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        • KCI등재

          제올라이트를 함유하는 세라믹 종이의 제조 및 이의 특성평가

          유윤종,김홍수,장건익,전상호 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.10

          The ceramic paper, which could adsorb VOC's effectively, was made by paper-making method with zeolite and ceramic fiber as main constituents. By this experiment, the optimal composition of the slurry for the ceramic paper formation was established. SEM observation showed that zeolite powder was uniformly dispersed and adhered to the paper by applying inorganic binder. The two type zeolites content in the ceramic paper was 26 wt% and its BET surface area was 131 m2/g. The thickness and the basis weight of the ceramic paper were 0.2 mm and 130 g/m2, respectively, and it had sufficient tensile characteristics to withstand tensile stress without tearing during corrugation. The total inorganic content of the paper was 78 wt% and organic content was 22 wt%. The equilibrium loading amount of toluene at the toluene partial pressure of 0.2 mmHg was 3.2 wt%. NaY 및 ZSM-5형 제올라이트와 세라믹섬유를 주 성분으로 하는 VOC 흡착 특성을 갖는 기능성 세라믹종이를 초지방법으로 제조하였으며, 세라믹종이를 제조하기 위한 최적의 슬러리 조성을 제시하였다. 세라믹섬유로 형성된 다공성 구조의 세라믹종이 표면에는 두 종류의 제올라이트가 고르게 분포되어 바인더에 의해 고착되었으며, 제올라이트 함유량은 26 wt%, BET 표면적은 131 m2/g을 나타내었다. 또한 제조된 세라믹종이는 허니컴으로 성형 가능한 충분한 인장특성을 가졌으며 두께 0.2 mm, 평량 130 g/m2, 무기물 함량 78 wt%이었다. 세라믹종이의 평형흡착량은 톨루엔 분압 0.2 mmHg에서 3.2 wt%를 나타내어 세라믹종이 제조 후 제올라이트를 담지 한 경우13)보다 약 20% 증가되었다.

        • SCOPUSKCI등재

          활성탄소섬유-세라믹복합체의 제조 및 물성

          이재춘,박민진,김병균,신경숙,이덕용 한국세라믹학회 1997 한국세라믹학회지 Vol.34 No.1

          The PAN (Polyacrylonitrile) based carbon fiber-ceramic composites (CFCC) were prepared from mixtures of short carbon fibers, phenolic resin and ceramic binder. The effects of carbonization temperature of a pre-cursor fiber, the stabilized PAN fiber, on the specific surface area and the bending strength of the activated CFCC were studied in this work. The precursor fiber was carbonized at 80$0^{\circ}C$ and 100$0^{\circ}C$, respectively. The CFCC were activated at 85$0^{\circ}C$ in carbon dioxide for 10~90 minutes. As the burn-off of the activated CFCC made of the precursor fiber carbonized at 80$0^{\circ}C$ was increased from 37% to 76%, the specific surface area in-creased from 493m2/g to 1090m2/g, and the bending strength decreased from 4.5MPa to 1.4MPa. These values were about two times larger than those of the activated CFCC of which precursor fiber was car-bonized at 100$0^{\circ}C$. The effects of carbonization temperature of a precursor fiber on the specific surface area and bending strength of the activated CCFC were explained by bonding force between carbon fiber and car-bonized phenolic resin as well as by relative shirnkage between carbon fiber and ceramic film. 탄화된 PAN 섬유, 페놀수지, 세라믹 결합체를 혼합하여 탄소섬유-세라믹복합체를 제조한 후 활성화시켜 PAN 섬유의 탄화온도에 따른 활성탄소섬유-세라믹복합체의 비표명적과 굽힘 강도변화를 연구하였다. 안정화 PAN 섬유를 80$0^{\circ}C$와 100$0^{\circ}C$에서 각각 탄화시켜 얻은 두 종류의 탄소섬유를 복합체 제작시편의 원료로 사용하였다. 탄소섬유-세라믹복합체를 10~90분간 CO2로 85$0^{\circ}C$에서 활성화시켜 얻은 두 종류의 활성복합체에 대한 물성 측정결과, 80$0^{\circ}C$로 PAN 섬유를 탄화시켜 만든 활성복합체의 burn-off이 37%에서 76%로 증가될 때 비표면적은 493m2/g에서 1090m2/g으로 증가하였으며, 굽힘강도는 4.5 MPa에서 1.4MPa로 감소하였다. 이 값들은 안정화 PAN 섬유의 탄화온도를 100$0^{\circ}C$로하여 활성복합체 시편이 나타내는 값보다 약 2배 정도 큰 값이었다. 비표면적, 굽힘강도 측정결과와 미세조직 관찰결과, PAN 섬유의 탄화온도가 활성복합체의 비표면적과 굽힘강도에 미치는 영향은 활성화시 탄소섬유와 페놀수지탄화체 또는 세라믹 필름간에 발생되는 결합력과 상대적인 수축율에 의해 결정되는 활성복합체의 구조특성에 기인된 것으로 해석하였다.

        • KCI등재

          세라믹섬유지를 사용한 허니컴 흡착소자 제조 및 VOC 흡착특성

          유윤종,조철희,김홍수,안영수,한문희,장건익,Yoo,,Yoon-Jong,Cho,,Churl-Hee,Kim,,Hong-Soo,Ahn,,Young-Soo,Han,,Moon-Hee,Jang,,Gun-Eik 한국세라믹학회 2002 한국세라믹학회지 Vol.39 No.11

          세라믹섬유지에 VOC 흡착특성이 우수한 제올라이트-Y와 ZSM-5를 담지시키기 위하여 바인더로 사용된 실리카 졸의 첨가량 변화에 따른 흡착제의 표면고착특성을 고찰하였다. 세라믹섬유지에 담지된 제올라이트는 입자가 고르게 분산되어 31 wt% 정도가 고착되었으며, X-ray 회절분석결과 담지 후 열처리와 바인더의 사용에도 불구하고 제올라이트는 원래의 결정구조를 유지하였다. 담지된 제올라이트의 비표면적 감소는 메조포어의 감소에 따른 것으로, VOC 흡착에 가장 유효한 $20{\AA}$ 미만의 마이크로포어에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 세라믹섬유지로 제조한 직경 10cm, 길이 40cm의 허니컴에 제올라이트를 담지시켜 톨루엔, MEK, Cyclohexanone에 대한 흡착실험결과 흡착제거효율이 모두 97% 이상으로 나타났으며, 회전식 흡착농축장치에 적용할 경우 VOC 농도 300 ppmv의 오염공기를 $42 Nm^3/h$ 정도 연속적으로 처리할 수 있는 흡착특성을 나타내었다. The adhesion characteristics of adsorbent during impregnation of Y-type and ZSM-5type zeolites into ceramic paper were analyzed, as the amount of silica sol in slurry for impregnation was varied. 31 wt% of zeolite particle, which is useful for VOC adsorption, was evenly dispersed and adhered on ceramic paper and original crystal structure of the zeolite remained unchanged even after binder application and heat treatment. Surface area of the impregnated ceramic paper was decreased compared with that of zeolite powder. And it was found to be attributed to the reduction of volume of mesopore while the volume of micropore under $20{\AA}$ was unchanged. Zeolite-impregnated honeycomb cylinder, whose diameter and length were 10 cm and 40 cm, respectively, was subjected to adsorption/desorption test with respect to toluene, MEK, cyclohexanone. All of the VOC's were removed by adsorption with efficiency higher than 97% and from the static adsorption test, $42 Nm^3/h$ of 300 ppmv-VOC-laden air was calculated be treated continuously, when the honeycomb was used in an adsorptive rotor system.

        • SCOPUSKCI등재

          Zn-Pr-Co-Cr-Dy 산화물계 바리스터 세라믹스의 전기적 안정성

          남춘우,박종아,김명준,류정선 한국세라믹학회 2003 한국세라믹학회지 Vol.40 No.11

          Zn-Pr-Co-Cr-Dy 산화물계로 구성된 바리스터 세라믹스의 전기적 안정성을 몇 가지 DC 가속열화 스트레스 조건하에서 0.0∼2.0 mol% Dy$_2$O$_3$ 첨가량의 변화에 따라 조사하였다. 바리스터 세라믹스의 밀도는 Dy$_2$O$_3$ 첨가량이 0.5 mol%까지 증가하였으며, 보다 많이 첨가하면 감소하는 것으로 나타났다. 밀도는 전도경로와 밀접한 관계로 인해서 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. Dy$_2$O$_3$ 첨가는 바리스터 세라믹스의 비직선 지수를 45 이상, 누설전류를 대략 1.0 $\mu$A 이하로 비직선성을 크게 개선시켰다. DC 스트레스 조건 0.95 V$_{1mA}$/15$0^{\circ}C$/24 h에서 안정성을 조사한 결과, 0.5 mol% 첨가시 상대적으로 가장 높은 안정성을 나타내었다. 전압-전류특성에 있어서 바리스터 전압, 비직선 지수, 누설전류의 변화율은 각각 -0.9%, -14.4%, +483.3%이었으며, 유전특성에 있어서 비유전율 및 손실계수의 변화는 각각 +7.1%, +315.4%이었다. 그 외의 바리스터 세라믹스는 낮은 밀도 때문에 열폭주 현상을 나타내는 매우 불안정한 특성을 나타내었다.다. The electrical stability of the varistor ceramics composed of Zn-Pr-Co-Cr-Dy oxides-based varistors was investigated at 0.0∼2.0 mol% Dy$_2$O$_3$ content under DC accelerated aging stress. The ceramic density was increased up to 0.5 mol% Dy$_2$O$_3$ whereas further addition of Dy$_2$O$_3$ decreased sintered ceramic density. The density sailently affected the stability due to the variation of conduction path. The nonlinearity of varistor ceramics was greatly improved above 45 in the nonlinear exponent and below nearly 1.0 ${\mu}$A by incorporating Dy$_2$O$_3$. Under 0.95 V$\_$1mA/150$^{\circ}C$/24 h stress state, the varistor ceramics doped with 0.5 mol% Dy$_2$O$_3$ exhibited the highest electrical stability, in which the variation rates of varistor voltage, nonlinear exponent, and leakage current were -0.9%, -14.4%, and +483.3%, respectively. The variation rates of relative permittivity and dissipation factor were +7.1% and +315.4%, respectively. The varistors with further addition of Dy$_2$O$_3$ exhibited very unstable state resulting in the thermal runaway due to low density.

        • KCI등재

          치과용 열가압 글라스 세라믹스의 기계적 성질과 미세구조

          이해형,이병택 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.2

          본 연구에서는 치아 수복에 사용되는 상용 글라스 세라믹들을 디스크 모양으로 열가압 성형하여 ball-on-3-bal에 의한 이축강도와 압입시험에 의한 파괴인성을 측정하였다. 시편들로부터 XRD, SEM, TEM을 이용하여 결정상과 미세구조를 분석하였다. 글라스 세라믹내의 결정들은 균열의 진행에 대하여 효과적인 저지를 하지 못하였으나 높은 결정화도가 기계적 성질의 향상에 기여하는 것으로 판단된다. Lithium disilicate결정의 글라스 세라믹은 상대적으로 결정함량이 낮은 leucite 세라믹에 비하여 유의하게 높은 이축강도와 파괴인성을 나타내어 치과용 글라스 세라믹으로서 높은 신뢰성이 기대된다. Biaxial flexure strength (ball-on-3-ball) and fracture toughness (indentation microfracture) of heat-pressable glass-ceramics for dental use were investigated in this study. Crystal phase and microstructure of glass-ceramics were analyzed by XRD. SEM, and TEM. Crack propagation in specimens was not effectively arrested by dispersed crystalline particles. However, higher degree of crystallization probably contributes to strengthening of glass-ceramics. Better clinical reliability can be expected from lithium disilicate glass-ceramic because of its significantly higher biaxial flexure strength and fracture toughness.

        • SCOPUSKCI등재

          중석이 첨가된 고분자 유기물 열분해 방법에 의한 신세라믹복합체 개발

          강건택,김득중,Peter,Greil 한국세라믹학회 1998 한국세라믹학회지 Vol.35 No.9

          실리콘함유 고분자(Polysiloxane)의 세라믹변환과정에서의 부피수축효과를 조절하기 위하여 활성화금속으로 중석을 첨가하여 열분해 및 합성반응을 통해 신 세라믹 복합체를 개발하고 이의 세라믹화 과정이나 물성을 조사하였다. 제조된 시편의 미세조직은 고분자로부터 야기된 $S_{1}$-O-C게열의 Glass기지상과, 분해잔여물(고상,기상)등과 활성화금속과의 반응르로 생성된 고경도의 탄호물로 이루어져 있어 향후 내마모재료로서의 응용을 기대할 수 있을 것이다. 제조된 복합체의 물성은 반응조건에 많이 의존함을 알 수 있었다. 1400~$1500^{\circ}C$에서 열분해 시켜 제조한 복합체의 밀도는 95% 이상의 상대밀도와, 경도 값은 7~8GPa 정도이고 탄성률은 220~230 GPa, 파괴인성응ㄴ 6~6.8$MPam^{1/2}$, 파괴강도는 380~470 MPs정도의 값을 나타내었다. The formation microstructure and properties of novel ceramic composite materials by active filler con-trolled polymer pyrolysis were investigated. Polymethlsiloxane filled with W is of particular interested be-cause of the formation of ceramic bonded hard materials (WC-$W_{2}C$-$S_{1}OC$) for wear resistant applications. Highly metal-filled polymer suspensions were prepared and their conversion to ceramic composites by an-nealing in $N_{2}C$ atmosphere at 1000-$1600^{\circ}C$ were studied. Dimensional change porosity and phase distribution (filler network) were analyzed and correlated to the resulting material properties. Microcrystalline com-posites with the filler reaction products embedded to the resulting material properties. Microcrystalline com-posites with the filler reaction products embedded in a silicon oxycarbide glass matrix were produced. De-pending on the pyrolysis conditions ceramic composites with a density up to 95 TD% a hardness of 7-8.8GPa Yong's modulus of 220-230 GPa a fracture toughness of 6-6.8$MPam^{1/2}$ and a flexual strength of 380-470 MPa were obtained.

        • KCI등재

          Ti와 W이 첨가된 SBT 세라믹스의 강유전 특성

          천채일,김정석 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.5

          Undoped SrBi2Ta2O9, donor-doped Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9 and acceptor-doped SrBi2(Ta0.99Ti0.01)2O8.99 ceramics were prepared and their microstructure, ferroelectric P-E hysteresis and Curie temperature were investigated. Grain size did not influence P-E hysteresis curve in undoped SrBi2Ta2O9 ceramics. Donor-doped Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9 ceramics showed more saturated P-E hysteresis curve with larger remanent polarization(Pr) than undoped SrBi2Ta2O9 ceramics while acceptor-doped SrBi2(Ta0.99Ti0.01)2O8.99 ceramics led to a pinched P-E hysteresis loop. Larger polarization in donor-doped Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9 ceramics resulted from easier domain wall motion by Sr-vacancies. 순수한 SrBi2Ta2O9 세라믹스와 도너와 억셉터가 치환된 Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9와 SrBi2(Ta0.99Ti0.01)2O8.99 세라믹스를 제조하고 미세구조, 강유전 P-E 이력특성, 상전이 온도를 조사하였다. 입자크기는 SrBi2Ta2O9 세라믹스의 강유전 이력곡선에는 영향을 주지 않았다. 도너를 치환한 Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9 세라믹스는 순수한 SrBi2Ta2O9 세라믹스보다 잔류 분극이 크고 더욱 포화된 강유전 P-E 이력곡선을 보였으며, 억셉터가 치환된 SrBi2(Ta0.99Ti0.01)2O8.99 세라믹스는 잔류분극이 크게 감소하여 가운데가 잘록한 모양을 보였다. 도너가 치환된 Sr0.99Bi2(Ta0.99W0.01)2O9 세라믹스의 강유전 분극이 순수한 SrBi2Ta2O9 세라믹스보다 더 큰 것은 Sr 공공의 생성에 의하여 분역벽 이동이 용이해졌기 때문이다.

        • KCI등재

          PCS의 전환공정에 따른 SiC 세라믹스 수율 및 산소 함량 변화

          김정일,김원주,박지연 한국세라믹학회 2005 한국세라믹학회지 Vol.42 No.3

          The conversions to SiC-based ceramics of a polycarbosilane (PCS) with and without oxidation curing were carried out. A yield and an oxygen content of conversed SiC-based ceramics were evaluated. The weight losses of conversed SiC-based ceramics by both processes analyzed to estimate the high temperature stability after heat treatment at high temperature in vacuum. The yield of SiC-based ceramics after oxidation curing was higher than that without curing process. However, the weight loss of SiC-based ceramics with oxidation curing was larger than that without curing process after heat treatment. 무기 고분자인 polycarbosilane (PCS)으로부터 탄화규소 (SiC)세라믹스로의 전환을 열산화에 의한 불융화 처리를 한 후 열분해 하는 공정과 불융화 처리를 하지 않고 열분해 하는 두 공정으로 각각 행하고, 수율 및 산소 함량을 비교 하였다. 또한 두 공정으로 얻어진 SiC 세라믹스의 고온 안정성 평가를 위해 진공분위기의 고온에서 열처리 하여 무게 감량을 비교하였다. 열산화에 의한 불융화 처리를 한 후 열분해 하여 얻어진 SiC 세라믹스의 수율이 불융화 처리를 하지 않고 열분해 하여 얻어진 SiC 세라믹스의 수율보다 높게 나타났으나, 이를 고온의 진공분위기에서 열처리 하였을 때는 열산화에 의해 불융화 처리를 한 공정으로부터 얻어진 SiC 세라믹스의 무게 감량이 크게 나타났다.

        • KCI등재

          빗살형 전극을 이용한 적층 세라믹 박판 작동층 IDEAL의 설계/제조/성능시험

          이제동,박훈철,구남서,윤영수,윤광준 한국세라믹학회 2004 한국세라믹학회지 Vol.41 No.3

          This paper is concerned with the development of stacked ceramic thin actuation layer IDEAL (InterDigitated Electrode Actuation Layer) using d33 actuation mechanism of piezoelectric ceramic. Most of the thin piezoelectric actuators are operated with d31 actuation mechanism. Many kinds of piezoelectric ceramic actuators are strived now to improve the actuation performance. One of efforts to improve performance of piezoceramic actuators is the research trying to develop an actuator using the piezo-charge coefficient d33. The piezoelectric coefficient d33 is almost twice larger than piezoelectric coefficient d31. Therefore, the induced strain of PZT thin layer with d33 actuation mechanism is bigger than that with d31 actuation mechanism. The AFC(MIT) and LaRC-MFC™ which is developed by a research team of NASA Langley Research Center used d33 actuation mechanism with surface interdigitated electrode to enhance its actuation performance. But their actuation mechanism is not perfect d33 actuation mechanism since the interdigitated electrodes are placed at the surface of the actuation layer. In this research, the stacked ceramic thin actuation layer with imbedded interdigitated electrode is designed and manufactured. The actuation strain of stacked ceramic thin actuation layer is measured and compared with the actuation strain of the LaRC-MFC™. The comparison shows that the developed stacked ceramic thin actuation layer can produce 15% more actuation strain than LaRC-MFC. 본 논문은 압전세라믹의 압전상수 d33를 이용한 적층 세라믹 박판 작동층 IDEAL(InterDigitated Electrode Actuation Layer)의 개발에 관한 것이다. 대부분의 박판 압전 작동층은 압전상수 d31효과를 이용하고 있다. 현재 개발된 압전작동기의 성능을 향상시키기 위해 많은 연구가 수행 중에 있으며, 그 중 한 방법이 압전상수 d33를 이용하는 방법이다. 압전세라믹의 압전상수 d33는 압전상수 d31보다 일반적으로 두배 정도이기 때문에 d33작동 효과를 활용하면 작동기의 성능을 향상시킬 수 있다. 미국 MIT에서 개발된 AFC와 NASA Langley 연구소 연구팀이 개발한 LaRC-MFC™는 d33작동 효과를 활용하였으나 빗살형 전극이 작동층 상하 표면에 부착되어 있어 완전한 d33작동 효과를 활용하였다고 볼 수 없다. 본 논문에서는 빗살형 전극을 세라믹 층간에 삽입한 적층형 세라믹 박판 작동층을 설계하고 제작하였다. 제작된 작동층의 작동 스트레인을 측정하였고 LaRC-MFC™의 작동 스트레인과 비교한 결과, 본 연구에서 개발한 박판 세라믹 작동층이 15% 이상의 작동 스트레인을 발생시킬 수 있음을 확인하였다.

        • SCOPUSKCI등재

          세라믹/금속기지 복합재료의 특성예측을 위한 미시역학적 유한요소해석

          김태우,박상환 한국세라믹학회 2001 한국세라믹학회지 Vol.38 No.6

          세라믹/금속기지 복합재료에서 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 특성에 관한 시뮬레이션 결과이다. 세라믹과 금속기지간 계면에 강한 결합이 존재하는 복합재와, 계면에서의 결합이 약한 복합재의 두 경우에 대하여 횡방향 평균응력과 평균변형율에 대한 관계를 계산하였다. 복합재료의 미시역학적개념과 유한요소해석법을 적용하여 세라믹체적분율의 변화에 따라 각기 해석되었다. 본 연구에서 계산된 횡방향 탄성계수는 문헌에 알려져 있는 미시역학개념으로 유도된 식에 의한 횡방향탄성계수값과 잘 일치되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/금속계면에서 금속재료와 세라믹간의 분리가 발생된다. 이 분리는 전체복합재의 강성을 감소시키며, 금속의 부피분율이 감소될수록 (즉, 세라믹의 부피분율이 증가할수록) 횡방향 평균응력의 평균변형율에 대한 감소로 나타났다. 미시역학의 개념을 적용한 유한요소해석기법을 통하여, 이미 알고 있는 복합재 각 성분의 특성으로부터 복합재료의 계면특성과 횡방향특성을 예측할 수 있다.

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