Slip casting(주입성형)

소개글

Slip casting(주입성형)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험주제

2. 실험목적

3. 실험장소

4. 실험일시

5. 실험기자재

6. 실험 공정 이론

7. 실험방법

8. 실험결과

9. 결론 및 고찰

10. 참고문헌

본문내용

성형체 1
성형체 2
측정1
측정2
측정3
평균값
측정1
측정2
측정3
평균값
지름(㎜)
53.60
53.66
53.38
53.547
53.34
53.65
53.39
53.46
두께(㎜)
3.86
3.79
3.69
3.78
3.46
3.19
3.11
3.253
높이(㎜)
52.33
52.24
52.20
52.257
51.81
51.50
51.29
51.533
질량(g)
43.2573
40.4590
<표5. 1차 소결 후의 성형체의 물리량>
성형체 1
성형체 2
측정1
측정2
측정3
평균값
측정1
측정2
측정3
평균값
지름(㎜)
47.59
48.38
47.46
47.81
48.36
47.26
47.86
47.827
두께(㎜)
3.30
3.43
3.23
3.32
2.85
3.02
2.99
2.953
높이(㎜)
45.51
44.90
44.67
45.027
45.47
45.76
45.45
45.56
질량(g)
43.1350
40.3157
<표6. 2차 소결 후의 성형체의 물리량>
성형체 1
성형체 2
소결 전
1차 소결 후
수축률(%)
소결 전
1차 소결 후
수축률(%)
지름(㎜)
53.667
53.547
0.224
53.66
53.46
0.373
두께(㎜)
4.12
3.78
8.252
3.36
3.253
3.185
높이(㎜)
52.413
52.257
0.299
52.073
51.533
1.037
질량(g)
46.1346
43.2573
6.237
43.1406
40.4590
6.216
<표7. 1차 소결 후의 평균 수축률 및 질량변화>
성형체 1
성형체 2
1차 소결 후
2차 소결 후
수축률(%)
1차 소결 후
2차 소결 후
수축률(%)
지름(㎜)
53.547
47.81
10.714
53.46
47.827
10.536
두께(㎜)
3.78
3.32
12.169
3.253
2.953
9.222
높이(㎜)
52.257
45.027
13.835
51.533
45.56
11.590
질량(g)
43.2573
43.1350
0.283
40.4590
40.3157
0.354
<표8. 2차 소결 후의 평균 수축률 및 질량변화>
9. 결론 및 고찰
위의 사진에서도 알 수 있듯이, 다른 조와는 다르게 2차 소결까지 완료된 성형체의 모양이 내부와 외부 모두 비교적 균일하게 성형이 이루어졌다. 그러나 성형체2의 윗부분은 약간의 울퉁불퉁한 모습을 보였는데, 이는 현탁액을 형틀 내에 유입하는 과정에서 표면장력을 고려하여 현택액이 형틀보다 약간 볼록하게 나올 정도로 유입하여야 하는데, 충분하게 유입을 하지 않아 성형체2의 윗부분이 울퉁불퉁한 모양을 가지게 된 것 같다.
2번의 소결 과정을 거치면서, 성형체의 지름, 두께, 높이 및 질량이 변화하는 것을 관찰할 수 있었다. 건조 후, 1차 소결을 마친 성형체의 물리량의 변화를 비교하여 보면, 성형체1은 평균지름이 소결 전 53.667㎜에서 1차 소결 후 53.547㎜로 0.224%의 낮은 수축률을 보였고, 평균두께는 소결 전 4.12㎜에서 1차 소결 후 3.78㎜로 8.252%의 비교적 높은 수축률을 보였다. 평균높이는 소결 전 52.413㎜에서 1차 소결 후 52.257㎜로 0.299%의 낮은 수축률을 보였다. 이 결과로 인해 1차 소결 과정에서는 성형체 내부의 소결속도가 외부의 소결속도보다 높아 지름과 높이 등 외부의 변화량은 거의 없는데 반하여, 두께와 같은 내부의 변화량은 크게 나타났음을 확인할 수 있다. 질량의 경우, 소결 전 46.1346g에서 1차 소결 후, 43.2573g로 6.237%의 질량 감소가 발생하였다.
성형체2의 경우도 성형체1과 비슷한 양상을 나타내었는데, 평균지름은 53.66㎜에서 53.46㎜로 0.373%의 수축률을 보였고, 평균두께는 3.36㎜에서 3.253㎜로 3.185%의 수축률을 나타내었다. 평균높이는 52.073㎜에서 51.533㎜로 1.037%의 수축률을 보여 성형체1보다는 높은 수축률을 보였다. 질량은 43.1406g에서 40.3157g로 6.216%의 질량 감소가 일어났다.
1차 소결 후 진행 된 2차 소결에서는 전반적으로 평균지름, 평균두께 및 평균높이가 비교적 많이 수축되는 현상을 관찰할 수 있었다. 성형체1의 경우를 살펴보면, 10.714%의 평균지름 수축률을 나타내었고, 평균두께는 12.169%의 수축률을, 평균높이는 13.835%의 수축률을 나타낸 것으로 보아 1차 소결에 비하여 성형체의 내·외부 모두에서 활발히 소결이 진행되었음을 알 수 있었다. 하지만 질량은 1차 소결의 변화와 비교하여 0.283%의 낮은 질량감소를 나타내었는데, 이는 1차 소결에서는 성형체 내에 있던 수분이 소결과정에서 밖으로 빠지면서 질량이 크게 감소하였으나, 2차 성형에서는 수분의 의한 질량변화가 거의 없었기 때문이라고 생각된다.
성형체2의 경우에도 성형체1과 비슷한 양상의 변화를 관측할 수 있었다. 평균지름은 10.536%의 수축률을 나타내었고, 평균두께는 9.22%의 수축률을, 평균높이는 11.590%의 수축률을 보였다. 질량은 수분에 의한 질량 변화가 거의 없었기 때문에 0.354%의 낮은 질량감소를 나타내었다.
본 실험은 주입성형의 방법을 익히고 소결에 대한 전반적인 이해를 돕는데 그 목적이 있다고 본다. 배철훈 교수님이 세라믹 공정에서 주입성형에 관한 이론을 배운지 얼마되지 않아, 그와 직접 관련된 실험을 통해 보다 이론적으로 어려웠던 부분을 이해하는데 많은 도움을 준 실험이었다. 또한 세라믹 제조 공정에서 가장 중요한 속도과정인 즉, 고체 입자의 집합체가 융점 이하의 온도에서 가열에 의해 보다 치밀하고 강도가 큰 다결정체로 되는 현상 소결을 이해하는데 많은 도움을 준 것 같다. 2번의 소결을 통하여 고체입자의 집합체에 내포되어 있는 기공이 입자들 간의 접합에 의해서 제거됨으로써, 성형체의 부피가 크게 변화하는 것을 직접 확인할 수 있었고, 소결과정에서 수분의 성형체로부터 빠져나가면서 발생하는 질량변화도 확인할 수 있었다.
10. 참고문헌
· 세라믹 제조공정 기술, 배철훈 · 이홍림 저, ITC
· 최신 세라믹 공학, 김종희 외 공저, Prentice hall
· 세라믹 공학, 이준기 외 공저, 반도출판사

키워드

주입성형,   slip casting,   세라믹 제조,   세라믹 성형,   소결,   세라믹스