초록 ▼

본 연구의 주요 목적은 요업체 액상 소결중의 고립기공 소멸과정을 실험적으로 관찰하고 그 소멸 기구를 밝히는데 있었다. 실험에서는 MgO-20 CaMgSiO? 계를 모델로 택하였으며 이로부터 아래와 같은 세가지 주요한 연구결과를 얻었다. 1. 공기중 소결시의 고립기공 거동 이 경우에 장시간 소결에도 기공은 잔류하는데 이는 기공내의 기체가 액상을 통해 용해 확산되지 않으므로 기공의 소멸에 요구되는 액상압력이 대단히 커지기 때문이다. 소결시간의 증가에 따라 기공의 수는 감소하고 평균 크기는 커지며 이에 따른 시편의 상대

본 연구의 주요 목적은 요업체 액상 소결중의 고립기공 소멸과정을 실험적으로 관찰하고 그 소멸 기구를 밝히는데 있었다. 실험에서는 MgO-20 CaMgSiO? 계를 모델로 택하였으며 이로부터 아래와 같은 세가지 주요한 연구결과를 얻었다. 1. 공기중 소결시의 고립기공 거동 이 경우에 장시간 소결에도 기공은 잔류하는데 이는 기공내의 기체가 액상을 통해 용해 확산되지 않으므로 기공의 소멸에 요구되는 액상압력이 대단히 커지기 때문이다. 소결시간의 증가에 따라 기공의 수는 감소하고 평균 크기는 커지며 이에 따른 시편의 상대밀도 감소도 관찰하였다. 이러한 상황에서는 고온 소멸이 밀도 증가에 바람직하지 않은 것으로 밝혀졌다. 2. 분위기 조절에 따른 고립기공의 거동 소결 분위기가 고립기공의 소멸에 미치는 영향을 조사하였다. 용해확산이 가능한 산소가 기공속에 자리잡게 되면 기공 소멸이 가능함을 밝혔으며 또한 시편의 완전 치밀화를 도모하기 위해 먼저 기공속에 산소를 자리잡게 한 후 외부의 소결 분위기를 질소로 바꾸어준 결과 잔류 고립기공량이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 3. 소결중의 기공 성장과 과소결 현상 소결의 진행에 따른 과소결 현상을 관찰하고 이에 대한 정량적인 해석을 모색하였다. 기공률의 증가는 소결중의 고상입자 성장에 기인한 기공끼리의 합체 때문으로 밝혀졌으며 이러한 Mechanism에 의한 과소결 현상을 Camputer Simulation을 통하여 실험결과와 비교하였다. 얻어진 실험결과들에 대하여는 각기 이론적인 해석을 행하였으며 이로써 요업체 액상 소결시의 치밀화 과정에 미치는 여러 공정변수의 영향을 파악하였고 또한 고립기공의 소멸기구를 구명(究明)하였다.

Abstract ▼

The aim of the present work was to investigate the behavior of isolated pores during liquid phase sintering of ceramic materials. By using a model system consisting of MgO and CaMgSiO? (Monticellite), the following research results were obtained: 1) Behavior of Isolated Pores during Liquid Phas

The aim of the present work was to investigate the behavior of isolated pores during liquid phase sintering of ceramic materials. By using a model system consisting of MgO and CaMgSiO? (Monticellite), the following research results were obtained: 1) Behavior of Isolated Pores during Liquid Phase Sintering in Air. Most of isolated pores once formed interior of specirnen were not eliminated because the pressure of trapped non-diffusable gas in the pore increases very rapidly with pore volume contraction. As sintering time increases, it was observed that the number of pores decreases whereas the average size of pore increases. In this case, the high temperature sintering was found to have harmful effect for densification. 2) Effect of Atmosphere control on the Pore Closure during Liquid Phase Sintering. When the trapped gas in the pore has both a high solubility and a high diffusivity through a matrix, like O? in this experiment, it was found that the elimination of isolated pores can occur and a full densification can be achieved. Furthermore the closure of isolated pores was found to accelerate by changing the atmosphere during sintering from O? to N?. 3) Pore Growth & Overfiring during Liquid Phase Sintering. The overfiring-decrease in density with sintering time-was observed and the quantitative analysis was made. The observed size distribution of pores suggests strongly that a pore growth is a consequence of pore coalescence due to MgO grain growth during sintering. The computer simulation was carried out and compard with experimental results. On the basis of the experimental results, the theoretical analysis was made and the mechanism of pore elimination during liquid phase sintering was suggested. The effects of various sintering parameter on the behavior of isolated pores were also discussed.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약서...3
• SUMMARY...5
• 목차...7
• I.서론...9
• II.이론...12
• 1.종래의 액상소결 이론...12
• 2.기공내부에 확산 불가능한 기체가 포획될 경우...21
• 3.기공내부기체의 용해확산을 고려할 경우...27
• III.본 실험...31
• 1.공기중 소결시의 고립기공 기동...31
• 1-1. 원료 및 실험 방법...31
• 1) 원료...31
• 2) CaMgSiO4의 제조...31
• 3) 시편의 제작...34
• 4) 밀도측정...34
• 5) 현미경 사진분석...36
• 1-2. 결과 및 고찰...41
• 1) 소절시간에 따른 기공의 거동...41
• 2) 소절온도에 따른 영향...49
• 1-3. 결론...56
• 2.분위기 조절에 따른 고립기공의 거동...58
• 2-1. 실험방법...58
• 2-2. 결과 및 고찰...61
• 1) 고립기공소멸의 초기단계...69
• 2) 고립기공소멸의 후기단계...81
• 2-3. 결론...90
• 3.과소결현상...91
• 3-1. 실험방법...91
• 3-2. 결과 및 고찰...92
• 3-3. Simulation...102
• 3-4. 결론...111
• IV.참고문헌...113
• V.부록...115
• VI.논문발표실적 또는 계획...118