• 제목/요약/키워드: fine Si powder

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Stable In-reactor Performance of Centrifugally Atomized U-l0wt.%Mo Dispersion Fuel at Low Temperature

  • Kim, Ki-Hwan;Kwon, Hee-Jun;Park, Jong-Man;Lee, Yoon-Sang;Kim, Chang-Kyu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제33권4호
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    • pp.365-374
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    • 2001
  • In order to examine the in-reactor performance of very-high-density dispersion fuels for high flux performance research reactors, U-l0wt.%Mo microplates containing centrifugally atomized powder were irradiated at low temperature. The U-l0wt.%Mo dispersion fuels show stable in- reactor irradiation behaviors even at high burn-up, similar to U$_3$Si$_2$ dispersion fuels. The atomized U-l0wt.%Mo fuel particles have a fine and a relatively uniform fission gas bubble size distribution. Moreover, only one of third of the area of the atomized fuel cross-sections at 70a1.% burn-up shows fission gas bubble-free zones, This appears to be the result of segregation into high Mo and low Mo.

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수열반응 조건에서 석분 슬러지를 사용한 경량 기포 콘크리트의 밀도와 강도 특성 (The Density and Strength Properties of Lightweight Foamed Concrete Using Stone-Powder Sludge in Hydrothermal Reaction Condition)

  • 김진만;정지용;최세진;김봉주
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.687-693
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    • 2006
  • 8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

망간침출액에서 불화칼슘화에 의한 高純度 망간酸化物의 製造 (Production of High purity $Mn_3O_4$Powder by Precipitation of Calcium fluoride in the Manganese Leaching Solution)

  • 한기천;이계승;최재석;신강호;조동성
    • 자원리싸이클링
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    • 제11권1호
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    • pp.3-8
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    • 2002
  • 고탄소페로망간을 중저탄소페로망간으로 제조하는 AOD공정에서 발생되는 분진은 약 90%가 $Mn_3$$O_4$이므로, 이를 이용하여 soft ferrite의 원료인 고순도 $Mn_3$$O_4$분말을 제조하기 위해서는 침출한 액의 Mn을 더욱 정제하여야 한다. 분진을 활성탄으로 배소하여 MnO로 환원시키고, 상온의 4N 염산수용액에 180g/L의 환원된 분진을 첨가하면 용액의 pH가 5이상이 되고 Fe와 Si가 침전으로 제거된 약 10%의 망간침출액이 얻어진다. Mn의 농도가 약 15000 ppm이 되도록 희석한 $70^{\circ}C$의 침출액에 F의 농도가 3000ppm이 되도록 $NH_4$F를 첨가하면 Ca가 침전하여 약14 ppm이하로 제거된다. Ca를 침전시킨 상징액에(NH$ 1.5M_4$)$_2$$CO_3$수용액을 2L/min으로 Mn의 당량만큼 첨가하면 미립의 고순도 $MnCO_3$가 침전한다. 침전을 여과하고 건조한 후에 $1000^{\circ}C$에서 2 시간 소성하면 median size가 $8.2mu$m인$ Mn_3$O$_4$를 얻을 수 있다. 제조된 산물은 99%이상의 순도로 soft ferrite용 Mn$O_3$$_4$분말의 규격을 만족한다.

규산질미분말혼합시멘트계도포방수재료가 습윤환경하의 콘크리트의 미세조직에 미치는 영향 (Effect of Siliceous Slury Coating on Microstructure of Concrete under Damp Environment)

  • 오상근
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1992년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.1-4
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    • 1992
  • This paper deals with the effect of siliceous slurry coating on concrete microstructure under damp environment. This material is mixed inorganic powder consisted of silica, cement and fine sand and water. Water pressure was given on the coated surface of concrete. for estimation on effect of siliceous slurry coating, microstructure of coated concrete was observed through SEM, and chemical components of crystals were analyzed with X-ray diffraction and EDX. A number of needle and fibrous crystals were produced in microstructure. And based on X-ray diffraction and EDX, needle crystal mainly consist of Al, Si, and Ca, and it is concluded to be ettringite. Fibrous crystals consist of Ca and Si, and it to be calcium silicate hydrate.

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기상반응에 의한 SiC-${Si_3}{N_4}$복합 분말의 제조 및 결정화 (Synthesis and Crystallization of Fine SiC-${Si_3}{N_4}$Composite Powders by the Vapor Phase Reaction)

  • 김형인;최재문;김석;소명기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1091-1096
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    • 2000
  • 본 연구에서는 기상 반응법을 이용하여 TMS(Tetramethylsilane:Si($CH_3$)$_4$)와 NH$_3$그리고 H$_2$의 혼합기체로부터 반응 온도 1000~120$0^{\circ}C$ 및 입력비(NH$_3$/Si($CH_3$)$_4$) 1~3의 조건에서 초미분의 SiC-Si$_3$N$_4$복합 분말을 합성하였다. 합성되어진 복합 분말들의 결정상의 변화와 평균 입경을 알아보기 위해 XRD와 TEM 분석을 행한 결과, 구형의 비정질 분말이 형성되었으며, 입자의 크기는 약 70~130nm이었다. 입자의 크기는 입력비에 관계없이 거의 일정하였으나 반응 온도가 증가함에 따라서 감소하였다. FT-IR과 EA 분석 결과, 합성되어진 분말은 Si, N, C, 그리고 H로 이루어진 화합물임을 확인할 수 있었다. 또한 입력비가 다른 조건에서 합성되어진 분말을 $N_2$분위기 하에서 155$0^{\circ}C$로 2시간 열처리를 행한 결과, 낮은 입력비인 경우 $\beta$-SiC, $\alpha$-Si$_3$N$_4$$\beta$-Si$_3$N$_4$의 결정상들이 혼재하였으나, 높은 입력비인 경우는 결정화 후 $\alpha$-Si$_3$N$_4$상만이 존재하였다.

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In-Situ 반응소결에 의한 전도성 $Si_3N_4$-TiN 복합세라믹스 제조 (Fabrication of Electroconductive $Si_3N_4$-TiN Ceramic Composites by In-Situ Reaction Sintering)

  • 이병택;윤여주;박동수;김해두
    • 한국재료학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.577-582
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    • 1999
  • 전도성 $Si_3N_4$-TiN 세라믹 복합재료를 제조하기 위해 성형체를 $1450^{\circ}C$에서 20시간 질화처리한 후 $1950^{\circ}C$에서 3.5시간 가스압소결 기술에 의해 후소결하였다. 초기 분말로 약 $10\mu\textrm{m}$로 된 상용 Si분말, 100mesh와 325mesh로된 Ti분말, 그리고 미세한 $\2.5mu\textrm{m}$ TiN분말을 사용하였다. Ti분말울 사용한 $Si_3N_4$-TiN 소결체에서 상대밀도 및 파괴인성값은 다량의 조대한 기공의 존재로 인하여 낮은 값을 보였다. 그러나 TiN분말을 사용한 $Si_3N_4$-TiN 복합체에서 파괴인성, 파괴강도 및 전기저항은 각각 $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa 그리고 $1400{\omega}cm$였다. 복합체에서 TiN 업자의 분산은 $Si_3N_4$ 업자의 조대한 봉상형태로의 성장올 방해하며 $Si_3N_4$/TiN 계면에 강한 변형장울 만든다. $Si_3N_4$-TiN 복합체의 전기전도도 및 기계적 특성을 향상시키기 위해 TiN 업자가 균일하게 분산 된 미세조직 제어가 요망된다.

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Preparation of Low-Temperature Fired PZT Thick Films on Si by Screen Printing

  • Cheon, Chae-Il;Lee, Bong-Yeon;Kim, Jeong-Seog;Bang, Kyu-Seok;Kim, Jun-Chul;Lee, Hyeung-Gyu
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제4권2호
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    • pp.20-23
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    • 2003
  • Piezoelectric powder with the composition of PbTiO$_3$-PbZrO$_3$-Pb(Mn$\_$1/3/Nb$\_$2/3/)O$_3$ and small particle size of 0.3 $\mu\textrm{m}$ was investigated for low-temperature firing of PZT thick films. PbTiO$_3$-PbZrO$_3$-Pb(Mn$\_$1/3/Nb$\_$2/3)O$_3$ ceramics showed dense microstructure and superior piezoelectric properties, electromechanical coupling factor (k$\_$p/) of 0.501 and piezoelectric constant (d$\_$33/) of 224. The PZT paste was made of the powder and organic vehicles, and screen-printed on Pt(450nm)/YSZ(110nm)/SiO$_2$(300nm)/Si substrates and fired at 800∼900$^{\circ}C$. Any interface reaction between the PZT thick film and the bottom electrode was not observed in the PZT thick films. The PZT thick film fired at 800$^{\circ}C$ showed moderate electrical properties, the remanent polarization(p$\_$r/) of 16.0 ${\mu}$C/$\textrm{cm}^2$, the coercive field(E$\_$c/) of 36.7 ㎸/cm, and dielectric constant ($\varepsilon$$\_$r/) of 531. Low-temperature sinterable piezoelectric composition and high activity of fine particles reduced the sintering temperature of the thick film. This PZT thick film could be utilized for piezoelectric microactuators or microsensors that require Si micromachining technology.

SiC 소결에 미치는 Al2O3-RE2O3 첨가제의 영향과 SiCf/SiC 복합체의 제조 (Effects of Al2O3-RE2O3 Additive for the Sintering of SiC and the Fabrication of SiCf/SiC Composites)

  • 유현우;카티 라주;박지연;윤당혁
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.364-371
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    • 2013
  • The sintering behavior of monolithic SiC is examined using the binary sintering additive of $Al_2O_3$-rare earth oxide ($RE_2O_3$, where RE = Sc, Nd, Dy, Ho, or Yb). Through hot pressing at 20 MPa and $1750^{\circ}C$ for 1 h in an Ar atmosphere for 52 nm fine ${\beta}$-SiC powder added with 5 wt% sintering additive, a SiC density of > 97% is achieved, which indicates the effectiveness of $Al_2O_3-RE_2O_3$ system as a sintering of additive for SiC. Based on this result, 7 wt% of $Al_2O_3-Sc_2O_3$ is tested as an additive system for the fabrication of a continuous SiC fiber-reinforced SiC-matrix composite ($SiC_f$/SiC). Electrophoretic deposition combined with the application of ultrasonic pulses is used to efficiently infiltrate the matrix phase into the voids of $Tyranno^{TM}$-SA3 fabric. After hot pressing, a composite density of > 97% is obtained, along with a maximum flexural strength of 443 MPa.

생석회-규사-수계 및 시멘트 슬러지-규사-수계에서 Tobermorite의 수열합성에 관한 연구 (A Study on the Hydrothermal Synthesis of Tobermorite in the System of CaO-SiO2-H2O and Cement Sludge-SiO2-H2O)

  • 노재성;홍성수;조헌영;최상원
    • 공업화학
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    • 제4권2호
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    • pp.291-299
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    • 1993
  • 생석회-규사-수계 및 시멘트 슬러지-규사-수계에서 1.13nm tobermorite를 수열합성하였다. 생석회-규사-수계의 경우 반응온도 $180^{\circ}C$, $CaO/SiO_2$의 몰비 0.4, 0.8에서 공히 양질의 tobermorite($5CaO{\cdot}6SiO_2{\cdot}5H_2O:C_5S_6H_5$)가 형성되었으나 $CaO/SiO_2$의 몰비 0.4일 때는 반응시간 6시간에서, 0.8일 때는 4시간에서 결정전이 현상이 관찰되었다. 그러나 시멘트 슬러지를 생석회 대신 전량 사용한 시멘트 슬러지-규사-수계는 동일한 몰비에서 반응시간 10시간 이내에 결정전이 현상이 나타나지 않았는데 이는 시멘트 슬러지로부터 용출되어 나온 알루미늄 이온의 지연작용으로 판단되며 생석회-규사-수+알루미늄계에서 확인되었다. 알루미늄 분말의 첨가량이 0.8에서 3.0%로 증가함에 따라 결정은 보다 넓고 평평하게 형성되었다. 또한 동일한 반응시간 내에서 재결정화 현상이 관찰되지 않았다.

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Effect of Increased Oxygen Content due to Intensive Milling on Phase and Microstructural Development of Silicon Nitride

  • Kim, Hai-Doo;Ellen Y. Sun;Paul F. Becher;Kim, Hyo-Jong;Han, Byung-Dong;Park, Dong-Soo
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.405-411
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    • 2001
  • Compacts of a mixture of fine $\alpha$-Si$_3$N$_4$powders, 6% $Y_2$O$_3$and 1% $Al_2$O$_3$were attrition milled time on phase and microstructural development in silicon nitride ceramics. The sintered surface and the interior showed different behaviors in phase and microstructral developments. Increased oxygen content with increased milling time of powder mixture leads to the formation of Si$_2$$N_2$O phase at temperatures as low as 155$0^{\circ}C$. Si$_2$$N_2$O is stable in the interior of the samples but unstable in the surface region of the specimen sintered at higher temperature. This results in a duplex structure where the interior consists of Si$_2$$N_2$O grains dispersed in $\beta$-Si$_3$N$_4$matrix and a surface which contains only $\beta$-Si$_3$N$_4$. The alpha to beta phase transformation and the microstructural development are shown to be influenced by the formation and decomposition of the Si$_2$$N_2$O.

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