초록 ▼

Aluminium Titanate(Al2TiO5)세라믹스는 낮은 열팽창계수, 낮은열전도도 및 낮은 탄성률과 높은 내화도(융점 1860℃)로 인하여 우수한 열충격성을 갖는 재료이다. 이와 같은 특성으로 인하여 Al2TiO5는 소형자동차용 Portliner와 Turbochargercatings에 단열재료로, 비금 속용융체공장과 유리 산업에 내화물로서 응용되고 있다. 그러나 각 결정축에 따른 상이한 열팽창계수로 인하여 미세균열이 발생되어 열적 기계적 성질이불안정하며 이는 800-1300℃ 온도 영역에서 출발물질인 Al2O3와

Aluminium Titanate(Al2TiO5)세라믹스는 낮은 열팽창계수, 낮은열전도도 및 낮은 탄성률과 높은 내화도(융점 1860℃)로 인하여 우수한 열충격성을 갖는 재료이다. 이와 같은 특성으로 인하여 Al2TiO5는 소형자동차용 Portliner와 Turbochargercatings에 단열재료로, 비금 속용융체공장과 유리 산업에 내화물로서 응용되고 있다. 그러나 각 결정축에 따른 상이한 열팽창계수로 인하여 미세균열이 발생되어 열적 기계적 성질이불안정하며 이는 800-1300℃ 온도 영역에서 출발물질인 Al2O3와 TiO2로 분해되는 결과를초래하여 산업응용에 많은 문제점으로 대두되고 있다.본 연구에서는 MgO, SiO2, ZrO2등과 Al2TiO5을 고온 Arc 노에서 첨가제와 함께 용융시킨 후 Al2TiO5 격자내에 고용체를 형성시켜 Spinel과 제2상으로 Mullite, ZrO2와Al2O3으로 Al2TiO5의 입자성장을 억제시킴으로서 열적으로 안정화시켜 내구성과 내침식성이 뛰어난 Aluminium Titanate고용체를 합성하고 최종적으로 구조재료 서비스 수명을 예상한다.ATG복합체의 열팽창 특성은 Al2TiO5을의 센 상이한 열팽창으로 인한 hsteresis를 나타낸다. 이와 같은 현상은 미세균열의 opening과 closing의로 설명된다. 입자크기와 안정제 차이에 따른 microcracking 온도는 각각 587.6(ATG1), 405.9(ATG2)와 519.7(ATG4)℃이다. 여 야기되는 750-1400-750℃온도 반복조건에의 열충격 특성은 안정화된 세 재료의미세구조와 상형태의 변화가 없을 확인할 수 있다. 1100℃에서 100시간 동안 열적 내구성테스트한 후 ATG복합체는 거의 모두 경우 약 20%는 Al2TiO5로 존재하나 Corundum과Rutile로 분해되었다. 그러므로 약 800-1300℃사이에 임계온도에서 안정화된 이들 재료의분해를 방지하기 위해서는 짧은 시간동안에 응용, 즉 통과되어야 한다.

Abstract ▼

Aluminium Titanate(Al2TiO5) Ceramics are used as exellentthermal shock resistant material because of its low thermal expansion coefficient, lowthermal conductivity, low Young's modulus and high melting temperature(1860℃).These properties allow for also the testing as an insulating materi

Aluminium Titanate(Al2TiO5) Ceramics are used as exellentthermal shock resistant material because of its low thermal expansion coefficient, lowthermal conductivity, low Young's modulus and high melting temperature(1860℃).These properties allow for also the testing as an insulating materials like portliners orturbocharger castings for automobile, and as a refractory materials for non ferrrrousmetallugical and glass industries. However, these materials have low mechanicalstrength due to the presence of microcracks developed by a large difference in thermalexpasnsion coefficients along crystallographic axes. Unstabilized Al2TiO5 tends todecompose into Al2O3 and TiO2 in the temperatture range of 800-1300℃ that renderedit apparently useless for industrial applications.In this study, the thermal instability of Al2TiO5 was controlled by solid solutionwith MgO, SiO2, and ZrO2 through electrofusion in an arc furnace in the Al2TiO5lattice, which are spenel with Mg2TiO5 and Mullite, or the limitaion of grain growth ofAl2TiO5 with ZrO2 and α-Al2O3 for thermal durability and good thermal shockresistance. The study was conducted in order to be able to predict the service life ofaluminium titanate ceramics by this solid solutions.The thermal expansion properties of ATG composites show the hysteresis due tothe strong anisotropy of Al2TiO5. These phenomena are explained by the opening andclosing of microcracks. The difference in microcracking temperatures, e.g.587.6(ATG2), 405.9(ATG3) and 519.7℃(ATG4) is caused by the difference in grain sizeand stabilization status. The thermal shock behaviour under cyclic conditions between750-1400-750℃, show no change in microstructure and phase asemblage for all threestabilized specimens. After the thermal loading test at 1100℃ for 100hrs, ATG1 andATG2 materials decomposes completely to its components corundum and rutile in bothcases. However, approximatelly 20% of the Al2TiO5 is still retained in theundecomposed state. Thus in order to prevent decomposition of the stabilized materialthe critical temperature range between about 800-1300℃ must be traversed within ashort period of time.

목차 Contents

• 1) 서론...6
• 1. 연구의 배경...6
• 2. 연구의 목적...6
• 3. 연구의 범위...7
• 4. 연구내용...9
• 3) 연구결과 및 고찰...15
• 4) 고찰...23
• 5) 인용문헌...25