초록 ▼

최근 범세계적으로 대기 오염에 대한 심각한 우려와 함께 주 오염원인인 자동차 배기가스 오염도를 규제하기 위해 법제화하기에 이르렀다. 그러나 국내에서는 자동차 배기가스 정화용 HONEYCOMB 전량을 수입에 의존하였기 때문에 공급 가격의 변동 및 부품 공급의 불안정으로 국내 공업의 발전에 문제점이 되었다. 따라서 자동차용 HONEYCOMB의 국산화는 이의 수입대체 효과외에도 HONEYCOMB 을 이용하는 많은 응용 분야에 대한 기술 파급 효과가 크므로 이들의 조기 국산화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 세라믹 HONEYCOMB 은 일

최근 범세계적으로 대기 오염에 대한 심각한 우려와 함께 주 오염원인인 자동차 배기가스 오염도를 규제하기 위해 법제화하기에 이르렀다. 그러나 국내에서는 자동차 배기가스 정화용 HONEYCOMB 전량을 수입에 의존하였기 때문에 공급 가격의 변동 및 부품 공급의 불안정으로 국내 공업의 발전에 문제점이 되었다. 따라서 자동차용 HONEYCOMB의 국산화는 이의 수입대체 효과외에도 HONEYCOMB 을 이용하는 많은 응용 분야에 대한 기술 파급 효과가 크므로 이들의 조기 국산화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 세라믹 HONEYCOMB 은 일종의 다공성 재료로서 구조적으로 강도를 증진 시키고, 형태적으로 비표면적을 증대시켜 활성을 높이고, 통기성이 좋은 압력 손실을 낮추고 단열효과를 높이는 등의 특징이 있다. 세라믹HONEYCOMB은 그용도에 따라서 3각형, 4각형, 6각형, 원형, 파형등의 모양의 CELL을 이용하는데, CELL의 형태, 크기및 벽의 두께에 따라서 그 기능적 특성이 달라지게 된다. 본 연구에서는 HONEYCOMB 재료로서 CORDIERITE(2MGO-2A12O3 -5SIO2)계를 기본으로 하여 우수한 특성의 열팽창 계수와 높은 내열 충격성을 갖는 새로운 조성의 CORDIERITE 물질이 개발되었다. 이때 CORDIERITE 를 합성하기 위해 출발 원료로 NEW ZEALAND산 KAOLINE과 만주산 TALC를 사용하였다. HONEYCOMB 성형은 EXTRUDER MACHINE을 사용하여 행하였으며 이때 적절한수분의 함량은 원료 무게비로 35-36% 범위였다.

목차 Contents

• 제1장 서론...29
• 제2장 이론 및 문헌조사...31
• 제1절 세라믹 Honeycomb...31
• 1. 일반...31
• 2. 종류 및 응용...35
• (1) 자동차 배기가스정화용 촉배담체...35
• (2) 배연 탈질용 촉배담체...35
• (3) 탈취용 촉배담체...37
• (4) 디젤엔진용 미립자 filter...37
• (5) 열교환기 Element 촉매담체...38
• (6) 기타의 용도...39
• 제2절 세라믹 Honeycomb제조방법...39
• 1. 일반...39
• (1) 압줄성형...41
• (2) Panel 적충법...45
• (3) Sheet 침적법...45
• (4) 기타의 방법...45
• 제3절 Cordierite 결정물리화학...46
• 1. 구조...46
• 2. Water molecule의 관찰...52
• 3. Alkali ion substituted cordierite...55
• 제4절 Extrusion...59
• 1. 일반...59
• (1) 물리적 특성...60
• (2) 열충격 저항성...62
• (3) 기계적 강도...65
• (4) Melting...68
• 2. Extrusion 용 유기첨가물...69
• (1) Methylcellulose (MC) Polymer...69
• 1) 보습능력 (Water Retention)...69
• 2) MC solution의 점성...71
• 3) Thermal Gelation...72
• 4) MC의 Thermal Gelation에 미치는 인자들...73
• 5) Binder 이동...75
• 6) 압출...75
• 7) 압출에서의 기기 및 물집변수...76
• 제3장 실험방법...86
• 제1절 사용원료...86
• 제2절 조성확립...88
• 1. $MgO-Al_2O_3-SiO_2$계에 대한 조성실험...88
• 2. $MgO-Al_2O_3-SiO_2-M_2O$계에 대한 조성실험, ($M=Li^+,\;Na^+,\;K^+$)...89
• 3. $(2-x)MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2{\cdot}xMO$계에 대한 조성실험 ($MO=CaO,\;SrO,\;BaO$)...89
• 4. $2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xMO_2$계에 대한 조성실험 ($M=Ti^{4+},\;Ge^{4+},\;Mn^{4+}$)...90
• 5. $(2-x)MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-Y)SiO_2{\cdot}xMO{\cdot}YMeO_2$계에 대한 조성실험($M=Ca^{2+},Sr^{2+},Ba^{2+}\;x=0.1,\;0.2,\;0.5$)($Me=Ti^{4+},\;Ge^{4+}Mn^{4+}\;Y=0.1,\;0.2,\;0.5$)...90
• 6. Cordierite-Eucryptite Join에대한 조성실험...90
• 제3절 Honeycomb성형...91
• 제4절 소성공정...92
• 제5절 분석...93
• 1. 소성수축율...93
• 2. 밀도측정...93
• 3. 흡수율 및 기공율...93
• 4. 열팽창 계수...94
• 5. 강도측정...94
• 6. X-선 회절분석...95
• 제4장 결과 및 고찰...96
• 제1절 기초원료실험...96
• 제2절 $MgO-Al_2O_3-SiO_2$계에서의 cordierite 합성과 측정...97
• 1. $MgO-Al_2O_3-SiO_2$계...97
• (1) 소결관계...97
• (2) 열팽창 관계...101
• 2. $2MgO-2Al_2O_3-5SiO_2{\cdot}xAl_2O_3$계...115
• (1) 소결관계...115
• (2) 열팽창 관계...115
• (3) X선 회절 분석...125
• 3. $MgO-Al_2O_3-SiO_2+M_2O$계...125
• (1) 소결관계...125
• 4. Cordierite-Eucryptite계...127
• (1) 상관계...127
• (2) Cordierite의 고온격자상수와 열팽창계수...129
• 5. $(2-x)MgO{\cdot}xMO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$계...133
• 5-1. $(2-x)MgO{\cdot}xCaO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$계...133
• (1) 소결관계...133
• (2) 열팽창 관계...138
• (3) X-선 회절분석...138
• 5-2. $(2-x)MgO{\cdot}xSro{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$계...148
• (1) 소결관계...148
• (2) 열팽창 관계...148
• (3) X-선 회절분석...152
• 5-3. $(2-x)MgO{\cdot}xBao{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}5SiO_2$계...157
• (1) 소결관계...157
• (2) 열팽창 관계...157
• (3) X-선 회절분석...165
• 6. $2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xMO_2$계...170
• 6-1. $2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xTiO_2$계...170
• (1) 소결관계...170
• (2) 열팽창 관계...174
• (3) X-선 회절분석...174
• 6-2. $2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xMnO_2$계...184
• (1) 소결관계...184
• (2) 열팽창 관계...184
• (3) X-선 회절분석...192
• 6-3. $2MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xGeO_2$계...197
• (1) 소결관계...197
• (2) 열팽창 관계...197
• (3) X-선 회절분석...205
• 7. $(2-x)MgO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-x)SiO_2{\cdot}xMO{\cdot}YMeO_2$계...210
• 7-1 $(2-x)MgO{\cdot}xCaO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-y)SiO_2{\cdot}yTiO_2$계...210
• (1) 소결관계...210
• 7-2 $(2-x)MgO{\cdot}xCaO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-y)SiO{\cdot}yGeO_2$계...211
• (1) 소결관계...211
• (2) 열팽창 관계...212
• 7-3 $(2-x)MgO{\cdot}xSrO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-y)SiO_2{\cdot}yTiO_2$계...218
• (1) 소결관계...218
• (2) X-선 분석...219
• 7-4 $(2-x)MgO{\cdot}xSrO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-Y)SiO_2{\cdot}yGeO_2$계...224
• (1) 소결관계...224
• (2) 열팽창 관계...225
• (3) X-선 회절분석...230
• 7-5 $(2-x)MgO{\cdot}xBaO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-y)SiO_2{\cdot}yTiO_2$계...235
• (1) 소결관계...235
• (2) X-선 회절분석...236
• 7-6 $(2-x)MgO{\cdot}xBaO{\cdot}2Al_2O_3{\cdot}(5-Y)SiO_2{\cdot}yGeO_2$계...241
• (1) 소결관계...241
• (2) 열팽창 관계...242
• (3) X-선 회절분석...247
• 제3절 Honeycomb성형...252
• 1. Batch 준비...252
• 2. 수분비율과 Extrusion...255
• 3. Binder 및 첨가제의 영향...257
• 4. 압출...257
• 5. 건조...259
• 6. 소결...259
• 7. 분석...260
• (1) 강도...260
• (2) X-ray...261
• (3) 열팽창 계수...263
• 제5장 결론...264
• 1. Honeycomb재료 개발...264
• 2. Honeycomb제조...265
• 참고문헌...266