• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제21권12호
• /
• pp.1193-1198
• /
• 2000

The preparation of nanocrystalline hematite, ${\alpha}-Fe_2O_3$, paricles and their surface coating with silica layers are described. The hematite particles with the size of 30~60 nm are firstly prepared by thermal decomposition of trinuclear acetate-hydroxo iron (III) nitrate complex, $[Fe_3$(OCOCH_3)_7$OH${\cdot}$2H_2O]NO_3$, at $400^{\circ}C$. Subsequently the hematite surfaces are coated with siliva layers by a controlled hydrolysis and condensation reaction of TEOS with varying the TEOS concentration and pH. Monodispersed and spherical $SiO_2-coatedFe_2O_3$ particles with the average particle diameter of ~90 nm and extremely narrow size distribution can be obtained at the pH of 11 and the TEOS concentration of 0.68M, which are found to be the optimum conditions in the present study in achieving the homogeneous deposition of silica layers on hematite surfaces. Diffuse reflectance UV-Vis spectra reveal that the characteristic optical reflectance of ${\alpha}-Fe_2O_3$ particles is preserved almost constant even after coating the surfaces, suggesting that the $SiO_2$ layers can be regarded as protecting layers without degrading the optical properties of hematite particles.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.437-443
• /
• 2017

SiC-based composite materials with light weight, high durability, and high-temperature stability have been actively studied for use in aerospace and defense applications. Moreover, environmental barrier coating (EBC) technologies using oxide-based ceramic materials have been studied to prevent chemical deterioration at a high temperature of $1300^{\circ}C$ or higher. In this study, an ytterbium silicate material, which has recently been actively studied as an environmental barrier coating because of its high-temperature chemical stability, is fabricated on a sintered SiC substrate. $Yb_2O_3$ and $SiO_2$ are used as the raw starting materials to form ytterbium disilicate ($Yb_2Si_2O_7$). Suspension plasma spraying is applied as the coating method. The effect of the mixing method on the particle size and distribution, which affect the coating formation behavior, is investigated using a scanning electron microscope (SEM), an energy dispersive spectrometer (EDS), and X-ray diffraction (XRD) analysis. It is found that the originally designed compounds are not effectively formed because of the refinement and vaporization of the raw material particles, i.e., $SiO_2$, and the formation of a porous coating structure. By changing the coating parameters such as the deposition distance, it is found that a denser coating structure can be formed at a closer deposition distance.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.19-25
• /
• 2002

저온소결기판을 위하여 green sheet를 제조하기 위한 조성으로 $Li_2$O.MgO. $MgF_2$.$SiO_2$.$B_2O_3$를 기초 조성으로 선정하였다. 조합 후 용융하여 만들어진 모유리는 열분석을 통하여 최적 핵형성 온도와 최고 결정성장 온도를 도출하였으며 핵형성 온도는 전이온도와 같은 $490^{\circ}C$로 선정하였다. 결정화 유리를 제조하기 위하여 두 단계의 열처리를 실시하였으며 , 생성된 결정상은 Lithium fluorhectorite와 Lithium boron fluorphlogopite결정상 이었다. 계속적으로 제조된 결정화 유리는 water swelling 현상을 이용하여 분말화를 실시하였으며 평균 입도크기는 2.574 $\mu\textrm{m}$이었다. glass ceramics 분말은 물에 넣으면 반응하여 팽창하는 것과 함께 끈적끈적한 sol이 생성되는 현상을 이용하여 green sheet 제조를 위한 slurry를 제조하였다. Tape casting을 위한 slurry의 결정화 유리 분말 대비 용매의 최적 비율은 100:18이었고, 슬러리의 점도는 11,000~14,000cps 이었다. KCl 1 M용액 10min담지 시편에 대해서는 $900^{\circ}C$에서, 20 min담지 시편에 대해서는 $800^{\circ}C$에서 각각 치밀한 소결성을 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.705-711
• /
• 1989

The glass-ceramics was prepared with the scoria(CaO-MgO-Al2O3-SiO2 system) of the locally occurring volcanic ejecta containing 10-13w/o of (FeO＋Fe2O3) by melting at 140$0^{\circ}C$ for 4 hours and thermally treated for nucleation and crystallization. The sucrose was added to the scoria to adjust the Fe2+/Fe3+ ratio during the melting process. The addition of 1-2w/o of sucrose showed the glass-ceramics body with the finest particle developed and dispersed over the entire range. It is concluded that the impurity content of iron oxide and titanium oxide play the most-influencial effect on the crystallization. When 1-2w/o of sucrose was added to the scoria, the value of Fe2+/Fe3+ ratio was 0.93-1.32 and showed the best result of crystallization. The nucleation temperature and time were calculated by the measurements of exothermic peak temperatures of DTA for quenched and thermally treated glasses. The nucleation temperature of scoria glass without the addition of sucrose was estimated as 75$0^{\circ}C$, but the addition of sucrose by 2w/o showed the nucleation temperature 6$25^{\circ}C$. The nucleation time was calculated with the same DTA curves. The nucleation times estimated were about 150min. for both of glasses without and with sucrose added. Finally, the activation energies for crystallization were calculated with the DTA data. The calculated activation energies were 143 Kcal/mole for the glass without addition of sucrose and 90Kcal/mole, 87Kcal/mole, 85Kcal/mole and 71Kcal/mole for the glasses of 1w/o, 2w/o, 3w/o and 4w/o addition respectively.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2022

본 연구에서는 탄산염암 저류층에서 활용 가능한 GPTMS((3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilane)-SiO₂ 나노유체를 제조하고 주입 효과를 분석하였다. 표면개질에 따른 나노입자의 구조적 변화를 확인하기 위해 푸리에변환적외선분광(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR) 분석을 수행했으며, 0.5 mmol/g 이상의 GPTMS 농도에서 실리카 입자의 표면개질을 의미하는 2,950 cm^-1의 C-H 신축 진동(C-H stretching vibration)을 확인하였다. 또한, 친유성 상태로 에이징된 석회석과 백운석을 대상으로 나노입자의 농도와 주입률에 따른 GPTMS-SiO₂ 나노유체의 코어유동 실험을 수행하였다. 나노유체 주입에 따라 최대 18.9%의 오일이 추가로 회수되었으며, 암석의 접촉각과 투과도 변화를 확인할 수 있었다. 이는 나노입자가 탄산염암 표면에 흡착됨에 따라 습윤도를 개선함과 동시에 공극에 영향을 준다는 것을 의미한다. 따라서, 제조된 나노유체는 탄산염암 저류층을 대상으로 한 석유회수증진의 주입유체로 사용될 수 있으며 습윤도, 투과도 변화와 같은 유체 유동물성 개선에 활용될 것으로 기대된다.

• Composites Research
• /
• 제20권4호
• /
• pp.9-17
• /
• 2007

분말야금법 및 고온진공가압기술, 열간등가압성형기술을 이용하여 알루미늄 금속기 복합재료를 제작하였으며 이들과 관련한 미시역학 기반 강화공정 모델을 개발하였다. 고온, 가압 성형공정은 기지재료의 비탄성거동과 성형체 내부의 기공 제거를 통한 충진을 수반하게 되며 이러한 공정은 압력, 온도 및 강화재의 체적분률 등과 같은 공정변수의 영향을 받게 된다. 따라서 개발된 강화공정 모델을 유한요소해석 프로그램에 적용함으로써 고온진공가압과 열간등가압 동안 기공의 상대밀도 변화에 따른 충진거동을 예측하였고 다양한 공정조건 하에서 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다. 완성된 알루미늄 금속기 복합재료의 건전성 평가와 관련하여 인장시험을 수행하였으며 초기 잔존하는 기공의 영향에 따른 제반 기계적 특성을 고찰할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.200-206
• /
• 2012

무기계 폐자원인 화력발전소 바닥재(이하 바닥재로 칭함)와 폐촉매 슬래그를 7 : 3(무게비)으로 혼합, 성형하고 직화소성법으로 인공골재를 제조한 뒤, 원료들의 입도 및 소성온도가 골재의 발포특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 대부분의 인공골재는 원료 입도에 관계없이 $1150^{\circ}C$ 이상의 소성온도에서 발포거동을 나타내었으며, 그 결과 비중이 급격히 낮아져 $1250^{\circ}C$에서 약 1.4로 수렴하였다. 그러나 폐촉매 슬래그의 입도를 변화시킨 골재 중 가장 작은 입도($90{\mu}m$)를 사용한 시편만은 두드러진 발포특성을 보이지 않았다. $1050{\sim}1150^{\circ}C$의 저온구간에서 소성된 인공골재의 경우, 원료로 사용된 바닥재와 폐촉매 슬래그 입도가 클수록 비중이 증가하였다. 또한 모든 골재들은 소성온도와 함께 흡수율이 낮아지는 경향을 보였다. 이 실험에서 제조된 인공골재의 비중은 1.4~1.7, 그리고 흡수율은 8~19 %를 나타내어 경량골재의 기준을 만족함으로써 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제11권6호
• /
• pp.1943-1948
• /
• 2010

평균 입도의 크기가 ${\sim}1.7\;{\mu}m$와 ${\sim}30\;nm$인 두 종류의 탄화규소 분말을 7 wt% $Y_2O_3$, 2 wt% $Al_2O_3$, 1 wt% MgO를 소결 첨가제로 사용하여 $1800^{\circ}C$에서 1 시간동안 Ar 분위기에서 압력을 가하여 고온가압소결을 하였다. 고온 가압소결한 시편은 $1950^{\circ}C$에서 6 시간동안 Ar 분위기에서 40 MPa의 압력을 가하여 고온 단조 하였다. 두 시편 모두 고온가압소결 후의 미세구조는 등방형 모양의 결정립을 나타내었으며, 고온 단조 후에 결정립 성장이 나타났다. 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소 분말로 소결한 시편의 결정립의 크기가 고온 단조 후에도 더 작은 결정립을 나타내었다. 고온 단조 후의 압력축과 평행한 방향과 수직한 방향의 미세구조는 비슷하였다. 탄화규소의 $\beta$에서 $\alpha$로의 상변태가 활발하게 발생하지 않아 집합조직의 발달은 발견되지 않았다. 평균 입도의 크기가 큰 탄화규소 분말로 제작된 시편의 파괴인성 (${\sim}3.9\;MPa{\cdot}m^{1/2}$), 경도 (~ 25.2 GPa), 굽힘강도가 (480 MPa) 평균 입도의 크기가 작은 탄화규소로 제작된 시편보다 높게 나타났다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제31권9호
• /
• pp.1076-1086
• /
• 1994

This study covers synthetic effect of the various hydrothermal treatments on formation of artificially made kaolinite mineral. The hydrothermal treatment includes the temperature treatment with time duration, addition of seeds, particle size of the starting material used, pH variation and the different types of organic acids. A colloidal silica and alumina sol which are commercially available are used for this study. A colloidal silica and alumina sol are mixed by the atomic ratio of Al/Si = 1, based on the theoretical kaolinite composition and calcined at $600^{\circ}C$ for 8 hours duration. It was found that the kaolinitic clay mineral was well developed; thereby, the different patterns of crystalline mineral are appeared. Spherical type as a crystal form was distinctively formed at the temperature of 20$0^{\circ}C$ to 25$0^{\circ}C$ with short duration time, while platy type as a crystal was highly yielded at 300~35$0^{\circ}C$. Moreover, by adding more than 20 wt% of seed as the natural kaolinitic clay to the starting material is widely distributed and developed when 2 ${\mu}{\textrm}{m}$ or less particle size of the starting material is used; also, when they are heat-treated at the temperature of 25$0^{\circ}C$ with 5 hours duration. With respect of the effect of pH variation on formation of the synthetic kaolinite minerals, the crystalline minerals are highly yielded at less than pH 2 and gradually diminished at more than pH9. Regarding to the effect of different acids on development of the kaolinite mineral, the organic acids with high chelating capacity produces good formation of crystalline minerals; whereas, amine radical-(NH2) is not an effective agent to generate the crystalline minerals.

• 한국재료학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.227-235
• /
• 2001

본 연구의 목적은 기존의 고상 반응법을 이용하여 일본의 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn형광체보다 우수한 성능의 형광체를 제조하는데 있다. 이틀 위해 본 연구에서는 고상 반응법을 이용하여 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체를 합성하고, 이를 PDP(Plasma Display Panel)에 적용하기 위하여 소성온도 및 환원 온도와 주입되는 기체의 양, dopant Mn의 농도를 다양하게 하여 합성하였고, ball milling 등을 통하여 입자의 특성을 개선하는 실험을 하였다. 제조된 형광체의 발광특성 및 모양 등의 특성은 상용 Zn$_2$SiO$_4$:Mn 형광체와 비교하였다. Mn의 농도를 0.08mo1e로 하여 130$0^{\circ}C$에서 소성하였을 때 결정성 및 휘도가 가장 우수하였고, 환원시 5% H$_2$-96% N, 혼합가스의 양을 100ml/rnin으로 일정하게 주입시켰을 때 20%이상 휘도가 증가하였다. Ball rnilling은 30분 동안 100rpm으로 하였을 때 입자의 크기가 수십 $\mu\textrm{m}$에서 3$\mu\textrm{m}$이하로 줄어들었다. 특히. 발광 특성이 상용 형광체보다 월등히 우수하여 PDP에 적용할 수 있다