금속 연료로 사용되는 마이크로/나노 알루미늄 입자를 산화피막에 의한 점화 지연을 최소화 하는 점화 방법을 제시 하였다. 알루미늄 입자를 생성시킴과 동시에 가열하여 입자가 생성된 직후 산소와 접촉시 격렬한 산화 반응을 유도하여 점화를 시키는 방법이다. 1064 nm 파장의 Nd:YAG 펄스 레이저를 이용한 레이저 삭마(laser ablation)를 알루미늄 시편에 발생시켜 입자를 생성하였으며, 산란 기법(scattering method)을 이용하여 입자를 가시화하여 생성을 확인하였다. 10.6 ${\mu}m$ 파장의 $CO_2$ 연속 레이저를 사용하여 알루미늄 시편을 가열하고 생성된 입자의 점화 열원으로 사용하여 알루미늄 입자가 점화되고 연소되어 이동하는 궤적을 확인하였다.
This study reports the CW $CO_2$ laser scribing of soda lime glass. In this study, scribing experiments are carried out at different laser powers, scan speeds, and focal positions to investigate the effect of the process parameters on the interaction characteristics between a laser beam and glass. In particular, the interaction characteristics are analyzed and described with the input laser energy per unit length. According to the experimental results, the damage threshold for the glass surface was found to exist between 0.072 and 0.08 J/mm. The input laser energy in this region induced partial melting of the surface and grain-shaped cracks. These cracks tended to increase as the input laser energy increased. At the laser input energy larger than 1 J/mm, a huge crack propagating along the scan direction was produced, and the volume below the scribed area was fully melted. The growth of this crack finally resulted in the complete cutting of the glass at the input laser energy above 8 J/mm. It was found that both the width and depth of the scribed line increased with increasing input laser energy. For the beam focusing at the rear surface, the width of the scribed line varied irregularly. This could be ascribed to the increased asymmetry of the beam intensity distribution when the laser beam was focused at the rear surface. Under this condition, a large burr was only produced on one side of the scribed line.
The purpose of this study is to evaluate thermal shock resistance and thermal shock fracture toughness for ATJ graphite. Thermal shock resistance and thermal shock fracture toughness of ATJ graphite are evaluated by using CO$_2$ laser irradiation technique. The laser heat source is irradiated at the center of specimens. Temperature distribution on the specimen surface is measured using the thermocouples of type K and C. SEM and radiographic images are used to observe the cracks which are formed at the thermal shock specimens.
The in-process monitoring of $CO_2$ welding of Zn-coated steel plates has been studied and compared with that of conventional thin plates. Relationships between weld defects and plasma emission signals were evaluated in laser lap joint of thick Zn-coated steel. According to the study, weld defects were found to increase with Zn content. As a result, measured plasma emission signals also decreased. In case of plate with $15{\mu}m$-thick Zn-coated layer, defects caused by evaporation of Zn could, therfore, controled by gap of 0.1mm, resulting in a stable emission signals. However, the amplitude of signals fluctuated very widely. Variation of amplitude sould be limited in 3-8V by FFT smoothing.
The potential advantages of the hybrid welding process are improved weld penetration, enhanced gap tolerance, control of weld metal composition, and improved weld quality in comparison to laser or arc welding. Especially, the deep penetration of hybrid welding is very attractive in welding of thick plates. In this study, therefore, the influence of arc power in hybrid welding on detailed bead dimensions at different laser power levels was investigated.
고밀도 에너지를 열원으로 이용하는 고출력 레이저로는 CO$_{2}$레이저와 Nd;YAG 레이저가 있다. 레이저는 열가공임에도 불구하고 빔의 스폿경을 작게하여 높은 에너지 밀도($10^{6}$ W/cm$_{2}$ 이상)을 얻을 수 있으므로 열영향이 작고 작은 변형범위내에서 용접을 할 수 있고 입력 에너지의 제어성이 좋아서 미세한 용접이 가능하게 하고, 빔폭 대비 용입깊이가 커서 깊은 용접 비드가 형성되며, 자동화가 용이하다는 장점이 있다. 특히 Nd;YAG 레이저의 경우는 광 섬유를 이용하므로서 에너 지의 시간 분할 및 에너지 분할을 할 수 있는 등 분기 및 배치가 용이하며 펄스의 활 용을 극대화 할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 결점으로도 맞대기 용접의 경우 갭의 여유가 판두께, 초점위치, 빔모드에 따라 변화하는데 이는 빔 스폿이 작음에 따른 장점이 단점으로 작용하는 경우이다. 레이저 용접부의 비드 폭이 좁기 때문에 인장 강도가 모재의 인장강도보다 밑도는 것도 겹쳐서 용접된 이음 부분의 인장강도에 있 어서 단점이 되고 있다.
일반적으로 구조물용 외부의 정적 및 동적 하중과 외부환경으로 인하여 피로균열과 부식이 발생하며, 이것은 구조물의 변형을 유발하여 결국 파단으로 이어지기 때문에 균열과 부식의 검출 및 평가와 함께 구조물의 변형에 의한 진동, 변위 기울기와 같은 거동을 감시하는 것도 매우 중요하다. 이에 레이저 센서 시스템을 이용하여 이러한 거동을 측정하여 이상 유무를 모니터링 할 수 있는 구조물 안전감시 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 2차원으로 배열한 광전센서를 이용하여 구조물의 변형에 의해 유발된 광궤적의 변화를 감시하며, 또한 데이터를 취득하고 신호처리 할 수 있는 운용 프로그램도 갖추고 있다. 본 연구에서는 개발한 안전 진단 시스템의 필드 적용에 앞서 실험실에서의 몇 가지 실험을 통하여 그 효용성을 검증하였다.
A RS840 $CO_2$laser and a powder auto-feeding apparatus have been used to deposit single tracks of Ni-base superalloy on low carbon steel. In this paper, the effects of laser cladding parameters on clad geometry, dilution and microhardness are studied. As a results, the w/h ratio of the clad layer increases with decreasing powder feed rate and increasing laser scan speed. Increase of powder density and decrease of specific energy have little effect on dilution. It was found that the clad layer of the highest hardness has a structure in which fine and leaf like phases are dispersed in ${\gamma}$Ni matrix.
Nano crystalline or non-crystalline particles have been widely used in various industrial area, such as ceramics, catalysis, electronics, metallurgy and optic device. In all applications, synthesizing the particles as small as possible and controlling the crystalline phase according to its purpose are necessary for the enhancement of processing performance. In some cases, non-agglomerated particles may be necessary for solving the packing problems. This motivates our attempt of controlling size, morphology, phase of nano titania and silica particles. If one can enhance sintering rate of small aggregates independently of collision rate, one may expect that original aggregates can be changed into volume equivalent spheres and thereby the decrease of collision frequency due to the change leads to much smaller rate of growth of the particles. This is the basic idea of our control strategy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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