반응형 공업기초실험 | 세라믹 성형 및 소결 TIP 성형/소결하여 제작한 시편의 밀도와 미세구조의 변화를 조사한다. 소결체의 밀도를 Archimedes(액중 칭량법)의 원리를 이용하여 체적 밀도, 겉보기 밀도, 기공률(open porosity) 등으로 측정하여 조사한다. 실험 배경 단위 부피당 물질의 질량을 밀도(density), 4˚C 의 물에 대한 어떤 물질의 상대밀도를 비중 (specific gravity)이라 한다. 밀도의 단위는 SI 단위 계에서는 kg/㎡이지만, cgs 단위 계인 g/㎤ 가 주로 사용된다. 비중은 무차원의 양이며, 표준대기압 하 4˚C 물의 밀도는 0.99997g/㎤ 이므로 cgs 단위로 표시된 밀도와 비중과는 수치적으로는 거의 같으며, 같은 의미로 쓰인다. 금속의 밀도는 백금과 같이 20g/㎤ 이상인 것부터 Li와 같이.. Engineering/신소재 공학 2023. 3. 20. 재료공학실험 | 세라믹스의 소결(고상소결) 서론 세라믹스의 제조 공정은 주로 원료 분말의 준비, 원하는 형태로의 성형, 그리고 고온 가열에 의한 소결로 나눌 수가 있다. 그림1은 이러한 세라믹스 공정을 에너지 상태의 변화로 나타낸 것인데, 소결과정은 세라믹스 재료의 전 제조공정에서 가장 중요한 부분을 차지하는 과정이다. 따라서 소결현상의 명확한 이해는 세라믹스 공정의 효율화와 그 특성의 적절한 제어에 확고한 기반이 되는 것이다. 즉, 비교적 안정하고 낮은 에너지를 가지는 원료를 미분쇄하게 되면, 표면적 증가에 따르는 표면 에너지의 증가로 분말은 형태만 이룰 뿐, 그 에너지의 변화는 별로 없어서 여전히 높은 에너지 상태로 있게 된다. 따라서 이 성형체는 가능하면 그 표면적을 줄여서 낮은 에너지 상태가 되고자 한다. 이것은 물이 높은 곳에서 낮은 곳.. Engineering/재료 공학 2022. 12. 14. 재료공학실험 | 고상반응을 이용한 BaTiO3(티탄산바륨)의 제조 및 분석 세라믹스(Ceramics) 세라믹스는 도자기로서 대표되는 바와 같이 인류의 역사에 있어서 가장 오래된 재료이다. 세라믹스와 전자와의 만남은 전기기술에 있어서 전기 절연재료에서 시작된다. 당시 절연이 돌이나 소켓트로서 실용화된 세라믹스는 천연원료를 소성한 것이다. 이 시대의 세라믹스는 노하우의 축적인 결정적인 수단이었다. 그 하나의 큰 요인은 조성과 구조, 결합방식의 다양성에서 오는 것이다. 특히 구조의 다양성 중에는 기능성 세라믹스로서 중요한 인자인 결정화도나 미세구조의 문제가 포함되어 있다. 전자시대에 접어들어, 동시에 진보가 현저한 고체물리학이나 결정호학의 지식의 도입에 의해 세라믹스에 대해서 얻어진 정보는 크게 체계화 되었다. 출발원료도 천연원료에서 탈피하여 합성원료를 이용하게 되고, 불순물 제어나.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 21. 재료공학실험 | BaTiO3 세라믹스의 제조 및 전기적 성질의 측정 티탄산바륨(BaTiO3)은 높은 유전율을 가지며, 실온부근에서 강유전성을 보이는 페로브스카이트(Perovskite) 구조의 물질이다. 티탄산바륨은 세라믹 콘덴서, 압전트랜스, 필터, 세라믹 스피커 등에 넓게 응용되고 있다. 또한 첨가물을 넣어 큰 양(+)의 온도계수를 가진 반도체인 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자로 안정성이 높은 히터로 제조되고 있다. 본 실험에서는 고상반응에 의해 티탄산바륨을 합성하고, 이의 소결체를 제작하여 전기적 성질을 측정하고, 이와 함께 X선 회절분석과 미세구조 관찰에 대한 경험을 쌓는 것을 목적으로 한다. 실험 방법 실험 1. 원료분말의 칭량과 혼합 (칭량, 혼합, 건조) ① BaCO3와 TiO2를 120℃에서 12hr 건조한다. ② .. Engineering/재료 공학 2020. 12. 17. 재료과학실험 | BaTiO3 고상반응법 TIP 세라믹 분말합성 방법 중 고상반응법은 BaTiO3 분말 합성으로 가장 대표적인 방법으로써 Ba및 Ti원자를 기계적으로 혼합하고 고온에서 고상 확산 반응시켜 분말을 제조하는 것이다. 이때 고상반응법을 이용하여 하소 과정에서 일어나는 반응, 특성, 상의 변화, 소결과정에서 일어나는 반응, 특성 등을 이해하고, ×-선회절 분석과 광학 현미경으로 미세구조를 관찰하며 높은 유전율과 강유전성을 나타내는 페로브스 카이트(Perovskite)구조의 BaTiO3를 측정한다. 고상반응법 BaTiO3 분말을 제조하는 가장 대표적인 방법으로써 고상의 Ba및 Ti원을 기계적으로 혼합하고 고온에서 고상 확산 반응시켜 분말을 제조하는 것이다. 즉 BaTiO3와 TiO2를 공기 중에서 하소하면 TiO2- BaTiO3 계면에서.. Engineering/재료 공학 2020. 12. 14. 재료공학실험 | 세라믹 수축률 측정 TIP 세라믹 재료의 소결 전, 후의 dimension을 측정함으로써, 소결 거동을 살펴보고 세라믹 부품 또는 제품을 제조할 경우 최종제품의 크기를 결정할 수 있도록 한다. 소결(Sintering) 금속이나 세라믹 재료가 기공을 포함하고 있는 물질의 기공 안으로 이동하도록 녹는점 아래에서 열처리하는 것을 말하며, 분말체(粉末體)를 적당한 형상으로 성형한 것을 가열하여 서로 단단히 밀착하여 고결(固結)하는 현상을 소결이라 한다. 일반적인 고층진체의 소결 공정에서는 고체 상태의 분말을 성형체 속에 넣고 프레스로 적당히 눌러 단단하게 만든 다음 그 물질의 녹는점에 가까운 온도로 가열했을 때 가루가 서로 접한 면에서 접합이 이루어지거나 일부가 증착(蒸着)하여 서로 연결되어 한 덩어리로 된다. 다공성 제품 혹은 .. Engineering/재료 공학 2020. 11. 27. 신소재기초실험 | 이트리아-지르코니아 합성 - 공침법에 의한 Y2O3-ZrO2 분말합성 및 소결밀도 측정 TIP 공침법에 의한 이트리아-지르코니아 분말을 합성하고 소결 밀도를 측정한다. 공침법 침전법의 일종으로써 2개 이상의 금속이온을 포함하는 세라믹스 조성의 합성 시 이들 금속이온이 포함된 침전물 전구체가 동시에 균일하게 침전되도록 하는 처리법이다. 또한, 금속산화물이나 수산화물의 졸(sol)을 만든 후 겔(gel)로 바꾸어 건조한 후 하소하여 산화물을 얻는 방법이다. 1) 장점 : 균질한 분말을 가지고, 제조된 미분체의 크기분포가 일정하다. 제조 시 소성 온도가 낮아 제조하기가 쉬우며 다량생산이 가능하다. 2) 단점 : 공정이 복잡하고 화학공정관리가 필요하다. 크기조절이 용이하 지 않아 마이크로미터 이상의 입자제조에 비효율적이다. 3) 공침법 주요 과정 ① 흡수 : 불순물 첨가에 따라 격자가 변형되므로 .. Engineering/신소재 공학 2019. 11. 26. 이전 1 다음 반응형