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서두원,한문희,이채현,Seo, Doo-Won,Han, Moon-Hee,Lee, Chae-Hyun 배재대학교 공학연구소 1997 공학논문집 Vol.2 No.1
촉매연소용 촉매담체인 $\gamma$-$Al_2O_3$의 열안정화에 미치는 Ba의 첨가 효과에 대하여 연구하였다. Ba의 첨가는 $Ba(No_3)_3$.$6H_2O$를 $\gamma$-$Al_2O_3$ 분말에 wet impergnation시키는 방법으로 행하였다. Ba는 $\gamma$-$Al_2O_3$의 소결을 억제함으로써 $\gamma$-$Al_2O_3$의 열안정화에 효과적인 첨가제임을 확인하였으며 최적의 첨가량은 전체 열처리 조건에서 5 mol%임을 알 수 있었다. 이러한 Ba첨가에 의한 열안정화 효과는 이온반경이 큰 $Ba^{2+}$이온이 $\Al^{3+}$이온의 자리에 치환하여 $\Al^{3+}$이온의 표면 확산을 억제하는 효과에서 기인하는 것으로 사료된다. The effect of Ba addition on the thermal stabilization of $\gamma$-$Al_2O_3$ powders were studied. Ba additive was introduced into $\gamma$-$Al_2O_3$ powders by wet impregnation of $Ba(No_3)_3$.$6H_2O$. Ba additive was proved to be effective on the thermal stabilization of $\gamma$-$Al_2O_3$ powders by suppression of sintering. The optimum content of Ba was determined by 5 mol%, through the calcinations temperature range. It is suggested that the main reason of thermal stabilizaton is the substitution effect of large $Ba^{2+}$ ions into the $\Al^{3+}$ sites, which suppressed the surface diffusion of $\Al^{3+}$ ions.
진공 압출성형 및 래밍성형 공정에 의한 탄화규소 캔들 필터 제조 및 특성 (II)
한인섭,서두원,김세영,홍기석,우상국,김영욱,Han, In-Sub,Seo, Doo-Won,Kim, Se-Young,Hong, Ki-Seog,Woo, Sang-Kuk,Kim, Young-Wook 한국세라믹학회 2010 한국세라믹학회지 Vol.47 No.6
Porous SiC candle filter preforms were fabricated by extrusion and ramming process. To fabricate SiC candle filter preform, commercially available F180 mesh ($85\;{\mu}m$) $\alpha$-SiC powder and $44\;{\mu}m$ mullite, $CaCO_3$ powder were used as the starting materials. The candle type preforms were fabricated by vacuum extrusion and ramming process, and sintered at $1400^{\circ}C$ 2 h in air atmosphere. Corrosion test of the sintered candle filter specimens as forming method was performed at $600^{\circ}C$ for 2,400 h in simulated IGCC syngas atmosphere. The effect of forming method on mechanical properties, pore distribution, microstructure and crystalline phase was investigated.
성형공정(成形工程)과 원료입도(原料粒度)가 다공성(多孔性) 탄화규소(炭火硅素) 세라믹 캔들 필터 특성(特性)에 미치는 영향(影響)
한인섭,서두원,홍기석,우상국,Han, In-Sub,Seo, Doo-Won,Hong, Ki-Seog,Woo, Sang-Kuk 한국자원리싸이클링학회 2010 資源 리싸이클링 Vol.19 No.5
석탄가스화 복합발전 시스템의 집진설비용 다공성 탄화수소 캔들 필터 제조를 위해 래밍성형과 진공 압출성형 공정에 외해 캔들필터 성형체를 제조하였다. 다양한 입도를 갖는 탄화규소 분말을 출발원료로 하였으며, 비점토계 무기 소결조제로 뮬라이트와 칼슘 카보네이트 분말을 사용하였다. 래밍성형과 진공 압출성형에 의한 캔들 필터 성형체들은 대기 분위기 $1400^{\circ}C$에서 2시간 소성하여 제조하였다. 캔들 필터 성형공정과 출발원료 입도가 소결된 다공성 캔들 필터 지지층의 기공율, 밀도, 강도 (굽힘강도, 압축강도)와 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 래밍성형 공정에 외한 제조원 다공성 탄화규소 캔들 필터 소결체가 압출성형된 필터에 비해 높은 밀도 및 강도를 나타내고 있었으며, 그 최고 값은 각각 $2.0\;g/cm^3$과 45 MPa이었다. 한편 캔들 필터 지지층의 장기 내식성 평가 예측을 위하여 소결된 시편에 대해 석탄가스화 복합발전 $600^{\circ}C$의 모사 합성가스 분위기에서 2400시간 부식실험을 수행하였다. To fabricate porous SiC candle filter for filtration facility of the IGCC system, the candle type filter preforms were fabricated by ramming and vacuum extrusion process. A commercially available ${\alpha}$-SiC powders with various particle size were used as starting raw materials, and $44\;{\mu}m$ mullite, $CaCO_3$ powder were used as non-clay based inorganic sintering additive. The candle typed preforms by ramming process and vacuum extrusion were sintered at $1400^{\circ}C$ for 2h in air atmosphere. The effect of forming method and particle size of filter matrix on porosity, density, strength (flexural and compressive strength) and microstructure of the sintered porous SiC candle tilters were investigated. The sintered porous SiC filters which were fabricated by ramming process have more higher density and strength than extruded filter in same particle size of the matrix, and its maximum density and 3-point bending strength were $2.00\;g/cm^3$ and 45 MPa, respectively. Also, corrosion test of the sintered candle filter specimens by different forming method was performed at $600^{\circ}C$ for 2400h using IGCC syngas atmosphere for estimation of long-term reliability of the candle filter matrix.
진공 압출성형 및 래밍성형 공정에 의한 탄화규소 캔들 필터 제조 및 특성
신명관,한인섭,서두원,김세영,우상국,이승원,김영욱,Shin, Myung-Kwan,Han, In-Sub,Seo, Doo-Won,Kim, Se-Young,Woo, Sang-Kuk,Lee, Seoung-Won,Kim, Young-Wook 한국세라믹학회 2009 한국세라믹학회지 Vol.46 No.6
Porous SiC candle filter preforms were fabricated by extrusion and ramming process. To fabricate SiC candle filter preform, commercially available 85 ${\mu}m\;{\alpha}-$-SiC powder and 44 ${\mu}m$ mullite, CaC$O_3$ powder were used as the starting materials. The candle type preforms were fabricated by vacuum extrusion and ramming process, and sintered at $1400{^{\circ}C}$ 2 h in air atmosphere. The effect of forming method on porosity, density, strength (flexural and compressive strength) and microstructure was investigated. Also, corrosion test of the sintered candle filter specimens as forming method was performed at $600{^{\circ}C}$ in IGCC syngas atmosphere. The sintered SiC filter which was formed by ramming process has more higher density and exhibit higher strength than extruded filter. Its maximum density and 3-point bending strength were 2.00 g/$cm^3$ and 45 MPa, respectively.
Nitrided Pressureless Sintering 공정을 이용한 질화규소 세라믹스의 제조 및 특성
천승호,한인섭,정용희,서두원,이시우,홍기석,우상국,Cheon, Sung-Ho,Han, In-Sub,Chung, Yong-Hee,Seo, Doo-Won,Lee, Shi-Woo,Hong, Kee-Soeg,Woo, Sang-Kuk 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.12
Nitrided Pressureless Sintering(NPS) 공정에 의한 질화규소 세라믹스의 기계적 특성, 미세구조 및 열적 특성을 세 가지조성을 갖는 $Al_{2}O_3,\;Y_{2}O_3$ 소결조제의 변화에 따라 조사하였다. 또한 각 조성에서 금속 실리콘의 첨가량을 0, 5, 10, 15, 그리고 $20wt\%$로 변화를 주어 실리콘의 첨가효과를 조사하였다. $5wt\%\;Al_{2}O_3,\;5wt\%\;Y_{2}O_3$, 그리고 $5wt\%$ Si 조성에서 질화규소 소결체의 치밀화가 진행되었으며, 4점 꺽임강도와 상대밀도는 각각 500 MPa과 $98\%$를 나타내었다. 또한 상온에서 열팽창계수와 열전도도는 각각 $2.89{\times}10^{-6}/^{\circ}C$와 $28W/m^{\circ}C$를 나타내었으며, 20,000회의 열충격 싸이클을 반복한 후, 꺽임강도를 측정한 결과, 초기 500MPa의 강도를 유지하고 있었다. The mechanical properties and microstructure and thermal properties of Nitrided Pressureless Sintering(NPS) silicon nitride ceramics, containing three type of $Al_{2}O_3,\;Y_{2}O_3$ sintering additives, were investigated. Also, we have investigated the effect of silicon metal content changing with 0, 5, 10, 15, and $20wt\%$ Si in each composition. In $5wt\%\;Al_{2}O_3,\;5wt\%\;Y_{2}O_3,\;and\;5wt\%$ Si composition, silicon nitride sintered body was successfully densified to a high density. The average 4-point flexural strength and relative density of these specimens were 500 MPa and 98% respectively. Also, Thermal expansion coefficient and thermal conductivity of specimens at room temperature were $2.89{\times}10^{-6}/^{\circ}C\;and\;28W/m^{\circ}C$, respectively. The flexural strength of sintered specimens after thermal shock test of 20,000 cycles was maintained as-received value of 500 MPa.
석탄가스화 정제시스템용 세라믹 캔들 필터 제조 및 특성
한인섭(Han, In-Sub),서두원(Seo, Doo-Won),홍기석(Hong, Ki-Seog),김세영(Kim, Se-Young),유지행(Yu, Ji-Hang),우상국(Woo, Sang-Kuk) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06
진공압출성형 공정을 이용하여 한쪽 끝단이 막힌 다공질 탄화규소 캔들 필터를 단일공정으로 제조하는 기술을 확립하였다. 캔들 필터 지지층의 특성 최적화를 위해 탄화규소 출발입자와 무기바인더의 첨가량 변화를 통해 기계적 특성과 기공크기 등의 분석을 수행하여 상용 캔들 필터의 수준에 대응할 수 있는 조합을 도출하였다. Mullite와 clay를 소결조제로 사용하고, 30{mu}m 입도의 탄화규소 입자로 지지층을 제조한 경우, 30% 이상의 기공율을 보유하면서 50 MPa 이상의 상온 3점 굽힘강도를 나타낼 수 있는 조건이 확립됨에 따라 125{mu}m 입도의 탄화규소와 bi-modal로 사용할 경우, 상용제품의 특성을 상회하는 탄화규소 캔들 필터가 제조될 수 있음을 확인하였다.