산업기술 통합검색
본 연구는 기존 제품의 특성분석을 통해 개발 목표치를 설정하였으며 페라이트 분말과 결합제의 선택, 새로운 Compound의 개발, 자장중 사출성형, 특성분석등의 실험 공정을 통하여 D계 Compound와 4성분계 Compound를 개발하였다. D계 Compound 경우 사출 성형시 인가자장 88kOe 에서 최대 이방화율 85.5%, 사출성형시 인가자장 4kOe에서 최대 이방화울의 96.3%, 수분흡수율 0.864wt%의 본드자석을 제조할수 있었다. 4성분계의 경우 사출성형시 인가자장 8kOe 에서 최대 이방화율 89%, 사출성형시 인가자장 4kOe 에서 최대 이방화율의 98.4%, 수분흡수율 0.092 wt%의 본드자석을 제조할수 있었다. 이로부터 제조한 Magnet Roll의 표면자속 밀도는 750±50 G 로 목표 특성치 내에 들어가는 결과이다.
영구자석의 기본적인 성질은 큰 자속밀도와 큰 보자력을 기본으로 하여 고 에너지적[(BH)max]을 갖는 재료이다. 이러한 재료를 제조하는 방법에 있어서 크게 두가지의 제조방법이 있다. 희토류 자석의 제조 방법 중에 금속원료를 용융합금화하여 그 ingot을 분쇄하는 방법을 사용해 왔다. 이 방법을 일반적으로 용융법이라고 한다. Nd-Fe-B계 자석의 제조는 원료로서 금속Nd, 전해철, FeB를 각각 괴상으로 고주파나 Arc로등에서 중 혹은 진공 중에서 용해하여 ingot을 jaw, 진동 mill 등에 수㎛까지 미분쇄한다. 용융법은 합금의 조성을 용이하게 조정할 수 있는 장점이 있는 반면 높은 온도의 용해단계가 필요로 하고 엄격한 분위기 조절이 필요하며 조분쇄 공정이 있고 원료Cost가 비싸다. 자석분말을 제조하는 다른 방법으로 환워-확산법(Reduction-Diffusion)이 있다. 자석에서는 이 환원-확산법에 의한 제조가 공업적으로 성공을 거두었다. 그러면 환원확산법은 무엇일까 이 방법은 희토류 산화물들 Ca 등의 환원제로 고온에서 환원시켜 다른 원료 분말들과의 사이에서 확산을 시켜 영구자석을 제조하는 방법이다. 환원확산에 의한 CaO의 생성물은 수세처리단계를 거쳐 제거하게 된다. 이 공정에서의 장점은 단 자구 order의 분말이 필요하며 R/D법에 의해 얻는 합금은 수 10㎛ 이하의 분말이어서 조분쇄 단계가 필요 없다. 또한 값비싼 희토류 금속을 이용하지 않고 희토류 산화물이나 희토류 chloride 등을 이용하여 제조단가를 반이상 줄일 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.
비파괴 초음파 탐촉자는 압전재료에 전위가 가해지면 그에 비례하는 변위가 발생하는 압전현상을 이용해 초음파를 발신,수신하는 장치이다, 즉 발신기로부터 발신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차, 진폭차, 위상차를 측정해 초음파가 투과되는 구조물의 상태를 비파괴적으로 진단, 예측하는 센서로서, 초음파의 탁월한 투과능력과 고감도, 그리고 양호한 이동성으로 인해 비파괴 구조물 진단 및 수중물체의 정보취득을 위한 장비로서 폭넓게 사용되고 있다.개발된 탐촉자는 압전세라믹, 정합층, 후면층, 그리고 전기적 정합회로로 구성되며, 각 구성품들은 탐촉자가 최대 감도와 최대 작동주파수 대역을 가지도록 최적화된 물성 및 규격을 가진다.
압전 세라믹을 이용한 사운더는 정보화 사회로 고도화되면서 수요가 급증하고 있는 휴대용 전화기등의 이동 통신 기기들에 이용가능한 전자 부품이다. 본 연구에서는 Cellular Phone용 압전 사운더 개발에 필요한 PbTiO3-PbZrO3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Mg1/2W1/2)O3 +0.01wt% Y2O3계 압전 세라믹스 조성을 개발하고 doctor blade 법을 이용하여 100 ㎛ 두께의 세라믹스 박판을 제조하였다. 이를 이용하여 전화기용 수화기의 사용 주파수 대역 내에서 광대역으로 평탄한 주파수 특성을 얻기 위한 음향 시스템을 설계하였다. 가장 우수한 감도를 얻을 수 있는 금속판과 세라믹스 판의 직경비는 0.78이었고, 제작된 압전형 수화기의 음압(SPL)-주파수 특성은 음향 시스템의 각 공명실 용적 및 댐퍼에 의한 제동계의 구성으로 광대역으로 평탄한 특성을 얻을 수 있었으며 기존의 전화기용 수화기에 비해 용적, 두께, 중량, 부품수 등이 줄어들어 소형, 박형의 수화기 소자로 실현 가능하였다. 이상과 같은 결과로부터 제작한 압전형 수화기는 기존의 전자식 수화기에 비해 구조가 간단하고 사용 부품수가 적기 때문에 전화기용 수화기의 소형화, 경량화, 저소비 전력화가 가능하여 경제성이 있을 것으로 사료된다.
고온초전도 마이크로웨이브 소자들중 공진기와 필터를 개발하기 위하여, 박막제조 분야에서는 RF-sputtering법으로 임계온도가 86K, 임계전류가 1X106 A/㎠의 좋은 특성을 갖고 있는 박막을 제조하였으며, 공진기 분야에서는 450MHz meander 라인 공진기, 7GHz 라인과 링공진기를 설계 및 제작하였다.공진기 특성은 Q-factor가 8,000정도이며, 표면저항은 약 0.4mΩ정도를 얻을 수 있었다. 필터분야에서는 가장 기본적인 구조이면서도 필터의 여러 가지 특성을 연구할 수 있는 parallel-coupled 형태의 설계 및 분석기술을 확보할 수 있었다. 또한 본 연구기간 동안에는 공진기와 필터 설계기술 확보 뿐만 아니라, 저온 측정시 가장 중요한 부분중의 하나인 마이크로웨이브 package를 제작하였다.
연구개발목표: Bi-, YBCO계에서 단속식, 단결정급 고온 초전도체제조 (Jc ≥ 104 A/㎠, 77K, 0 tesla) 1. 에멀죤 증발법에 의하여 고순도와 밀도의 Bi-계 고온상과 저온상 분말의 제조. 2. 업촐기에 의한 압출과 고무몰드에 의한 CIP에 의해 좋은 밀도와 미세구조의 일방향 성장용 선재 제조. 3. 일방향성장시 온도구배(G)와 성장속도(R) 비율에 따른 미세구조 분석과 초전도 선재 특성 연구: G/R를 증가(100℃h/cm)로 인한 일방향된 초전도 미세구조. Tc = 81 K Jc = 2500 A/㎠ (G = 3 mm/h) 4. YBCO계 선재의 일방향성장 실험에서 핫존의 온도가 1116℃, G=0.63 mm/h에서 Jc > 104 A/㎠ 값을 얻음. 코일형태의 시편을 일방향 성장시켰으며 액상형성으로 인한 코일의 붙는 문제를 211을 코팅하여 barrier로 삼아 극복 시도. 5. 온도구배(G)를 최대한으로 하기 위하여 국내최초로 LMPG(laser-melted-pedestal- growth) 장비의 설계 제작.
2410℃의 매우 높은 용융온도를 갖고 있을 뿐만 아니라 고온에서의 우수한 화학적 안정성 그리고 가시광선 또는 적외선을 투과하는 특성을 갖고 있는 이트리아 세라믹스는 고온용 광학재료로 각광을 받고 있으며, 아울러 부식성이 매우 큰 용융금속을 위한 도가니 또는 jet-casting용 노즐등으로 널리 사용되고 있다. 그러나 이 재료가 광학적으로 투명하고 기계적인 강도를 갖도록 하기 위해서는 완전치밀화를 달성하여야 하나 이같은 완전치밀화는 1800℃이상의 매우 높은 고온에서의 소결을 필요로 하고 있다. 이같은 고온소결은 제품의 생산단가를 증가시킬뿐더러 고온소결에 기인하는 입자의 성장으로 인해 그 기계적 강도가 저하되는 단점이 있어 본 연구에서는 저온, 약 1200∼1400℃에서 완전치밀화가 가능한 이트리아 세라믹스 분말의 제조기술을 개발하였다. 기존의 방법과 달리 이들 homogeneous precipitation과 heterogeneous precipitation을 결합하여 homo-heteogeneous 침전법을 개발하였다. homogeneous 침전법의 경우 균일한 크기의 입자를 얻을 수 있는 반면 그들의 입자크기가 비교적 커서 소결특성이 좋지 않다는 것이 단점이다. heterogeneous 침전법의 경우 침전구동력은 매우 커서 생성된 입자의 크기가 매우 미세하고 따라서 그들의 소결특성은 양호한 반면 침전이 용액내에서 고르게 일어나지 않음에 기인하여 입자들의 크기가 일정하지 않고 넓은 입도분포를 보여 소결 후 미세조직의 균일성이 떨어진다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 각각의 단점들은 제거되고 각각의 장점만을 결합시킨 homo+heterogeneous precipitation법을 개발할 수 있었다.
고체레이저용 산화물 단결정 성장 연구에서는 대량 정보를 처리하기 위한 녹색 레 이저 발진용 NYAB 단결정과 Nd : YAG 단결정의 성장 및 소자 가공 기술 개발을 수행하였다. LN 단결정 육성, 가공 및 소자화 기술 개발 연구에서는 광신호처리소자 의 재료인 LiNbO3 단결정의 육성 조건을 확립하고 성장된 ingot 형태의 결정을 SAW 제조공정에 적합한 wafer 형태로 가공하는 기술을 개발하였다. 광통신용 비선형 광학 재료 및 단결정 개발 연구에서는 KNbO3, KTiOAsO4, LiB3O5 비선형 광학결 정을 육성하고, 특성을 측정하였다. 성장된 결정을 소자화 하는 기술을 개발하였으며, SHG 실험으로 성능을 평가하였다.
마이크로웨이브 가열은 시편자체가 마이크로구조세라믹스의 대표적 소재인 탄화규소의 고인성화는 미세조직에 길게 자란 입자 (elongated grain)와 약한 입계 (weak interface)의 존재가 필수적이며, 특히 미세조직에서 길게 자란 입자들의 부피분율, 직경 및 길이는 기계적특성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 탄화규소 소재의 기계적 특성은 이러한 미세구조를 제어함으로서 용도에 맞는 특성의 최적화가 가능하다. 본 기술은 이러한 미세구조제어에 관한 것으로서 현재 우수한 내마모특성과 고온안정성에 기인하여 "메카니컬 씰," "각종 노즐," "내화판," 등의 산업용 소재로 널리 사용되고 있는 탄화규소 소재의 특성 향상과 잠재적인 시장으로 "세라믹 가스터빈" 및 "고온 가스 필터"로 사용되는데 있어서 적용 가능한 핵심적인 기술이다. 본 기술로 제조된 고인성 탄화규소 소재의 파괴인성은 8 MPam1/2 정도이다.
세라믹섬유는 전통적인 내화물과 달리 낮은 열전도도, 축열량 및 탄성이 좋고 열충격성이 큰 이점을 갖고 있다. 이러한 세라믹섬유를 이용하여 보드 및 구조체 등을 제조할 경우 높은 부가가치를 이룰 수 있다. 특히 요로의 내외벽에 손쉽게 설치할 수 있으며 기존에 사용되던 내화물보다 1/3정도의 부피만을 사용하므로서 요로의 내부 체적을 증진시킬 수 있어서 막대한 에너지 절약을 가져올 수 있는 기술이다. 따라서 본 연구는 아래와 같은 특성을 갖는 제품을 제조하는데 연구목적이 있다. ㅇ밀 도 : 0.15∼0.6g/cm3 ㅇ사용온도 : 1300℃이상 ㅇ두께 : 5∼30 ㎜ ㅇ열적성질이 우수하며 경량임 ㅇ고온에서 사용 가능 ㅇ열충격성, 내화학성 및 내침식성이 우수함 ㅇ가공이 용이함- 특수형태의 단열용 기술이전(개발) 소요기간 및 비용 : 12개월(1억원) 기타사항 (기대효과 등) ㅇ세라믹 집진휠터 제조가능 ㅇ우수한 단열성능에 의한 에너지 절약효과 기대
기존의 담면, 유리면, 석면, 세라믹화이버와는 틀린 장섬유질의 보온단열재를 개발하므로서 기존 제품에서 없는 보온단열효과와 절연성이 우수한 제품의 개발이 가능하다. 기술내용으로는, ㅇ내열도 : 1000℃의 보온 단열재, 흡온재 ㅇ섬유크기 : 15㎛의 장섬유 ㅇ절연성 : 가장 안전한 신소재 ㅇ기존 Ceramic fiber, Glass fiber, Rack wool이외의 새로운 광섬유로 내열성과 전기 절연성이 우수한 신소재 o 일반적인 섬유질 보온재에서 일어나는 고온열화가 없음
본 발명은 카본섬유를 발열체로 이용하는 매트에 관한 것으로서, 특히 미세한 가닥의 카본섬유를 여러가닥 밀집 배열하므로써 종래의 저항체를 전열체로 사용하는 기기에서 발생되는 제반결함을 해소 할 수 있는 새로운 발열체에 관한 것이다.
무가압충진성형을 하면 일반적으로 세라믹 성형시 생기는 밀도구배를 없앨 수 있어서 균일한 SiC 발열체를 제조할 수 있게되며 이렇게 함으로서 발열체 전체에 균일한 저항을 갖게 되어서 수명을 연장시킬 수 있고 또 기계적 강도도 보다 좋은 제품을 얻을 수 있게 된다. 1. 무가압 조밀충진으로 고른 밀도와 미세구조를 가짐으로서 SiC 발열체 전체의 저항도가 균일하게 되어 수명이 긴 발열체를 생산할 수 있음. 2. 국내에서의 SiC 발열체의 수요양이 매우 크나 국내생산 기술이 매우 낙후되어 있어 전량 외국에서 수입이 되므로 국산화에 따른 외화절약이 됨.
환경공해에 대한 규제강화 및 비싼 금속을 회수, 재활용하기 위해 세계적으로 활발한 연구가 진행중이며 고온, 부식성 가스들로 둘러싸인 열악한 조건에서도 사용 가능하다는 장점이 있는 세라믹 담체(필터)와 특수한 기능을 부여하는 세라믹 촉매에 대한 연구가 절실하다. 세라믹 담체로는 Al2O3, ZrO2, CeO2, SiO2, SiC, Cr2O3, zeolite 등과 저온용도의activated carbon(활성탄) 등이 알려져 있으며, 세라믹 촉매로는 CuO, Cu2O, TiO2, V2O5, ZnO, Fe2O3, Fe3O4, K2O 등을 단일조성 또는 혼합조성의 형태로 사용되고 있으며, 용도에 따라 촉매 및 담체의 조성과 구조가 결정된다. 본연구실에서는 세계적인 문제로 대두되어 있는 대기오염의 가장 큰 원인인 NOX와 SO2 가스를 제거하기 위한 CuO 촉매 분말제조공정 기술을 확보하였고, 아울러 알루미나 담체는 polymer의 적절한 첨가를 통해 기공률, 기공 크기를 용이하게 제어할 수 있는 공정을 개발하였다. 적정 담체 및 CuO 촉매 분말의 종류와 코팅방법에 따라 NOX와 SO2 가스의 제거효율이 결정되나, 촉매용 원료의 제조공정에 따른 영향에 대한 연구는 촉매 특성에 대한 연구에 비해 비약한 실정이다. 본 연구실에서는 구형의 기공전구체를 이용하여 최대 기공률(75%)과 기계적 강도를 지닌 alumina 담체의 제조공정을 개발함으로써 기타의 산화물계 담체 제조에 응용가능한 기반기술을 확보하였다. 아울러 CuO 분말제조공정을 확립함으로써 촉매 응용을 위한 기초 기술을 확보하였고, 이를 토대로 다른 산화물 촉매 분말에 대해서도 분말 제조 공정과 분말특성 연구를 광범위하게 진행중이다.
알루민산 소다와 규산염을 합성시킴으로서 제올라이트 분자체를 제조할 수 있으며, 특정 접착제를 활용하여 성형시켜 기체분리용 흡착제를 생산한다. 제올라이트는 결정구조를 통해 5A - 10A (10-10m) 크기의 자체 세공이 형성된다. - 분자체의 특성을 지닌 제올라이트를 합성시킴으로 고부가가치의 흡착제를 제조할 수 있음. - 여러 형태의 제올라이트를 합성하는 기술 확립. - 이온교환을 통한 촉매 및 이성체 분리에 사용 가능.기체상태의 특정 물질 분리 및 회수, 대기오염 가스 회수에 의한 환경오염 제거 및 회수, 수입 대체 효과
본 연구에서는 Pb2+이온이 존재하는 산성 용액에 표면 활성 유리를 넣고 반응 시켰을 때 Pb2+ 이온이 제거 되는 기구와 Pb2+ 이온 제거에 미치는 pH 영향등에 대하여 연구 하였다. SiO2-P2O5-Na2O-CaO계 유리를 150 ppm 의 Pb2+이온이 포함된 용액과 반응 시켰다. 이때 용액의 pH를 1에서 4 까지 변화 시키면서 실험 하였다. 일정 시간후 유리 표면에는 Pb10(PO4)6(Cl,OH) 결정이 형성 되었으며 PH=2일 때 결정성장이 가장 빠르고 이에따라 용액중 Pb2+ 이온이 가장 빨리 제거되었다. 이러한 결정성장은 유리가 산성용액과 반응할 때 표면에 SiO2-rich층을 만들고 그 위에 Pb2+, P5+ 이온등이 선택적으로 흡착되면서 결정이 형성하게 된다.
층상 폴리규산염은 우수한 흡착성과 swelling성, 내산성, 내알칼리성과 열적 안정성을 지니고 있어 흡착제, 이온교환제, 그리고 촉매담체로써의 사용 가능성을 가지고 있다. 또한 결정성 층상 폴리규산염의 swelling 현상을 이용하여 유효 organic compound를 pillaring하여 paint의 thickening agent, 안정제, 분산제, 화장품의 원료 등의 다양한 용도로 개발될 수 있다. 실리카를 원료로 사용하므로 열적 안정성이 우수하다. 가격이 비교적 저렴하며 swelling 및 pillaring 현상을 이용하여 다양한 용도 개발로 시장을 개척할 수 있다.환경분야의 소재로 수요가 지속적으로 증가될 것으로 사료됨
- 다공질 알루미늄계 에어필터 개발에 필요한 핵심설비인 원심분무장비, melt spinner 및 진공소결로를 설계제작하였다.- 원심분무법을 이용하여 분말을 제조하였고, 그 결과 회전판의 직경과 속도, 출탕온 도 및 출탕속도 등에 따른 생성 알루미늄 분말의 형상과 금속적 특징을 밝힘. - 연속다공질소결체의 제조시 결합제로서 알루미늄합금 Al-Si계, Al-Zn계, Al-Cu계, Al-Ni계 결합제 분말의 제조 및 그 특성파악 - Al Scrap은 건축재요 6000계 합금을 사용하여 후처리와 탈가스, filtering 공정을 채 택하여 용해, 주조하여 기계적 특성평가 실시
교통사고로 인한 외상과 노령화 사회에 따른 골다공증 등으로 인한 골결손부에 대한 대체 인공골과 치아결손부 대체 인공치아에 대한 수요가 급증하고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구와 개발이 미국, 일본에 비해 뒤떨어져 있는 실정이다. 본 연구실에서는 인공골용 수산화아파타이트의 분말제조공정, 성형법, 소결공정 등의 공정 제어기술과 골유도성과 생체친화성을 크게 향상시키기 위한 다공질 아파타이트 제조 기술을 개발하였다. 아울러 소재의 임상특성 조사를 병행하기 위해 서울의대 정형외과 팀과 공동연구를 진행하였다. 수산화아파타이트는 생체내 흡수가 느리고 다른 칼슘-인 화합물들은 생체 흡수가 빨라 미처 재생골이 자라기도 전에 체내에서 흡수, 내구성이 떨어지는 문제점이 있어 이들을 적절히 조합한 복합상 세라믹과 세라믹이 갖는 낮은 기계적 강도의 개선을 위한 아파타이트/콜라겐 복합체 제조가 요구된다. 따라서 본 연구실에서는 재생골의 생성과 인공골의 흡수의 동일한 속도와 재생골의 용이한 치환을 위한 최적 조성과 결정상 제어에 관한 소재기술과 다공체 성형기술을 개발하였고, 이를 토대로 인체에 적합한 인공이식골을 제조, 골이식술에 응용하고자 한다.
질화규소계 세라믹스에서 잘 조정된 bimodial 입도분포의 미세조직은 파괴인성을 향상시킨다. 질화규소에서 bimodial 구조의 형성은 1900℃이상의 온도에서 소결되었을 때만 가능한 것으로 알려져있으며 100기압 정도의 가압소결이 필수적이다. 이를위해서는 고가의 가압소결로가 필요하다. 본 연구에서는 비정상 입자성장에 영향을 줄 수 있는 변수로서 SiAlON 과 Si3N4계 조성에서 출발원료의 입도와 β입자량을 조절하여 상압소결로도 bimodial 입도분포를 가진 고인성의 질화규소재료를 개발하기 위하여 출발원료의 입도 및 β입자량이 미세조직 형성에 미치는 영향에 대하여 조사하여, 미세입자를 원료로 사용할 때 1850℃ 질소 상압분위기에서도 같은 조직의 질화규소를 제조할 수 있었다.