 있는 효과적인 방법이다. 그러나 잔유 기공을 가지며 공정시간이 긴 단점이 있다. 기공률을 줄이고 효과적인 기지상 채움을 위하여 휘스커(whisker) 성장과 기지상 채움공정을 연속하여 수행하는 whisker growing assisted 화학기상침착공정이 개발되었다. 기지상 채움 전에 프리폼에 SiC 휘스커를 미리 성장시키면 섬유간이나 번들간에 존재하는 큰 기공을 작게 분할하여 기지상 채움 효율을 증진할 수 있다. 본 논문에서는 $SiC_f/SiC$ 복합체 제조를 위한 화학기상침착법공정의 기초와 일반적인 화학기상침착공정과 whisker growing assisted 화학기상침착공정으로 제조한 $SiC_f/SiC$ 복합체의 실험결과들을 간략히 서술하였다.