In order to fabricate porous mullite ceramics with controlled pore structure and improved mechanical strength, a freeze casting route has been processed using camphene mixed with tertiary-butyl alcohol (TBA) and coal fly ash/alumina as the solvent and the ceramic material, respectively. After sintering, the solidification characteristics of camphene and TBA solvent were evident in the pore morphology, i.e., dendritic and straight pore channels formed along the solidification directions of camphene and TBA ice, respectively, after sublimation. Also, the presence of microcracks was observed in the bodies sintered at 1500 oC, mainly due to the difference in solidification volume change between camphene and TBA. The compressive strength of the sintered bodies was found generally to be dependent, in an inverse manner, on the porosity, which was mainly determined by the processing conditions. After sintering at 1300~1500 oC with 30~50 wt% solid loading, the resulting mullite ceramics showed porosity and compressive strength values in ranges of 83.8~43.1% and 3.7~206.8 MPa, respectively.

Flexible polyurethane/clay porous nanocomposite foams were synthesized using natural and organically modified montmorillonite clays such as bentonite, closite 10A and closite 30B. The content of nanoclays was varied from 1 to 5 wt% of polyol. Dispersion of clay in Polyurethane(PU) matrix was investigated by X-ray diffraction(Cu-Kα rays of wavelength 1.54Å) using an X-ray diffractometer. Also, we determined that the thermal resistance of PU foam increased with added clay, compared to that of pure PU foam. The cell size and the fraction of open cells of the precursor foam were controlled by the addition of clay to the polyurethane foam. Modified clays were found to be more efficient cell openers than the unmodified clay. In addition, the tensile strength and elongation of the polyurethane/clay porous nanocomposites were examined. Increasing clay content increased the mechanical properties of the composites, such as tensile strength, and elongation at break. However, increasing the content over 5 wt% deteriorated the properties of the composites. We found that the nanofillers(bentonite, closite 10A and closite 30B) improved the thermal stability of the nanocomposite foam. The nanocomposite foam containing 3 wt% of closite 30B exhibited the best tensile strength and thermal stability.

Hydroxyapatite (HAp) powders with different crystallinities were synthesized at various calcination temperatures through the co-precipitation of Ca(OH)2 and H3PO4. The degradation behavior of these HAp powders with different crystallinities was assessed in a simulated body fluid solution (SBF) for 8 weeks. Below 800˚C, the powders were nonstochiometric HAp, and the single HAp phase was successfully synthesized at 800˚C. The degree of crystallinity of the HAp powders increased with an increasing calcination temperature and varied in a range from 39.6% to 92.5%. In the low crystallinity HAp powders, the Ca and P ion concentrations of the SBF solution increased with an increasing soaking time, which indicated that the low crystallinity HAp degraded in the SBF solution. The mass of the HAp powders linearly decreased with respect to the soaking time, and the mass loss was higher at lower crystallinities. The mass loss ranged from 0.8% to 13.2% after 8 weeks. The crystallinity of the HAp powders increased with an increasing soaking time up to 4 weeks and then decreased because of HAp degradation. The pH of the SBF solution did not change much throughout the course of these experiments. These results suggested that the crystallinity of HAp can be used to control the degradation.

Eu3+ -doped Y2O3 red phosphor was synthesized in a flux method using the chemicals Y2O3, Eu2O3,H3BO3 and BaCl2·2H2O. The effect of a flux addition on the preparation of Y2O3:Eu3+ red phosphor used asa cold cathode fluorescence lamp was investigated. H3BO3 and BaCl2·2H2O fluxes were used due to theirdifferent melting points. The crystallinity, thermal properties, morphology, and emission characteristics weremeasured using XRD, TG-DTA, SEM, and a photo-excited spectrometer. Under UV excitation of 254nm, Eu2O33.7mol% doped Y2O3 exhibited a strong narrow-band red emission, peaking at 612nm. From this result, thephosphor synthesized by firing Y2O3 with 3.7mol% of Eu2O3, 0.25mol% of H3BO3 and 0.5mol% of BaCl2·2H2Ofluxes at 1400oC for 2 hours had a larger particle size of 4µm on average compared to the phosphor of theH3BO3 flux alone. In addition, a phosphor synthesized by the two fluxes together had a rounder corner shape,which led to the maximum emission intensity.

Porous HAp with three-dimensional network channels was prepared in a polymer foam process using a in-situ formation. HAp/polyol with various HAp solid contents was formed with an addition of isocyanate. Under all conditions, the obtained porous HAp had pore sizes ranging 50 μm to 250 μm. The influence of the HAp content on the physical and mechanical properties of porous HAp scaffolds was investigated. As the solid content increased, the porosity of the porous HAp decreased from 79.3% to 77.9%. On the other hand, the compressive strength of the porous HAp increased from 0.7 MPa to 3.7 MPa. With a HAp solid content of 15 g, the obtained porous HAp had physical properties that were more suitable for scaffolds compared to other conditions.

Porous poly(e-caprolactone) (PCL) scaffolds were fabricated by salt leaching method. The PCL scaffolds were treated with aqueous NaOH for 0h, 2h, 4h, 8h, and 12h at 40˚C. The NaOH-treated PCL scaffolds were dipped in CaCl2 and K2HPO4·3H2O solution alternately three times to induce apatite nuclei onto the surface of the scaffolds. The NaOH-treated PCL scaffolds were immersed into SBF solution for 1day to grow the apatite. The apatite formation were investigated as a fuction of NaOH treatment time. The hydrophilicty and surface area of the PCL scaffolds were increased with NaOH-treatment time. The NaOH-treated PCL scaffolds were successfully formed a dense and uniform bone-like apatite layer after immersion for 1 day in SBF solution.

3Y-TZP, 12Ce-TZP 및 3Y-TZP, 12Ce-TZP 현탁액의 제타포텐셜과 겉보기점도의 측정으로부터 슬립주입공정에 의한 다층복합체의 제조조건을 조사하였다. 아울러 다층복합체의 소결밀도, 미세구조, 결정상에 미치는 열처리의 영향을 검토하였다. 3Y-TZP와 12Ce-TZP 현탁액의 등전점을 pH 8부근이었으나 3Y-TZP/12Ce-TZP의 등전점은 pH8.6이었다. 현탁액은 전단속도의 증가와 더불어 점도가 감소하는 의가소성유동을 나타내었다. 15 및 20vol% 고체함량을 갖는 3Y-TZP와 3Y-TZP/12Ce-TZP 현탁액은 소량(0.3wt%)의 유기해교제의 첨가만으로 슬립주입에 적당한 유동성을 보유하였으나, 12Ce-TZP의 경우는 점도를 감소시키기 위하여 부가적인 전해질이 필요하였다. 이론밀도의 98% 이상을 보유하고 0.3~2.2μm의 입경을 갖는 치밀한 다층복합체가 1500˚C 소결로 얻어졌다.

다공성 알루미나 소결체내부로 3Y-TZP 및 12Ce-TZP 전구체를 각각 액상침투시킴으로써 2종류의 Al2O3/TZP복합체를 제조하였다. 소량의 (~11.0 wt%) TZP의 첨가는 Al2O3소결체 (1600˚C, 2시간)의 강도 (19~59%)와 파괴인성(14~157%)을 증가시켰다. 3Y-TZP의 첨가는 복합체의 강도의 향상에 12Ce-TZP의 첨가는 인성의 향상에 보다 효과적이었다. 침투도니 TZP는 복합체의 내부보다 표면에 집중되었으며, 그 결과 이곳에서의 입성장에 빨랐고 Al2O3의입성장 억제효과도 상대적으로 뛰어났다. 입계 및 입내균열전파가 일어났으나 Al2O3/12Ce-TZP의 경우가 Al2O3/3Y-TZP에 비하여 입계파괴가 우세하였다

ZrO2, B2O3 및 AI을 사용하여 SHS법에 의한 붕화지르코늄을 합성을 하고 산화철과 알루미늄 분말의 첨가가 합성물의 치밀화에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 합성물중에 존재하는 결정상은 대부분이 ZrB2와 α-AI2O3상이었다. 산화붕소와 알루미늄의 몰비가 1.0:3.3이상일 때 합성물의 치밀화는 크게 증가하였고, ZrB2 입자도α-AI2O3용융상과 더불어 조대하였다. 산화철 1목에 대하여 알루미늄을 1-3몰을 첨가한 것과 산화철 1.5몰에 대하여 알루미늄을 3몰 첨가시 α-AI2O3를 중심으로하는 슬라그상으로부터 용융상의 분이가 가능하였고, 이들 용융상에 존재하는 결정상은 ZrB2이외에 Fe, Fe2B, Zr2Fe상이었다. 용융상의 상대밀도는 산화철 1몰에 대하여 알루미늄을 1몰 첨가시 83.2%인 반면에 그 이상의 첨가량에 대해서는 치밀화는 크게 증가하여 알루미늄을 3몰 첨가한 경우 상대밀도는 93.7%로서 최대를 나타내었다.

5-64.3mol% AI2O3를 함유하는 AIN(1wt% Y2O3)의 1650-1900˚C 상압소결에 따른 치밀화 거동, 미세구조, 열전도도가 검토 되었다. XRD 분석결과, AION(5NIN ?9 AI2O3 ), 27R AIN다형, AIN이 소결체의 주상으로서 동정되었다. AI2O3 의 함량이 증가할수록 소결체의 부피밀도는 증가 하였다. AION을 기지상으로 하는 물질(≥ 30mol% AI2O3 )인 경우는 1750˚C 소결에서 최대의 부피밀도를 나타내었으며, AIN을 기지상으로 하는 경우(5mol% AI2O3 ) 는 소결온도가 증가할수록 밀도가 감소하였다. Y2O3의 존재하에서 주로 1850˚C이상에서 AI2O3 와 AIN의 반응에 으해서 액상이 생성되었다. AION을 기지로 하는 물질의 치밀화는 주로 액상의생성 및 AION의 입성장에 의해서 지배되었으나, AIN을 기지로 하는 물질에 있어서는 1650˚C에서 액상이 생성되었고, 소결온도가 1900˚C까지 상승할 동안 AIN의 입성장은 크게 일어나지 않았다. AI2O3 함량이 증가할수록 낮은 열도도를 갖는 다량의 AION 및 액상의 생성으로 인하여 소결체의열전도도는 감소 하였다. 5mol% AI2O3 를 함유한 1900˚C 소결체가 최대의 열전도도(77.9W/(m?k))를 나타내었다.

알루미나와 하소된 귤껍질의 소결반응에 의해 A I2 O3-CaO내화물이 제조되었다. 치밀화과정에서의 CaO의 영향과 A I2 O3-CaO 소결체의 특성을 고찰하였다. 소결체의 미세구조와 EDS 결과로 A I2 O3-CaO화합물을 확인하였다. 1450˚C에서 열처리한 소결체는 2.87/㎤의 부피비중과 12.03%의 겉보기 기공율을 가지며 압축강도는 312kg/cm2이였다. 1400˚C에서 서결체의 열팽창 계수는 6.55Kx10-6 K-1이였다.

마그네시아-지르코니아 복합체의 소결과 미세구조에 미치는 TiO2의 영향에 대하여 검토하였다. 3mol%Y2O3를 함유한 ZrO2는 TiO2첨가시 1400˚C에서 기지상인 MgO와 첨가제인 TiO2의고용에 의해서 c-ZrO2상으로 존재하였다. TiO2첨가시 조성에 관계엾이 승온수축거동은 유사하였으며 1650˚C에서 최종수축율은 8.58-11.0%였다. 1.67wt%TiO2첨가시 소결이 촉진되어 1600˚C 2시간에서의 소결밀도는 3.7g/cm3(이론밀도의 98%)였다. ZrO2내에 고용된 MgO와 TiO2의 양은 각각 5.67wt%, 2.62wt%로 냉각과정중 입계주위에서 일부 석출되어 Ti화합물을 형성하였다. 이의 존재로 말미암아 생성된 미세균열은 꺽임강도를 감소시켰다.