알루미나 소결 및 밀도 측정 (A+)

소개

"알루미나 소결 및 밀도 측정"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론적 배경
3. 실험 방법
4. 설계 결과 및 분석
5. 비고 및 고찰
6. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
알루미나 분말을 성형하여 시편을 제작하고 고온에서 소결함으로써 소결 중에 일어난 밀도와 미세구조의 변화를 조사하여 소결에 대해 배우고, 습득한다. Archimedes의 원리를 이용하여 체적밀도(Bulk density), 겉보기 밀도(apparent density), 기공률(open porosity)등의 측정으로 소결 중에 일어나는 밀도와 미세구조의 변화를 관찰하고 조사하는데 목적이 있다.

2. 이론적 배경
소결은 입자들을 정합적(coherent)으로 결합하여 원자적 차원에서 종종 발생되는 물질이동을 통한 고상구조화에 대한 열처리 과정이다. 결함은 강도를 증가시키며 계의 에너지를 낮추게 한다. 분말은 효과적으로 공간을 채우지 못한다. 그 예로, 동일 크기의 구들은 용기의 대략 60%를 채우게 되며, 진동 하에서도 최대 충진 밀도인 64%에 도달한다. 그 외에도 입자모양 및 압력을 적용하여 더욱 높은 밀도가 얻어질 수 있지만 입자들 사이에는 항상 기둥이 존재한다. 따라서 모든 분말구조는 초기에 다공성이다. 이러한 초기구조를 “성형(green)”상태라고 하며 소성되지 않은 분말 상태를 나타낸다. 형상은 있으되, 소성되지 않은 분말은 종종 성형체(compact)라고 하며 압축 성형된 상태를 나타낸다. 대부분의 성형체는 밀도 증진 및 형상 부여를 위하여 분말에 압력을 가하여 제조된다. 성형체는 대채로 약하며, 비타민 알약과 아스피린은 압축된 분말의 일반적인 예이다. 이러한 성형체들은 강도 및 다른 물성값들의 증가를 위하여 소결된다.

1) 하소
전반적인 세라믹 시편 제작 과정에 기초가 되는 공정으로 세라믹 소재 성형체에 심한 수축이 일어나면 성형체에 균열이 생기거나 응력이 발생하여 문제가 되는데, 미리 균열과 응력을 방지하기 위해 분말의 불순물이나 수분을 없애는 과정이며 저온에서 고온으로 가열하는 목적이 있다. 하나의 단일 물질로 반응하는 것을 돕기 위해 수행되는 세라믹 공정으로써 하소는 입자의 크기 조절 뿐 아니라 후 공정에서의 소결성을 좋게 하고 미세해서 충진이 어려운 분말의 입자크기를 크게 하여 충진성을 높인다.

참고자료

· Ceramic Test and Calculations, A. I. Andrews 저, John Wiley & Sons, Inc, 1957.
· 무기재료실험, 김복희 공저, 반도출판사
· Isacc, tistory, “소결”, https://onnons.tistory.com/181, 2022.05.13
· 박찬오, 서울대 원자력정첵센터, “소결”, https://atomic.snu.ac.kr/index.php/%EC%86%8C%EA%B2%B0, 2022.05.12.
· 한국알루미나, http://ka.daejookc.com/business/product.htm, 2022.05.12.
· 자본주의과학자, tistory, “소결”, https://luvlyday.tistory.com/48, 2022.05.12.
· BboL, tistory, “표준편차”, https://learnx.tistory.com/entry/%ED%86%B5%EA%B3%84%EC%9D%98-%EA%B8%B0%EC%B4%88%EC%9D%B8-%ED%8F%89%EA%B7%A0-%EB%B6%84%EC%82%B0-%ED%91%9C%EC%A4%80%ED%8E%B8%EC%B0%A8, 2022.05.13.
· 유리함수정, Naver, “신뢰구간”, https://blog.naver.com/ssooj/222387594439, 2022.05.13.
· 다사랑, Naver, “물의 밀도”, https://blog.naver.com/atago59/222540255405, 2022.05.13.