• 한국세라믹학회지
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• 제27권4호
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• pp.457-464
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• 1990

This paper presents the influence of the loading rate on the room temperature fracture toughness of a brittle Al2O3 and a SiC whisker reinforced Al2O3 composite. Dynamic fracture toughness tests were conduced using compressive fatigue pre-cracked notched round bars loaded in tension to produce a stress intensity rate K1=106 MPa√m/sec. The experimental results show that for each loading rate the fracture toughness values obtained for the ceramic matrix composite are higher than the corresponding values for the single phase alumina. In addition, both the reinforced and unreinforced ceramic are singnificantly tougher under dynamic loading than static loading. This dynamic and quasi-static fracture initiation behaviro can be interpreted by identifying quantitatively the mode of fractuer initiation as a function of loading rate.

• 한국재료학회지
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• 제34권3호
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• pp.175-183
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• 2024

Geopolymer, also known as alkali aluminum silicate, is used as a substitute for Portland cement, and it is also used as a binder because of its good adhesive properties and heat resistance. Since Davidovits developed Geopolymer matrix composites (GMCs) based on the binder properties of geopolymer, they have been utilized as flame exhaust ducts and aircraft fire protection materials. Geopolymer structures are formed through hydrolysis and dehydration reactions, and their physical properties can be influenced by reaction conditions such as concentration, reaction time, and temperature. The aim of this study is to examine the effects of silica size and aging time on the mechanical properties of composites. Commercial water glass and kaolin were used to synthesize geopolymers, and two types of silica powder were added to increase the silicon content. Using carbon fiber mats, a fiber-reinforced composite material was fabricated using the hand lay-up method. Spectroscopy was used to confirm polymerization, aging effects, and heat treatment, and composite materials were used to measure flexural strength. As a result, it was confirmed that the longer time aging and use of nano-sized silica particles were helpful in improving the mechanical properties of the geopolymer matrix composite.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권6호
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• pp.351-354
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• 2015

In this study, alumina plates 9~25 μm in size were used as thermal fillers, and epoxy resin was used as a polymer matrix. Oriented alumina plate/epoxy composites were prepared using a rolling method. The effect of ordering alumina plates increased with alumina plate size. The thermal conductivity and flexural strength of the composites were investigated. The horizontal thermal conductivity of the oriented composite was significantly higher than the vertical thermal conductivity. The horizontal thermal conductivity of the 75 wt% alumina content was 8.78 W/mk, although the vertical thermal conductivity was 1.04 W/mk. Ordering of the alumina plate using a rolling method significantly improved the thermal conductivity in the horizontal direction. The flexural strengths of the ordered alumina/epoxy composites prepared at different curing temperatures were measured.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권6호
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• pp.707-711
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• 2016

A small diameter of SiC fiber mat can produce much higher heat under microwave irradiation than the other types of SiC materials. Fabrication of high strength SiC fiber consists of iodine vapor curing on polycarbosilane precursor and heat treatment process. The curing stage of polycarbosilane fiber was maintained at $150-200^{\circ}C$ in a vacuum condition under the iodine vapor to fabricate a high thermal radiation SiC fiber. The structure and morphology of the fibers were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, thermogravimetric analysis (TG) and scanning electron microscopy (SEM). In this study, the thermal properties of SiC fiber mats under microwave have been analyzed with an IR thermal camera and its image analyzer. The prepared SiC fiber mats radiated high temperature with extremely high heating rate up to $1100^{\circ}C$ in 30 seconds. The fabricated SiC fiber mats were not oxidized after the heat radiation process under the microwave irradiation.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.331-332
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• 2006

Ag-ceramic composite materials were investigated as internal electrodes for multilayer ceramic actuators (MLCA). Ag-ceramic pastes were prepared by adding PZT-based ceramic powders to a Ag patse in a range of 0 to 50 wt.%. PZT/Ag-PZT multilayered laminates were fabricated by tape casting and fired at low temperatures below $950^{\circ}C$. The addition of ceramic into the Ag electrode resulted in a decrease in the thermal expansion mismatch between the electrode and the ceramic sheet. The maximum strain of PZT/Ag-PZT multilayered actuators were $9{\times}10^{-4}$ under an electric field of 2.5MV/m. In conclusion, Ag-PZT composite materials are efficient for low cost piezoelectric MLCAs.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권4호
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• pp.273-278
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• 2015

${\alpha}-Al_2O_3$ was synthesized by solvothermal synthesis using ${\alpha}-Al_2O_3$ seed, precursor of fine boehmite (Al(OOH)) or gibbsite ($Al(OH)_3$), and 1, 4-butanediol solvent. The seed content and precursor type were selected as variables in order to synthesize ${\alpha}-Al_2O_3$. The formation time of ${\alpha}-Al_2O_3$ was reduced and the size of the particles was decreased with addition of the seed. When the seed content was increased, the size of the synthesized ${\alpha}-Al_2O_3$ was reduced. Morphologies of the as-synthesized ${\alpha}-Al_2O_3$ with ${\alpha}-Al_2O_3$ seed were polyhedron-shaped, while the shape was plate-like or polyhedral without the seed, depending on the additives or the average particle size of the boehmite precursor. The aggregation of as-synthesized ${\alpha}-Al_2O_3$ from boehmite was smaller than that from gibbsite. As-synthesized ${\alpha}-Al_2O_3$, with 140 nm size, was obtained by using the seed and boehmite precursor.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권4호
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• pp.386-392
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• 2016

Heat insulation plates of fumed silica were prepared by mixing fumed silica, SiC powder and chopped glass fiber by a high speed mixer followed by pressing of the mixture powder in a stainless steel mold of $100{\times}100mm$. Composition of the plates, particle size of SiC, and type of inorganic binder were varied for observation of their contribution to heat insulation of the plate. The plate was installed on the upper portion of an electric furnace the inside temperature of which was maintained at $400^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$, for investigation of heat transfer through the plate from inside of the electric furnace to outside atmosphere. Surface temperatures were measured in real time using a thermographic camera. The particle size of SiC was varied in the range of $1.3{\sim}17.5{\mu}m$ and the insulation was found to be most excellent when SiC of $2.2{\mu}m$ was incorporated. When the size of SiC was smaller or larger than $2.2{\mu}m$, the heat insulation effect was decreased. Inorganic binders of alkali silicate and phosphate were tested and the phosphate was found to maintain the heat insulation property while increasing mechanical properties.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.54-60
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• 2019

최근 3D 프린팅 기술은 산업적인 응용분야의 확대를 위해 다양한 복합소재의 적용이 연구되고 있다. 기존 3D 프린팅 기술은 대부분 플라스틱 소재 위주로 개발되어 왔으며, 세라믹 소재의 경우 물리적, 화학적으로 우수한 물성을 가지고 있음에도 불구하고 상대적으로 3D 프린팅 적용을 위한 연구개발이 초기 단계에 머무르고 있다. 본 연구에서는 DLP(digital light processing) 3D프린팅 공정에 적용을 위해 다양한 입도의 실리카를 기반으로 광경화성 복합소재를 합성하였다. 다양한 적층 방식의 3D 프린팅 기술 중에서 DLP 3D 프린팅 방식은 광경화성 수지에 빛을 조사하여 3차원 기물을 제조하는 기술로 정밀도가 우수하고 다양한 소재 적용성이 높다. 합성된 실리카 복합소재의 충진율에 따른 유변학적 거동분석을 통하여 DLP 3D 프린팅 적용가능성을 확인하였고, 원활하게 적층조형이 잘 이루어지는 것을 확인하였다. 3D 프린팅된 시편의 인쇄 정확도는 디자인과 약 3 % 미만의 차이를 나타내었고, 실리카 입자의 충진율이 80 wt%일 때 34.3 MPa의 강도를 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권8호
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• pp.784-790
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• 2003

본 논문은 세라믹재료가 강화재로써 보강된 복합재료가 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 변형, 재료내 발생되는 손상의 특징, 및 응력-변형률 특성에 관한 컴퓨터 해석결과이다. 해석은 SiC/Ti 시스템을 대상으로 하였으며, 특성은 강화재의 배열형태, 강화재/기지 계면에서의 결합유무, 강화재의 부피분율변화에 대하여 각기 해석되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/기지 계면에서 분리가 발생되었다. 이 분리는 전체 복합재의 강성을 감소시키며, 세라믹 강화재의 부피분율이 증가할수록 탄성계수 및 횡방향 평균응력의 최종크기를 나타내는 한계응력의 크기감소로 나타났다. 계면결합이 강한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 다소 큰 증가율로 나타났다. 그러나, 계면결합이 약한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 상대적으로 큰 감소율로 해석되었다. 본 연구의 해석결과는 알려진 문헌의 결과와 잘 일치하였다.

• 대한심미치과학회지
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• 제25권2호
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• pp.98-108
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• 2016

전통적인 Metal-ceramic 보철 제작 방식으로부터 All-ceramic 보철에 이르기까지 최근 신소재 개발에 영향을 주는 가장 큰 요인은 심미적인 욕구일 것이다. 우리가 사용하는 각각의 치과용 수복 재료는 재료 별로 강도, 인성, 기계 가공의 효율성 및 사용에 필요한 다양한 과정을 기반으로 임상에서 다양하게 사용되고 있다. 예를 들어 Glass ceramic과 같은 단일 소재의 경우 약한 물성을 고려하여 주로 싱글 크라운과 같은 간단한 보철에 사용하고 있으며 상대적으로 높은 파괴 인성을 가진 지르코니아 재료의 경우 싱글 크라운은 물론 브릿지의 제작에도 널리 사용하고 있다. 하지만 지르코니아 재료는 제작 과정에서 긴 Sintering 시간을 필요로 하므로 Chair side에서 빠른 보철물 제작에 쉽지 않은 부분이 있으며 주로 Lab. side에서 사용하고 있다. CAD / CAM 시스템을 이용하여 보철물을 제작하는 용도로 개발 된 Hybrid ceramic 소재는 Resin Nano Hybrid Ceramic이라고도 하며, 개선 된 물성을 포함한 나노 세라믹 요소를 기반으로 하고 있다. 이러한 특징들은 심미적이며 기능적인 보철물의 제작이 용이한 과정과 결과를 보이고 있으며 동시에 향상된 내구성을 바탕으로 보철물의 제작 과정에 유리한 조건들을 가지고 있다. 새로운 Nano Hybrid Ceramic 재료는 Composite Resin과 Glass ceramic과 같은 단일 소재들이 가진 장점들을 이용하여 술자들의 요구사항을 바탕으로 오랜 연구를 통해 개발된 치과 수복 아이템이며 Nano ceramic filler가 혼합된 구조로 되어있어 치과 수복용 복합소재로서 널리 사용하고 있다. 또한 Nano Hybrid Ceramic소재는 Composite resin의 가공 과정에서 쉽게 파절되지 않는 개선된 물성과 Glass ceramic이 가진 심미성 동시에 포함하고 있는 것이 특징이다. 따라서 Chair side와 Lab. side에서 CAD/CAM 시스템을 이용하여 보철물을 제작할 때 임상적용이 쉽고 유용한 장점을 가지고 있어 추가적인 연구가 필요하다.