• 한국세라믹학회지
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• 제56권1호
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• pp.77-83
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• 2019

MgO-C refractories are used in basic furnaces and steel ladles due to their many desirable properties, such as excellent thermal shock resistance via low thermal expansion, and high thermal conductivity. However, the mechanical and thermal properties of the refractory continuously deteriorate by spalling phenomena and pore generation due to the oxidation of graphite, used as a carbon source, indicating that the characteristics and performance of MgO-C refractories need to be improved by using a new material or composition. In this study, the use of a Hertzian indentation test as a method for determining the damage and fracture behavior of an MgO-C refractory is described. The results highlight that Hertzain indentation tests can be one of the important evaluation tools for quasi-plastic damage accumulation of MgO-C refractories during falling process of scrap metal.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권2호
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• pp.171-182
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• 1995

Five eucryptite and ten spodumene compositional powders were syntehsized from three sillimanite group, two kaolin group, and five pyrophyllite group silicate minerals. Those powders were isotatically pressed and fired at 1200~135$0^{\circ}C$ for 2 hrs, and then the sintered bodies were characterized. Silicate minerals with molar ratio of Al2O3 to SiO2 correspond to those of eucryptite and spodumene are kaolin and pyrophyllite group silicate minerals, respectively. Sintering characteristics of eucryptite from kaolin group and spodumene from pyrophyllite group mineral were superior to those from other silicate minerals. Eucryptite sintered bodies with 95~97% relative densities and densified microstructures can be obtained using Hadong pink kaolin as starting materials by sintering over broad temperature zone(1250~135$0^{\circ}C$). The eucryptite sintered bodies which were fired at 130$0^{\circ}C$ for 2hrs, from Hadong pink kaolin had within 3.0wt% microstructural compositional variations compaired with stoichiometric compound, and had good negative thermal expansiion property with -3.55$\times$10-6/$^{\circ}C$ thermal expansion coefficient. Spodumene sintered bodies which were prepared from pyrophyllite group silicate minerals, had dense microstructures and high densities by densification through liquid phase sintering with enlarged temperature range. The specimens which were fired at 130$0^{\circ}C$ for 2 hrs from Gusipyrophillite, had dense microstructure with crystallines mainly, and low thermal expansion property with 0.62$\times$10-6/$^{\circ}C$ thermal expansion coefficient. The porous texture and residual glass phase in LAS system ceramics which were prepared from silicate minerals, tend to increase the thermal expansion properties of sintered bodies to positive direction.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권12호
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• pp.796-801
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• 2008

$LaGaO_3$ thin film was prepared on Ni-Fe metal porous substrate by Pulsed Laser Deposition method. By the thermal reduction, the dense $NiO-{Fe_3}{O_4}$ substrate is changed to a porous Ni-Fe metal substrate. The volumetric shrinkage and porosity of the substrate are controlled by the reduction temperature. It was found that a thermal expansion property of the Ni-Fe porous metal substrate is almost the same with that of $LaGaO_3$ based oxide. $LaGaO_3$ based electrolyte films are prepared by the pulsed laser deposition (PLD) method. The film composition is sensitively affected by the deposition temperature. The obtained film is amorphous state after deposition. After post annealing at 1073K in air, the single phase of $LaGaO_3$ perovskite was obtained. Since the thermal expansion coefficient of the film is almost the same with that of LSGM film, the obtained metal support LSGM film cell shows the high tolerance against a thermal shock and after 6 min startup from room temperature, the cell shows the almost theoretical open circuit potential.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 접착 및 계면
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• 제17권1호
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• pp.7-14
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• 2016

에폭시 수지는 취성(brittleness)으로 인한 기계적 강도의 저하가 발생하고 금속 등과 같이 열팽창 계수가 다른 재료와 결합하여 함께 사용하는 경우에 열변형 차이 때문에 부품의 박리나 부분 손상 등이 일어나는 단점이 있다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 강도 및 열안정성을 높이기 위하여 아민기를 가진 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리한 실리카 입자를 에폭시 수지에 첨가하여 강화된 복합재료 시편을 제조한 에폭시 복합재료 시편을 대상으로 분산의 적절성을 확인하고 기계적 특성과 열적 물성을 평가하고자 하였다. 함량 변화에 따른 기계적 특성 변화를 UTM으로 인장강도를 측정한 결과 30-50 MPa의 인장강도 값을 보였다. 실리카 입자가 에폭시 수지 내에 함량에 따라 분산된 정도를 비교하기 위해 SEM 및 EDS 분석을 수행하였다. TMA 분석을 통하여 열팽창계수 및 유리전이온도를 확인하였으며 열충격 실험을 통하여 에폭시 복합소재의 내열안정성을 평가하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제4권2호
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• pp.44-51
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• 1988

Titanium carbide(TiC), Titanium nitride(TiN), and Titanium carbonnitride(Ti(C,N)) films were deposited on $Si_3N_4$-TiC composite cutting tools by chemical vapor deposition(CVD) using $TiCl_4-CH_4-H_2$, $TiCl_4-N_2-H_2$, and $TiCl_4-CH_4-N_2-H_2$ gas mixtures, respectively. The experimental results indicate that TiC coatings compared with TiN coatings on $Si_3N_4$ -TiC ceramic have an improved microstructural property, good thermal shock resistance, and good interfacial bonding. However TiN coatings compared with TiC coatings have a low friction coefficient with steel and good chemical stability. It is found by cutting test that coated insert compared with $Si_3N_4$-TiC ceramic have a superior flank and crater wear resistance. And multilayer coating compared with monolayer coating shows a improved wear resistance.

• Carbon letters
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• 제6권2호
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• pp.71-78
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• 2005

Anti-oxidation coatings are the key technique for carbon/carbon (C/C) composites used as the thermal structural materials. The microstructure and oxidation behavior of several kinds of high-performance ceramic coatings for C/C composites prepared in Northwestern Polytechnical University were introduced in this paper. It showed that the ceramic coatings such as SiC, Si-$MoSi_2$, SiC-$MoSi_2$, $Al_2O_3$-mullite-SiC and SiC/yttrium silicate/glass coatings possessed excellent oxidation resistance at high temperatures, and some of these coatings were characterized with excellent thermal shock resistance. The SiC-$MoSi_2$ coating system has the best oxidation protective property, which can effectively protect C/C composites from oxidation up to 1973 K. In addition, the protection and failure reasons of some coatings at high temperature were also provided.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권2호
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• pp.116-122
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• 2023

Because magnets fabricated using Nd-Fe-B exhibit excellent magnetic properties, this novel material is used in various high-tech industries. However, because of the brittleness and low formability of Nd-Fe-B magnets, the design freedom of shapes for improving the performance is limited based on conventional tooling and postprocessing. Laser-powder bed fusion (L-PBF), the most famous additive manufacturing (AM) technique, has recently emerged as a novel process for producing geometrically complex shapes of Nd-Fe-B parts owing to its high precision and good spatial resolution. However, because of the repeated thermal shock applied to the materials during L-PBF, it is difficult to fabricate a dense Nd-Fe-B magnet. In this study, a high-density (>96%) Nd-Fe-B magnet is successfully fabricated by minimizing the thermal residual stress caused by substrate heating during L-PBF.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.101-107
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• 2020

본 논문에서는 탄화규소로 코팅된 탄소-탄소복합재료의 단열 특성을 고찰하였다. 탄소-탄소 복합재료 상에 탄화규소를 화학증착법(CVD)법으로 코팅하였다. 먼저 탄화규소로 코팅한 복합재와 코팅되지 않은 복합재에 대해, 공기 중에서 1350℃의 온도를 급작스럽게 부가하였을 때의 단열특성을 서로 비교하는 연구를 수행하였다. 또한 본 연구에서는 최대 1700℃ 및 2000℃의 온도에 복합재의 표면을 노출시키는 고온 버너실험을 수행하였다. 버너실험 전, 후의 무게를 측정하여 무게변화를 고찰하였다. 고온 버너실험 후 탄소-탄소 복합재 및 탄화규소로 코팅된 복합재의 손상여부를 비교, 고찰하였다. 그 결과 2000℃의 온도에 노출 시 탄화규소 코팅재에서 박리, 균열, 공동 등의 결함손상들이 발견되었으나, 고온으로부터 탄소-탄소 복합재를 보호하는데 효과적이었다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.629-646
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• 2023

천전리 각석의 모암은 백악기 경상누층군의 대구층에 속하는 셰일이다. 이 암석은 열변질을 받아 혼펠스화 되어 경도가 높고 치밀한 조직을 갖는다. 각석의 표면은 일정한 깊이의 풍화대를 형성하고 있으며 비풍화대와는 광물 및 화학조성에 차이가 있다. 각석의 물리적 손상도 평가 결과, 균열은 대부분 층리와 평행하게 나타나며 상대적으로 조직의 치밀도가 낮은 상부에 집중된다. 탈락은 각석의 상부와 하부에서 전체 면적의 6.0%를 차지하며, 균열이 교차하는 쐐기작용에 따라 생성된 것으로 보이다. 표면을 점유하는 1차 박락은 전체면적의 23.8%이며, 2차 박락은 9.3%, 3차례 이상 발생한 박락은 3.4%로 산출되었다. 이는 자연적 풍화와 과거 이곳에서 화장하던 풍습으로 인한 열충격이 영향을 주었을 것으로 판단된다. 초음파 물성으로 보아 각석은 층리와 평행한 수평방향으로 높은 강도를 지시하며, 물리적 손상이 적은 영역은 평균 4,684m/s를 기록하였으나 균열대 및 박리박락이 심한 곳은 평균 2,597에서 3,382m/s로 차이를 보였다. 천전리 각석의 물리적 손상은 풍화작용이 반복되면서 암석 표면이 내부보다 정도가 심화되고 광물의 결합력이 약해져 나타난 것으로 보인다. 따라서 비풍화대보다 풍화대에서 응력이 크게 발생할 때 상대적으로 풍화된 표면이 지지력을 잃고 박락이 발생한 것으로 이해할 수 있다.