알루미나-아연붕규산염 유리로부터 저온 소결 다공성 세라믹스 제조
Preparation of Low Temperature Sintered Porous Ceramics from Alumina-Zinc Borosilicate Glass
- 주제(키워드) 다공성 세라믹스 , 저온 소결 , 알루미나 , ZBS Glass , PMMA , Carbon , Porous Ceramics , Al_(2)O_(3) , Borosilicate Glass , Low Temperature Sintering
- 발행기관 강릉대학교 산업대학원
- 지도교수 윤상옥
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 재료공학과
- 원문페이지 55 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구는 ceramic-glass 복합체 제조 기술을 응용하여 알루미나-아연붕 규산염 유리로부터 저온 소결 다공성 세라믹스를 제조하였다. 특히, 기공 형성제의 종류와 함량에 따라 다공성 세라믹스의 상변화, 수축율 및 기공 률에 미치는 영향을 XRD와 FE-SEM으로 연구하였다. XRD 결과에서, 모 든 조성은 spinel 구조의 ZnAl2O4가 관찰되었였다. ZnAl2O4의 생성은 알루 미나와 ZBS glass의 Zn가 서로 반응에 의해 생긴 것으로 사료된다. 또한, 모든 조성에서 Al4B2O9, Zn3B2O6과 미반응 알루미나가 관찰되었다. PMMA 가 첨가된 알루미나-아연붕규산염 유리 조성에서는 치밀화가 이루어졌다. 이는 PMMA가 ZBS glass의 연화 온도 전에 휘발 된 것으로 모세관 압력 에 의한 기공 채움으로 치밀화가 일어난 것으로 사료된다. 그러나 carbon 을 ㅊ머가한 경우 연화 온도 이후에 카본이 휘발되므로 기공형을 형성하 였다. 50 vol% 알루미나, 40 vol% 아연붕규산염 유리, 10 vol% carbon를 출발 원료로 900℃ 이하에서 저온 소결할 경우 5 ㎛의 평균 기공 크기와 42 % 기공률을 갖는 다공성 세라믹스를 제조하였다.
more초록/요약
The aim of this study is the low-temperature preparation of porous ceramics from alumina-zinc borosilicate (ZBS) glass using the fabrication technique for the ceramic-glass composite. Specially, the effect of the kind of pore-former and its volume on the phase formation, the shrinkage and the porosity of porous ceramics was studied using XRD and FE-SEM. According to the results of XRD, ZnAl2O4 having spinel structure was observed in all of the compositions. The formation of ZnAl2O4 might occur through a reaction between alumina and zinc in the ZBS glass. Al4 B2O9, Zn3B2O6, and unreacted alumina were also observed in all compositions. The compositions of alumina-ZBS glass with PMMA pore-former were densified. Because PMMA was evaporated below the softening point of ZBS glass, the densification through the pore-filling caused by the capillary force might occur. Howerver, those with carbon possessed pores where carbon was evaporated above the softening point. The porous ceramic having 5㎛. pore size and 42% porosity was fabricated by the low-temperature sintering below 900℃ using 50vol% of alumina, 40vol% ZBS glass, and 10vol% carbon as starting materials.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
제 2 장 이론적 배경 = 3
제 2-1 절 다공성 세라믹스 = 3
제 2-2 절 다공성 세라믹스 구조에 따른 분류 = 6
제 2-3 절 다공성 세라믹스 제조 방법에 따른 분류 = 7
제 2-4 절 다공성 세라믹스의 응용 = 9
제 2-5 절 유리의 정의와 구조 = 12
제 2-6 절 유리의 전이 온도 = 15
제 2-7 절 Ceramic/glass 복합체의 소결 특성 = 17
제 2-8 절 액상 침투 = 26
제 3 장 실험 방법 = 29
제 3-1 절 아연붕규산염 유리의 제조 = 29
제 3-2 절 세라믹스, 창유리 및 기공 형성제의 특성 = 30
제 3-3 절 다공성 알루미나-아연붕규산염 유리 복합체 제조 = 31
제 3-4 절 특성 측정 및 분석 = 34
제 4 장 결과 및 고찰 = 36
제 4-1 절 ZBS glass 및 기공형성제의 열적 특성 = 36
제 4-2 절 ZBS glass 및 창유리 첨가 특성 비교 = 40
제 4-3 절 결정상 및 미세구조 분석 = 43
제 4-4 절 Al2O3 함량이 고정일 경우 기공 변화 = 47
제 4-5 절 Al2O3와 ZBS glass 함량이 고정일 경우 기공 변화 = 49
제 4-6 절 ZBS glass 함량이 고정일 경우 기공 변화 = 51
제 5 장 결 론 = 53
