초록 ▼

"고령토의 종합활용 기술개발" 사업의 세부과제중 "내화재용 합성물라이트의 양산화 개발"연구의 제2차년도는 $1985.6.11{\sim}1986.6.10$까지 한국과학기술원 정밀요업재료 연구실팀에 의해 수행 되었다. 이 연구는 제 1차년도에 수행한 연구결과를 기본으로 하고 저렴한 가격으로 보다더 저온에서 합성 가능할 수 있도록 보오크사이트와 카오린계, 지르콘과 알루미나계의 혼합물로부터 양산에 적용할 수 있도록 추진되었다. 다음은 그 주요성과에 대하여 개괄적으로 기술하였다.
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"고령토의 종합활용 기술개발" 사업의 세부과제중 "내화재용 합성물라이트의 양산화 개발"연구의 제2차년도는 $1985.6.11{\sim}1986.6.10$까지 한국과학기술원 정밀요업재료 연구실팀에 의해 수행 되었다. 이 연구는 제 1차년도에 수행한 연구결과를 기본으로 하고 저렴한 가격으로 보다더 저온에서 합성 가능할 수 있도록 보오크사이트와 카오린계, 지르콘과 알루미나계의 혼합물로부터 양산에 적용할 수 있도록 추진되었다. 다음은 그 주요성과에 대하여 개괄적으로 기술하였다.
${\bigcirc}$ 국산 카오린과 외국산 보오크사이트의 각각 혼합물로부터 $1650^{\circ}C$에서 양호한 물라이트를 합성하였다.
${\bigcirc}$ 물라이트 합성에 첨가된 mineralizer효과에 대하여 연구하고 소결촉진효과가 있음을 확인하였다.
${\bigcirc}$ 지르콘과 알루미나 혼합물로부터 자체반응 소결에 의한 물라이트를 합성하였다. 또 MgO,$Y_2O_3$, CaO 및 입방정 $ZrO_2$를 첨가하여 반응생성물인 지르코니아의 특성에 대하여 고찰하고 MgO와 CaO에 의한 안정화 영역을 조사하였다.
${\bigcirc}$ 이상의 40개 조합물에 대해 합성한 물라이트의 열적특성을 조사하여 내화재용 물라이트의 산업화 응용이 가능하도록 주력하였다.
${\bigcirc}$ 끝으로 카오린과 보오크사이트의 조할물 2가지를 선택하여 양산화 시험을 수행하여 우수한 물라이트를 합성하였고 제조공정의 안정을 위하여 기본자료를 제시하였다.

Abstract ▼

The second year study (1985.6.11-1986.6.10) for a mass production of synthetic mullite conducted in Fine Ceramic Mat'1 Lab., KAIST. The present research was proposed for applying of mass production process, which is prepared with kaolinbauxite and zircon-alumina systems in order to obtain a mullite

The second year study (1985.6.11-1986.6.10) for a mass production of synthetic mullite conducted in Fine Ceramic Mat'1 Lab., KAIST. The present research was proposed for applying of mass production process, which is prepared with kaolinbauxite and zircon-alumina systems in order to obtain a mullite as possible as lower cost and temperature.
The conclusions of this work are as follows :
1. Mullite ($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$) is synthesized at $1650^{\circ}C$ from mixtures of domestic kaolin and imported bauxite.
2. Some additives had a mineralizer effect in mullite synthesis.
3. And this work studied a in situ-reactive sintering, be concerned in mullite-zirconia composite from stoichiometric zircon-alumina mixture, and investigated the phase transformation of reacted $ZrO_2$ with stabilizer (MgO,
$Y_2O_3$, CaO and $cubic-ZrO_2$).
4. Thermal properties of 40 batches investigated for industrial merits of refractory material.
5. Finally, it demonstrated mass production of synthetic mullite with 2 batches of kaolin-bauxite system, and proposed primarily technical data for stability of production process.

목차 Contents

• 제 1 장 서 론...22
• 제 1 절 연구개발의 중요성...22
• 제 2 절 연구개발의 범위...23
• 제 3 절 연구개발 결과의 활용계획...24
• 제 2 장 문헌조사...25
• 제 1 절 물라이트의 특성...25
• 제 2 절 물라이트의 합성법...27
• 제 3 절 외국산 물라이트의 특성...28
• 제 3 장 실험방법...35
• 제 1 절 원료 및 특성...35
• 1. 보오크사이트 - 카오린계...35
• 가. 보오크사이트...35
• 나. 카오린...40
• 2. 지르콘 - 알루미나계...46
• 가. 지르콘...46
• 3. 첨가물...48
• 제 2 절 원료조합...51
• 1. 보오크사이트 - 카오린계 조합...51
• 2. 지르콘-알루미나계 조합...51
• 제 3 절 성형 및 소성...59
• 1. 성형...59
• 2. 소성...64
• 제 4 절 특성 조사...67
• 1. 소결특성...67
• 2. 열팽창특성...67
• 3. X-선 회절분석...67
• 4. 미세구조관찰...68
• 제 4 장 결과 및 고찰...70
• 제 1 절 물라이트의 합성...70
• 1. 반응기구...70
• 2. 보오크사이트와 카오린과의 반응...71
• 3. 물라이트와 TiO₂와의 관계...77
• 4. 물라이트와 ZrO₂와의 관계...79
• 제 2 절 물라이트와 지르코니아의 복합체 합성...81
• 1. 복합체와 MgO와의 관계...82
• 2. 복합체 소결에 cubic zirconia의 영향...94
• 3. 복합체와 Y₂O₃와의 관계...94
• 4. 복합체와 CaO와의 관계...100
• 제 3 절 물라이트의 열적특성...100
• 1. 보오코사이트-카오린계의 시편...100
• 2. 지르콘-알루미나계의 시편...103
• 가. MgO의 영향...103
• 나. Y₂O₃ 의 영향...103
• 다. Cubic ZrO₂의 영향...109
• 라. CaO의 영향...109
• 제 4 절 양산실험...109
• 1. 분쇄...110
• 2. 탈수...110
• 3. 혼련 및 성형...111
• 4. 건조 및 소성...111
• 5. 검토...111
• 제 5 장 결 론...116
• 참고문헌...118