초록 ▼

연구결과
평균입도가 280㎛의 굵고 순도가 99.995%인 α-SiC 분말을 제조하였다. 2150℃ 열처리 초기에 β-α 로 상전이 된 α-SiC 입자는 작은 β-SiC 입자를 소비하면서 빠르게 성장하였다. 이때 입자성장 기구는 2-D nucleation 입자성장 기구로 설명할 수 있었다. 2-D nucleation 입성장을 위한 구동력은 입자크기 계면에너지 차이보다는 고온에서의 β-와 α-SiC간의 증기압 차이로 생각되어진다.
탄화규소를 열처리 할 때 카본의 첨가는 증기압 차이를 감소시켜 2-D nucleation 입

연구결과
평균입도가 280㎛의 굵고 순도가 99.995%인 α-SiC 분말을 제조하였다. 2150℃ 열처리 초기에 β-α 로 상전이 된 α-SiC 입자는 작은 β-SiC 입자를 소비하면서 빠르게 성장하였다. 이때 입자성장 기구는 2-D nucleation 입자성장 기구로 설명할 수 있었다. 2-D nucleation 입성장을 위한 구동력은 입자크기 계면에너지 차이보다는 고온에서의 β-와 α-SiC간의 증기압 차이로 생각되어진다.
탄화규소를 열처리 할 때 카본의 첨가는 증기압 차이를 감소시켜 2-D nucleation 입성장을 지연시키고, 카본의 양이 많아질수록 입자 크기가 감소된다. α-SiC seed를 첨가하면 핵 생성 사이트의 수를 증가시키고 결과적으로, 상전이가 빠르고 최종 성장 된 입자 크기도 감소된다. 앞에서 설명한 입자 성장기구를 바탕으로 실리콘과 카본을 출발 원료로 판상형 네트워크 구조를 갖는 SiC 다공체를 제작하였다. 이때 Si-함유 고분자를 첨가하여 밀도를 조절할 수 있었다. 첨가한 실리콘 함유 고분자는 1500℃에서 실리콘과 카본과 함께 β-SiC로 합성이 될 수 있어야 하고, 그 이상의 온도에서 α-SiC로 상전이 하면서 입자가 network 구조를 가지며 다공체 형태가 된다. 이 때, 카본 함량 조절이 미세조직 형성에 중요한 역할을 하였다.

연구결과의 활용계획
다공질화 기술은 환경 산업의 중요성이 극대화됨에 따라 환경정화용 필터 관련 부품을 중심으로 전 산업으로 광범위하게 응용되고 있다. 그 구체적인 응용분야를 보면 탈황, 탈질, 다이옥신, VOC 제거용 고성능 필터 등의 수요가 급증 할 것으로 예상되며, 국내 시장은 매년 30-40% 성장 할 것으로 예측하고 있다. 다공질 재료 기술은 응용범위가 광범위한 파급성이 매우 큰 기술이며, 동시에 고전과 미래가 공전하는 기술이다. 즉 다공질 재료의 가장 큰 응용인 filter는 인류의 역사와 유사한 영가를 가지고 있으며 현재에도 산업 각 분야에서 주요 부품으로 사용되고 있다. 저비용 및 단순한 공정방법으로 탄화규소 다공체를 제공하고, 더 나아가 재료 내부에 기공의 크기, 형상, 크기분포, 배향성 등을 제어함으로서 재료 연구의 새로운 지평선을 열 수 있을 것으로 기대된다.


(출처 : 한글요약문 4P)

Abstract ▼

Purpose & contents
Porous SiC is recognized as a leading candidate for porous filter applications related to the environmental and energy industry, owing to its excellent high temperature properties, good thermal resistance, good corrosion resistance and thermal shock resistance. These include di

Purpose & contents
Porous SiC is recognized as a leading candidate for porous filter applications related to the environmental and energy industry, owing to its excellent high temperature properties, good thermal resistance, good corrosion resistance and thermal shock resistance. These include diesel particulate filters, gas burner media, thermal insulators and catalyst supports. Sufficient strength and the associated requirements of porosity and pore size are needed for these applications. Various methods have been developed for preparing porous SiC ceramics. but the porous SiC ceramics have insufficient strength, non-uniform bonding and high production cost. In this work, porous SiC ceramics were fabricated using silicon, carbon powders as the starting materials and add the polymer having silicon group. This porous SiC were composed of interconnected huge plate-like grains and network structure. This method is simple and cost-effective for fabrication porous SiC ceramics. It is possible that the porous SiC ceramics have high mechanical property, porosity, and pore size control.

Result
The average particle size was prepared with a purity of 99.995% of coarse α-SiC powder of 280㎛. It grew rapidly while consuming a large small β-SiC particles of phase transition has been α-SiC particles in a β-α at 2150 ℃ heat treatment. Particle growth mechanism could be explained by the 2-D particle nucleation growth mechanism. The driving force for the 2-D nucleation grain growth, size of particles, rather than the difference in surface energy, is considered to be the difference in vapor pressure between the β- and alpha-SiC at elevated temperatures. The addition of carbon to the silicon carbide heat treatment delays the 2-D nucleation grain growth by decreasing the vapor pressure difference. As the amount of carbon increases, the size of the particles is reduced. The addition of α-SiC seed can increase the nucleation site and consequently, also reduces the phase transition is fast and the final particle size growth. A silicon and carbon based on the particle growth mechanism was produced in the SiC porous body having a plate-shaped network structure as a starting material. It was added to adjust the density of the Si- containing polymer. Added silicon-containing polymer must be synthesized by beta-SiC with silicon and carbon at 1500 ° C. More a phase transition in the α-SiC in the temperature, the form of the porous body in which the particles had a network structure. At this time, the adjustment of the carbon content played an important role in the formation of fine tissue.

Expected Contribution
Porous technology, by the importance of environmental industry is maximized, has been widely applied in all industries around the filter-related parts for the environmental cleanup. In the particular application it is expected that demand for desulfurization, denitrification, dioxane, VOC removal filter for high performance to surge, the domestic market is expected to grow 30-40% annually. Porous Materials Technology is a big range of application technologies, there is a technical classic and the future together. The biggest application of a porous filter material is important component in the fields of industry today. Providing a silicon carbide porous body at a low cost and simple process. Furthermore controlling the size of the pores in the material, shape, size distribution, orientation, etc. it is expected to open a new field of materials research.


(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 33
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 33
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 33
• 8. 참고문헌 ... 34
• 9. 연구성과 ... 35
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 38
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 38
• 12. 기타사항 ... 38
• 대 표 연 구 실 적 ... 39
• 대표적 연구실적 사본 ... 43
• 끝페이지 ... 49