• The Korean Journal of Ceramics
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• 제2권4호
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• pp.231-237
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• 1996

Mullite ceramics can be sintered by rf plasma sintering to densities as high as 97% compared to the theoretical density of the mullite, while SiC whisker-reinforced mullite matrix ceramic composites were not sintered by plasma sintering. Decomposition of mullite occurs in a superficial regins at the outside surface of the specimen by volatilization of SiO at elevated temperature by plasma. SiC whiskers were destroyed, and the matrix was converted to alumina from SiC-whisker reinforced mullite matrix ceramic composites during the plasma sintering. Accelerated volatilization from the SiC whisker in the mullite prevents sintering. The volatile species are mainly SiC and CO gas species. The effects of plasma on mullite and SiC-whisker reinforced mullite matrix composites are interpreted by thermodynamic simulation of the volatile species in the plasma environment. The thermodynamic results show that the decomposition will not occur during hot pressing.

• 동력기계공학회지
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• 제6권1호
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• pp.88-95
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• 2002

본 연구에서는 균열 치유 거동을 가지는 소결된 Mullite/SiC의 모재, 열처리재, 균열재, 치유 균열재의 기계적 특성이 논의되었다. 반타원형 균열의 치수는 $100{\mu}m$ 과 $200{\mu}m$이다. 얻어진 결과는 다음과 같다. (a) Mullite/SiC 복합 세라믹스는 균열 치유 능력이 있었다. (b) 최적의 균열 치유 열처리 조건은 $1300^{\circ}C$, 1시간이었다. (c) 치유 가능한 최대 균열 길이는 직경 $100{\mu}m$의 반타원 균열이다. (d) 균열 치유부는 $1200^{\circ}C$이상에서 충분한 강도를 가졌고, 대부분의 시험편은 균열 치유부 이외의 영역에서 파단 하였다. (e) 공기중에서 예열처리는 본 재료의 피로강도 향상에 유용하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.509-514
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• 2010

Porous mullite-bonded SiC (MBSC) ceramics were fabricated at temperatures ranging from 1400 to $1500^{\circ}C$ for 2 h using silicon carbide (SiC), alumina ($Al_2O_3$), strontium oxide (SrO), and poly (methyl methacrylate-coethylene glycol dimethacrylate) (PMMA) microbeads. The effect of template content on porosity, pore morphology, and flexural strength were investigated. The porosity increased with increasing the template content at the same sintering temperature. The flexural strength showed maximum after sintering at $1450^{\circ}C$/2 h for all specimens due to small pores and dense strut. By controlling the template content and sintering temperature, it was possible to produce porous MBSC ceramics with porosities ranging from 30% to 54%. A maximum flexural strength of ~51MPa was obtained at 30% porosity when no template were used and specimens sintered at $1450^{\circ}C$/2 h.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.604-609
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• 2011

Additives for low temperature sintering of mullite ceramics were investigated for matching Mo-Cu conducting paste with that ceramics at 1,400$^{\circ}C$. $SiO_2$, MgO and $Y_2O_3$ were chosen as the additives for low temperature sintering, and the amounts of those additives were varied with sintering temperature of 1,400$^{\circ}C$ to 1,500$^{\circ}C$. With additives of 1.0 wt% of $SiO_2$, 1.0 wt% of MgO, and 1.5 wt% of $Y_2O_3$, the densest sintered body of 3.12 g/$cm^3$ was obtained at 1,400$^{\circ}C$ in reducing atmosphere. The flexural strength of that was 325 MPa and the CTE (Coefficient of thermal expansion) was 4.33 ppm/$^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권5호
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• pp.626-634
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• 1995

SiC를 51.9wt% 함유한 SiC-자기질 혼합 분말이 자기 코아의 표면연마 공정에서 부산물로 발생한다. 이 원료 분말을 SiC질 세라믹스를 제조하기 위한 출발물질로 하였다. 원료자체로 성형 $1350^{\circ}C$에서 열처리하면 SiC, $Al_{2}O_{3}$, cristoblite, mullite 결정상이 존재하면 미세구조는 SiC 입자를 유리질 매트릭스가 덮고 있고 구형 기공이 존재한다. 원료 성형체를 열처리시 시편 무게 증가에 의해 판단되는 SiC의 산화는 600~$800^{\circ}C$ 범위에서 시작하나 XRD 분석에 의해서는 $1000^{\circ}C$ 열처리에 이르러서야 $SiO_{2}$의 cristobalite 결정상을 확인하였다. 예비 열처리 후에 소성한 시편은 mullite화 반응이 촉진되는데, $1000^{\circ}C$의 예비 열처리 후 $1350^{\circ}C$에서 소성한 시편은 SiC, cristobalite, mullite가 결정상으로 존재하며, 밀도 2.24g/$cm^{3}$, 흡수율 11.73%이고 유리상이 적고 다공성인 미세구조를 갖는다. 원료 자체에서 51.9wt%이던 SiC 함량은 $1350^{\circ}C$ 소성시편에서는 예비 열처리 조건에 따라 약 37~22%로 감소한다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제1권3호
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• pp.147-151
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• 1995

Porous composite of $Al_2O_3$ and AIN based mullite and SiC can be prepared by alumium reaction synthesis and atmosphere controllied sintering in order to improve the durability of a gas filter body. The porous $Al_2O_3$-AIN-mullite, which has a strength of 168 kg/$\textrm{cm}^2$ and porosity of 51.59%, could be obtained by stmospheric firing at $1600^{\circ}C$ and the porous $Al_2O_3$-AIN-SiC with a porosity of 33% and strength of 977 kg/$\textrm{cm}^2$, could also be prepared. The average pore size has been changed from 0.2$\mu\textrm{m}$ in a reduction atmosphere and to 2$\mu\textrm{m}$ in an air atmosphere, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권6호
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• pp.423-428
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• 2015

The machinability of materials is an important factor in engineering applications. Many ceramic components that have complex shapes require machining, typically using diamond tools, which leads to high production cost. Machinable ceramics containing h-BN have recently been developed, but these materials are very expensive because of high cost of raw materials and machining. Therefore the development of low-cost machinable ceramics is desirable. In this study, mullite-$ZrO_2$ ceramics were prepared additions of $Al_2TiO_5$. $ZrSiO_4$, $Al_2O_3$, and $Al_2TiO_5$ powders mixed at various molar ratios with sintering at 1400, 1500, and $1600^{\circ}C$ for 1 hr. Phase formation and microstructure of the sintered ceramics were observed by XRD and SEM, respectively. The machinability of each specimen was tested using the micro-hole machining method. The machinability results show that the ceramics sintered at temperatures over $1500^{\circ}C$ can be used as good low-cost machinable mullite-$ZrO_2-Al_2TiO_5$ ceramics.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권5호
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• pp.481-486
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• 2014

Environmental barrier coatings (EBCs) are used to protect SiC-based ceramics or composites from oxidation and corrosion due to reaction with oxygen and water vapour at high temperatures above $1000^{\circ}C$. Mullite ceramics have been studied for environmental barrier coatings for Si-based ceramics. More recently, rare earth silicate ceramics have been identified as more water vapour-resistant materials than mullite for environmental barrier coatings. In this study, we fabricate mullite and yttrium silicate ceramics by an atmospheric plasma spray coating method using spherical granules fabricated by spray drying. As a result, EBCs with thicknesses in the range of $200-300{\mu}m$ are successfully fabricated without any macroscopic cracks or interfacial delamination. Phase and microstructure analysis are conducted, and the basic mechanical properties, such as hardness and indentation load-displacement curves are evaluated.

• 자원리싸이클링
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• 제22권3호
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• pp.28-35
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• 2013

태양광 산업에서 폐기물로 발생하는 Si/SiC 혼합슬러지를 재활용하는 것은 환경과 경제적인 측면에서 중요하다. 이러한 재활용을 위해서 Si/SiC 혼합물의 소결특성을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 SiC함량에 따른 소결특성을 살펴보기 위해서 공기분급기를 이용하여 Si/SiC 혼합물에서 SiC 함량을 변화시켰다. SiC 함량이 변화된 Si/SiC 혼합물에 카본블랙, 점토 및 수산화알루미늄을 첨가하여 소결하였다. Si/SiC 혼합물의 특성분석 및 첨가제 변화에 따른 Si/SiC 혼합물 소결체의 특성변화를 SEM, XRD, 입도분석 및 겉보기 밀도변화를 측정하여 분석하였다. SEM 및 입도분석결과, SiC 95% 시료의 경우에는 원시료 및 SiC 75% 시료와 비교하여 1 ${\mu}m$ 크기 이하의 미립입자가 크게 감소하여 공기분급을 통한 미세입자 제거가 SiC 함량 제어에 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 수산화알루미늄을 첨가함에 따라서 ${\beta}$-Cristobalite 가 감소하고 mullite 생성량이 증가하였으며, 카본블랙의 첨가가 소결특성 향상에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권7호
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• pp.888-896
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• 1995

Al 금속분말을 zircon sand (ZrSiO$_4$)와 A1$_2$O$_3$혼합체에 첨가하여 반응소결시킴으로써 무수축 Mullite-ZrO$_2$, 요업체를 얻고자 하였다. 반응식, 3(Al+Al$_2$O$_3$)+2ZrSiO$_4$$\longrightarrow$3A1$_2$O$_3$ .2SiO$_2$+2ZrO$_2$에 의하여 ZrO$_2$-강화 Mullite 요업체를 제조하였다. Al 분말은 A1$_2$O$_3$에 대해 0-30 무게 퍼센트까지 대체하였다. 평량한 분말을 볼밀하여 혼합 분쇄한 후, 정수압 성형하여 시편을 제조하고, 온도범위 1450-1$600^{\circ}C$에서 3시간 반응소결시켰다. Al의 충분한 산화를 위해, 한편으로는 125$0^{\circ}C$에서 5시간동안 열처리를 거친후 소성온도로 올리기도 했다. Al을 첨가함으로서 반응은 촉진되었으며, 소성수축도 산화한 Al의 부피팽창에 의해 상쇄되어, 무수축요업체 제조의 가능성을 보였다. 박편모양을 한 비교적 큰 Al분말이 잘 분쇄되지 않음으로 해서, Al이 자리했던 곳에 큰 기공을 남겼다.