신소재공학실험 | 소결조제에 의한 알루미나의 색내기

 

 

 

TIP

 

 

알루미나와 전이금속을 혼합한 후 소결전,후 색상을 비교관찰한다. 또한, 수축율과 밀도를 측정하고, 겉보기 밀도와 액중밀도를 비교하여, 성형 정도를 파악해본다.

 

 

 

밀도 측정

입자개의 덩어리 밀도는 입자의 틈새의 단위부피당 질량이다. 입자의 밀도는 입자의 질량/부피이다. 입자계에서 입자 밀도는 모든 다른 크기의 입자들의 평균밀도이다. 입자들의 비다공성일 때 입자 밀도는 최종 입자밀도(진 밀도, ultimate particle density)로 여겨지며 입자를 구성하는 고체 상들의 평균 밀도이다. 화학 구조식 중량과 단위표의 부피로부터 계산 된 밀도는 x-선 밀도라고 한다.

 

다공성 입자에 대하여 입자 밀도는 더 특별하게 정의되어야 한다. 유체 안에 분산된 입자들은 유체 분자들을 포면에서 도달할 수 있는 기공안으로 흡착시킨다. 도달 가능한 기공들은 입자의 기공들의 전체 혹은 일부분이다. 유체의 침투는 크기 적심 기공이 다른 액체의 부재 등에 대한 액체 내의 분자 크기에 의존한다.

 

최종 부피는 고체상의 부피이다. 유체안에 분산된 다공성 입자에 대하여, 겉보기 부피는 고체와 도달될 수 없는 기공의 부피이다. 입자의 덩어리 부피는 고체 및 입자안의 모든 기공의 부피이다. 이 특정한 부피를 각각의 최종(Du) 및 겉보기(Da) 및 덩어리(Db) 입자 밀도를 정의하는데 사용된다. 비중은 같은 부피의 물의 무게에 대한 입자의 무게이다.

 

 

성형 수축률(Mold shrinkage)

고분자를 가공하여 원하는 제품을 얻는 경우 열을 이용한다. 이렇게 열을 받은 고분자는 녹게 되는데 이때 고분자의 내부는 사슬들이 매우 무질서하게 움직인다. 이러한 사슬들이 성형이 된 후 온도가 식어감에 따라 점차적으로 본연의 배열구조를 가지게 되는데 이때 나타나는 대표적인 현상이 체적의 감소이다. 따라서, 성형수축이란 쉽게 사용하는 금형의 치수와 성형 후 제품에서의 치수의 차이를 말하며, 통상 백분율로 표시하거나 혼분율로도 표시한다.

 

이러한 성형수축율은 주로 성형공정에서 압력과 온도의 변화에 크게 좌우되며 동일한 작업조건에서는 고분자의 형태학 측면에 민감하게 의존한다. 특히 길이와 두께의 편차가 큰 유리섬유 보강수지의 경우 사출흐름방향과 직각방향의 성형수축율 편차는 성형품의 왜곡을 야기시키며, 살두께의 편차에 의한 싱크마크 및 불균일한 냉각으로 인한 변형을 일으키는 요인으로 작용한다.

 

이와 같이 성형수축율에 영향을 주는 인자는 냉각속도, 금형온도, 용융온도, 사출속도, 보강제 및 충진제의 종류 및 고분자의 형태학적인 면 등이 있다. 일반적으로 성형수축을 측정하는 방법은 금형내부에 일정한 가는 선을 그어 놓고 이 금형을 이용하여 측정하고자 하는 재료를 사출한 다음 금형치수와 성형품의 치수를 비교하여 구한다.

 

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실험 방법

1. 실험 과정

 

1) 위 표에 나온 조성조건 대로 저울에 시약의 중량을 잰다

 

2) 조성조건대로 시약의 중량을 다 쟀다면, 차례대로 유발에 넣고 바인더(2 ­ 3 방울)을 첨가하여 혼합한다.

 

3) 혼합된 시약을 성형몰드 틀에 넣어 시편의 모양을 만든 후 유압성형기에서 압 축성형하여 시편을 만든다. (성형조건 : 7000 PSI , 2분)

 

4) 소결 후 밀도 및 직경 · 질량 · 높이를 측정 후 수축률과 액중밀도와 겉보기 밀도의 밀도차를 구한다.

 

 

 

 

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