• Archives of Metallurgy and Materials
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• 제66권4호
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• pp.959-962
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• 2021

In this study, precipitation of Ca in Al-Mg alloys containing a trace of Ca during homogenization was investigated using a transmission electron microscope (TEM) and calculated phase diagrams. TEM result indicated that the Ca-based particles found in the examined sample are Ca₇Mg_7.5Si₁₄. From the calculation of Scheil-Gulliver cooling, it was found that the Ca was formed as Al₄Ca and C36 laves phases with Mg₂Si and Al₁₃Fe₄ from other impurities phase during solidification. No Ca-Mg-Si ternary phase existed at the homogenization temperature in the calculated phase diagram. From the phase diagram of Al-Al₄Ca-Mg₂Si three-phase isothermal at 490℃, it was shown that Ca₇Mg₆Si₁₄ phase co-exists with Al, Mg₂Si and Al₄Ca in the largest region and with only Al and Mg₂Si in Al₄Ca-poor regions. It was thought that the Ca₇Mg₆Si₁₄ ternary phase was formed by the interaction between Mg₂Si and Al₄Ca considering that the segregation can occur throughout the entire microstructures.

• 한국주조공학회지
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• 제35권6호
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• pp.147-154
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• 2015

The effects of Sc and Sr elements on the modification of the eutectic $Mg_2Si$ phase and the castability were investigated in the Al-4wt%Mg-0.9wt%Si-0.3wt%Mn-0.15wt%Fe alloy. Measurements of the cooling curve and microstructure observations were performed to analyze the additional effects of Sc and Sr minor elements during the solidification process. A prominent effect found on the modification of the eutectic $Mg_2Si$ phase with additions of the Sr and Sc elements. Here, a fine eutectic $Mg_2Si$ phase and a decrease in the growth temperature of the eutectic $Mg_2Si$ phase were evident with an addition of Sc element up to 0.2 wt%. The growth temperature of the eutectic $Mg_2Si$ phase decreased and the effect on the modification of the eutectic $Mg_2Si$ phase increased with the addition of Sr element up to 0.02 wt%. The addition of 0.02wt%Sr had the strongest effect on the modification of the eutectic $Mg_2Si$ phase, and the resulting microstructure of the eutectic $Mg_2Si$ phase was found to have a fibrous morphology with a decreased aspect ratio and an increased modification ratio. Fluidity and shrinkage tests were conducted to evaluate the castability of the alloy. The addition of 0.02wt%Sr effectively increased the fluidity of the alloy, while an addition of Sc did not show any effect compared to when nothing was added. The maximum filling length was recorded for 0.01wt%TiB-0.02wt%Sr owing to the effect of the fine ${\alpha}$-Al grains. The macro-shrinkage ratio decreased, while the micro-shrinkage ratio increased with the addition of various eutectic modifiers. The highest ratio of micro-shrinkage was recorded for the 0.02wt%Sr condition. However, the total shrinkage ratio was nearly identical regardless of the amounts added in this study.

• 열처리공학회지
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• 제24권2호
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• pp.82-86
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• 2011

The influences of Bi addition on morphological modification of $Mg_2Si$ phase and mechanical properties were investigated in Mg-7%Al-0.5%Si casting alloy. It was found that the addition of 0.3%Bi changed the $Mg_2Si$ morphology from coarse Chinese script type to polygonal type, and significantly decreased the size to ~5 ${\mu}m$ or less with the increase of number density. The modification of $Mg_2Si$ phase by the addition of Bi resulted in the improvement of tensile properties of the Mg-Al-Si alloy at RT and $175^{\circ}C$.

• 한국주조공학회지
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• 제32권5호
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• pp.219-224
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• 2012

The effects of Mg and Si contents on the microstructure and mechanical properties in Al-Mg alloy (ALDC6) were investigated. The results showed that phase fraction and size of $Mg_2Si$ and $Al_{15}(Fe,Mn)_3Si_2$ phase in the microstructure of Al-Mg alloy were increased as the Mg and Si contents were raised from 2.5 to 3.5 wt%. With Si content of 1.5 wt%, freezing range of the alloy was significantly reduced and solidification became more complex during the final stage of solidification. While there was no significant influence of Mg contents on mechanical properties, Si contents up to 1.5 wt%, strongly affected the mechanical properties. Especially elongation was reduced by about a half with more than 1.0 wt%Si in the alloy. The bending and impact strength were decreased with increased amount of Si in the alloy, as well. The lowered mechanical properties are because of the growth of particle shaped coarse $Mg_2Si$ phase and precipitation of the needle like $\beta$-AlFeSi in the microstructure at the last region to solidify due to presence of excess amount of Si in the alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제31권1호
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• pp.18-25
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• 2011

Effect of Fe and Mn contents on the tensile properties has been studied in Al-9wt%Si-0.3wt%Mg alloy. As Fe content of Al-9wt%Si-0.3wt%Mg-0.5wt%Mn alloy increased from 0.15wt% to 0.45wt%, tensile strength of as-cast alloy decreased from 192 MPa to 174 MPa, and elongation of the alloy also decreased from 4.8% to 4.2%. Decrease of these properties can be explained as the formation of plate shape, ${\beta}-Al_5FeSi$ phase with high Fe/Mn ratio of the alloy. However when Mn content of Al-9wt%Si-0.3wt%Mg-0.45wt%Fe alloy increased from 0.3wt% to 0.5wt%, tensile strength of T6 aged alloy increased from 265 MPa to 275 MPa, and elongation of the alloy increased from 2.3% to 3.6%. These improvements attribute to chinese script, ${\alpha}-Al_{15}(Mn,Fe)_3Si_2$ phase shape-modified from ${\beta}-Al_5FeSi$ phase with low Fe/Mn ratio of the alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제24권6호
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• pp.340-346
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• 2004

초정 $Mg_2Si$와 미세한 $MgZn_2$ 석출상을 갖는 고강도 내마모 Al합금을 개발하기 이하여 Al-l2wt%Mg-5.5wt%Zn합금에 0-5wt%까지 Si을 첨가 시켰으며, 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Si의 함량이 증가함에 따라 형성되는 $Mg_2Si$상의 양이 증가하였으며, 동시에 고강선 온도가 점차적으로 증가함에 따라 효과적인 열처리가 가능해지는 것을 관찰할 수 있었다. 5wt%Si이 첨가된 합금의 경우 적절한 열처리를 통해 미세한 $MgZn_2$ 석출상이 기지에 균일하게 분포한 미세조직을 얻을 수 있었고 이를 통해 인장강도를 현저하게 증가시킬 수 있었다. 또한 Si이 첨가된 Al-Mg-Zn합금은 유동도 및 열간 균열저항성과 같은 주조성면에서도 다른 고강도 Al합금에 비하여 월등히 우수한 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권3호
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• pp.291-298
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• 1995

알루미나 고상소결체와 $CaMgSiO_4$간의 반응에 따른 반응상들의 성장 및 용해 거동을 $1600^{\circ}C$에서 열처리 시간을 변화하여 고찰하였다. 열처리시 알루미나는 $CaMgSiO_4$ 액상에 용융되어 중간에 반응상인 $CaO{\cdot}6Al_2O_3$와 최종 반응상인 $CaMgSiO_4$ 스피넬 형성이 관찰되었다. 중간상인$CaO{\cdot}6Al_2O_3$ 결정은 성장 모양과 용해 모양이 뚜렷하게 구분되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권5호
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• pp.34-39
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• 2011

금속급 실리콘(MG-Si)에 Ca을 첨가하여 Ar 분위기 중의 1500$^{\circ}C$ 에서 용융하고, 10$^{\circ}C$/min의 속도로 상온까지 응고하여 왕수로 침출하였다. 본 연구에서는 금속급 실리콘 중의 Fe와 P의 제거에 미치는 Ca 첨가의 영향과 산 침출 조건의 영향에 대하여 조사하였다. Ca 첨가에 의해 MG-Si의 결정립계에 CaSi$_2$상이 생성되고, CaSi$_2$상 내에 FeSi$_2$상이 석출된 것을 확인하였다. 이러한 CaSi$_2$상 등의 생성에 의해 600~850${\mu}m$ 크기의 MG-Si에서도 30% 이상의 왕수를 이용한 침출로 Fe의 97%, P의 66%까지 제거할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제16권2호
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• pp.161-169
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• 2003

한성 비정질 투휘석$(Ca,Mg)SiO_3$에 대한 상변이 연구를 압력은 다이아몬드앤빌기기를 이용하여 ∼30 GPa까지, 온도는 약(YAG) 레이저 가열기기를 이용하여 ∼$1000^{\circ}C$에서 조사(scanning)하여 시행하였다. 비정질 투휘석은 고온-고압 하에서 곧바로 등축정계에 속하는 단상의 $(Ca,Mg)SiO_3$페롭스카이트 결정구조로 상변이 하였다. 이러한 결과는 고온-고압 하에서 사방정계에 속하는 $MgSiO_3$페롭스카이트 상과 등축정계에 속하는 $CaSiO_3$페롭스카이트 상으로 분리되는 상변이를 하는 결정질 투휘석의 상변이 계통과는 큰 차이를 보이고 있다. 이러한 차이는 출발시료의 차이점이나 특히 온도가 상변이에 큰 영향인자로 작용하여 기인한 것으로 판단된다. 이러한 강변이 관계는 맨틀의 온도, 압력 및 산소분압 차이 등에 의해 맨틀전이대나 하부맨틀을 구성하는 광물상의 조합에 영향을 줄 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권2호
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• pp.74-79
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• 2018

내부식성이 약해서 응용이 제한되고 있는 Mg 합금 AZ31과 AZ91의 내부식성을 향상시키기 위하여 Na-P 및 Na-Si 전해액을 사용하여 공정조건에 따라 PEO 처리를 하여 표면 피막의 결정상과 morphology를 관찰하였다. PEO 처리한 표면 산화피막에서 가장 흔히 발견되는 결정상은 MgO이며 비정질상의 존재도 알 수 있었다. 전해액에서부터 비롯된 Na, P 및 Si 성분이 산화피막의 형성에 첨가되어 $Na_{3.59}Mg_{2.71}(PO_4)_3$ 상과 $Mg_2SiO_4$ 결정상이 관찰되었다. 산화표면은 PEO 처리 전압, 전해질 농도, 처리 시간에 따라서 기공율이 감소하다가, 이후 기공율과 기공의 크기가 증가하는 경향을 관찰할 수 있었다.