• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.493-502
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• 2018

현재 유기공방에서는 전통기술로 하나의 방짜유기 숟가락을 만들기 위해 10단계의 작업 공정을 거쳤으며, 형태 제작에 큰 영향을 주는 열간 단조는 3~4단계의 과정을 거친다. 열간 단조를 통해 방짜유기 숟가락의 미세조직은 수지형상의 ${\alpha}$상이 미세화되고 잘게 분산되었으며, 두드림이 가해진 부분의 ${\alpha}$상에는 쌍정이 생성되었다. 또한 ${\alpha}$상은 가해지는 망치질에 따라 점점 다각형에서 원형으로 변형되었다. 이 과정에서 서로 근접한 ${\alpha}$상은 합쳐지는 현상이 발생하였고, 담금질 후에도 합쳐진 상태로 존재하였다. 이처럼 여러 개의 ${\alpha}$상이 합쳐진 미세조직은 방짜조성의 청동유물에서도 관찰되는 것으로 기술체계의 연관성을 보여준다. 방짜조성의 Cu-22%Sn 합금을 대상으로 실시한 열간 단조 실험결과, 주조 당시 형성된 수지상의 감소율은 가공횟수에 따라 비례했으며, 두드림 작업에 의한 결정립의 미세화는 재질의 강도를 높이는 효과를 준 것으로 판단된다. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.382-389
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• 2019

스털링실버 판재를 콜드-다이 포징(cold-die forging)과 어닐링을 반복하는 폴딩공정을 이용하여 반지모양으로 가공하는 신공정을 제안하였다. 도넛모양으로 재단된 판재에 선폭 $0.43{\mu}m$인 격자를 각인하였다. 그 후 경사가 $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$인 다이(die)를 이용한 포징과 어닐링을 반복하여 폴딩하였다. 비교를 위해 어닐링을 생략한 시편 또한 준비하였다. 각인된 격자의 길이 변화를 측정하여, 공정과정에 따른 스트레인을 확인하였다. 버니어캘리퍼스, 비커스 경도 측정기(Vickers hardness tester)와 광학현미경, UV-VIS 컬러미터(colormeter)를 이용하여 크기, 경도, 미세구조, 표면색을 확인하였다. 어닐링을 생략하는 경우 크랙이 발생하였으나, 어닐링을 부가하는 경우 성공적으로 변형이 가능했다. 시편의 거시적인 스트레인을 분석한 결과, 최종공정 후 외경의 길이와 두께는 각각 감소하였지만, 내경의 길이와 폭은 각각 증가하였다. 시편의 미시적인 스트레인은 수평 방향에서 최대 +0.128 만큼 증가하였다. 비커스 경도의 경우, 열처리 시에는 감소하지만 폴딩공정 후에는 증가하는 경향을 나타내었다. 미세구조 관찰 결과 어닐링 직후 결정립의 크기가 증가하고 폴딩공정 직후는 감소하였다. Lab지수를 기준으로 색차는 모든 공정에서 10 이하로 확인되었다. 결국 도넛형태의 은 판재를 폴딩공정을 이용하여 성공적인 반지모양의 주얼리 제조가 가능하였다.

• 한국재료학회지
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• 제29권4호
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• pp.205-210
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• 2019

$Pb(Zr,Ti)O_3$ (PZT) is used for the various piezoelectric devices owing to its high piezoelectric properties. However, lead (Pb), which is contained in PZT, causes various environment contaminations. $(K,Na)NbO_3$ (NKN) is the most well-known candidate for a lead-free composition to replace PZT. A single crystal has excellent piezoelectric-properties and its properties can be changed by changing the orientation direction. It is hard to fabricate a NKN single crystal due to the sodium and potassium. Thus, $(Na,K)NbO_3-Ba(Cu,Nb)O_3$ (NKN-BCuN) is chosen to fabricate the single crystal with relative ease. NKN-BCuN pellets consist of two parts, yellow single crystals and gray poly-crystals that contain copper. The area that has a large amount of copper particles may melt at low temperature but not the other areas. The liquid phase may be responsible for the abnormal grain growth in NKN-BCuN ceramics. The dielectric constant and tan ${\delta}$ are measured to be 684 and 0.036 at 1 kHz in NKN-BCuN, respectively. The coercive field and remnant polarization are 14 kV/cm and $20{\mu}C/cm^2$.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.43-50
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• 2011

최근 인구 증가 및 경제성장으로 인한 생활수준의 향상과 더불어 산업의 고도화로 인하여 산업폐기물이 매년 증가 추세에 있다. 그중 우리나라의 하수처리장에서 최종산물로 발생하는 하수슬러지는 하수관거정비 및 하수처리장 건설사업의 지속적인 추진으로 인해 하수슬러지의 양은 매년 크게 증가하고 있지만 슬러지의 직매립 금지와 런던협약 '96 의정서가 발효되면서 폐기물의 해양배출규제가 대폭 강화됨에 따라 하수슬러지의 해양배출이 사실상 어려워지고 있으며, 2012년부터는 하수슬러지 및 축산폐수의 해양배출을 전면 금지할 계획에 있어 매립처분 및 해양 배출을 대체할 경제적이면서 실용적인 감량화 및 재활용기술이 절실히 요구되고 있다. 이 연구의 목적은 하수슬러지를 주재료로 사용하고, 지역토사를 혼합재로 사용하면서 복토재 및 쌓기재료로 적합한 혼합 비율을 결정하는 것이다. 적절한 혼합 비율을 결정하기 위해 기본적인 물리적 특성실험, 다짐실험, 일축압축실험, 투수실험을 수행했다. 그 결과 슬러지고화물의 비율이 높을수록 투수 계수가 낮아졌다. 결론적으로 매립지 복토재 상태에 부합하는 최적의 투수 계수는 슬러지 고화물의 혼합비가 13%이거나 그 이상일 때 얻어졌고 쌓기재에 만족하는 슬러지 고화물의 비율은 흙의 종류에 따라 SP일 경우 48% 이하일때, SM일 경우 59% 이하의 비율일 때 충족되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.91-96
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• 2021

본 연구에서는 체가름과 고에너지 볼 밀링 공정이 n-type Bi₂Te₃ 열전 재료의 전기적 및 열적 수송 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 입자 크기가 감소한 분말의 특성을 유지하기 위하여 짧은 시간 안에 소결이 가능한 방전 플라즈마 소결 공정 (spark plasma sintering, SPS)을 진행하였다. 그 결과, 밀링 처리를 진행한 소결체의 열전 성능지수가 향상되었으며, 30분동안 고에너지 볼 밀링 공정을 거친 샘플이 425 K에서 0.78의 최대 열전 성능지수를 가지는 것을 확인하였다. 이는 손쉬운 공정을 이용하여 결정립 크기 감소를 통한 phonon의 격자 산란을 효과적으로 유도한 결과이다. 동시에 n-type Bi₂Te₃에서 anti-site defect와 같은 결함을 제어함으로써 캐리어 농도를 증가시킬 수 있음을 본 연구를 통하여 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권4호
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• pp.484-492
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• 1994

Nb$_2$O$_{5}$가 첨가된 $UO_2$ 소결체의 미세조직을 수소와 이산화탄소 분위기에서 연구하였다. Pellet을 1$700^{\circ}C$ 수소분위기 그리고 130$0^{\circ}C$ 이산화탄소 분위기에서 1-41 시간 동안 소결하였다. Nb$_2$O$_{5}$를 첨가하면 큰 기공들이 형성되고, 이 기공들은 수소분위기에서는 어느정도 수축하지만 이산화탄소 분위기에서는 거의 소멸하지 않는다. 작은 기공들은 수소분위기에서는 거의 전부 소멸되며 이산화탄소 분위기에서는 거의 소멸하지 않는다. 그리고 결정립의 크기도 수소분위기에서 훨씬 증대한다. 따라서 Nb$_2$O$_{5}$ 첨가에 의한 우라늄 확산은 수소분위기에서 훨씬 증가하는 것으로 생각된다. 수소 분위기에서 소결한 Nb$_2$O$_{5}$ 첨가 $UO_2$ pellet의 미세조직을 노내성능의 관점에서 평가하였다. 우라늄 확산의 증가를 설명하기 위해서 Nb$_2$O$_{5}$ 첨가에 의해서 형성 가능한 결함들을 고찰하였다.함들을 고찰하였다.

• 열처리공학회지
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• 제37권4호
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• pp.155-162
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• 2024

SCr420H steel which is commonly utilized for automotive components requires the carburizing heat treatment process. Abnormal grain growth during this treatment significantly affects the mechanical properties of the steel parts. Consequently, a process designed to prevent abnormal grain growth at certain elevated temperatures is essential. For enhanced grain refinement, we considered the addition of Nb in SCr420H steel. The experimental condition of the carburizing heat treatment involved reheating the steel sample to temperatures between 940℃ and 1080℃. Using scanning electron microscopy, we examined the microstructure of specimens treated with the secondary solution, revealing an organization of bainite and ferrite. Transmission electron microscopy was utilized to determine the type, shape, and size of the carbonitrides, showing a high fraction of AlN at the secondary solution treatment temperature of approximately 1050℃ and of (Nb,Ti)(C,N) around 1200℃. AlN particles measured about 100 nm and (Nb,Ti)(C,N) about 50 nm. Optical microscopy was utilized to assess grain size variations at different secondary solution treatment temperatures. It is noted that the temperature at which abnormal grain coarsening occurred rose with increasing secondary solution treatment temperatures, indicating a greater influence of (Nb,Ti)(C,N) with higher heat treatment temperatures. This research provides reference data for preventing abnormal grain growth in Nb-added low alloy steels undergoing carburizing heat treatment.

• 열처리공학회지
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• 제37권4호
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• pp.163-171
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• 2024

SCR420H steel is a low-carbon chromium alloy steel designed for carburizing heat treatment. Recently, research is being conducted on high-temperature carburization heat treatment to reduce costs and CO₂ emissions by shortening the carburization time to meet the international carbon neutral policy. However, this high-temperature carburization heat treatment coarsens the steel grains and causes a decrease in mechanical properties. In this study, a large amount of Ti was added to increase the grain refinement effect in the high-temperature carburizing process. We investigated the microstructure and precipitates of SCR420H steel without Ti (Al steel) and with Ti (AlTi steel). Thermodynamic calculations showed that the AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitated in Al steel, while (Ti,Nb)(C,N) and Ti₄C₂S₂ precipitated in AlTi steel. Addition of Ti increases the fraction of bainite after reheating process. Transmission electron microscopy analysis shows that small amounts of AlN and (Ti,Nb)(C,N) precipitates are formed in the Al steel. The addition of Ti increases the density of (Ti,Nb)(C,N) precipitates and induces the formation of Ti₄C₂S₂ precipitates, increasing the grain coarsening temperature (GCT) under all heat treatment conditions. Higher reheating temperatures also resulted in higher GCT values due to increased precipitation.

• 한국진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.78-83
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• 2005

지난 10년 동안 유전체 내부에 형성된 나노미터 크기의 규소알갱이는 발광센터로서 주목 받아왔다 나노미터 크기인 결정질 규소의 엑시토닉 전자-홀의 쌍들이 발광결합에 기여한다고 여겨진다. 그러나 규소결정에 존재하는 여러가지 결함들은 비발광 천이의 경로가 되어 나노규소결접립의 발광천이와 경쟁하여 발광효율을 저하시키는 요인이 된다. 이러한 결정 결함들은 고온 열처리과정에서 대부분 소멸되나 $1000^{\circ}C$ 이상의 공정 에서도 나노규소와 유전체의 계면에 존재하는 결함들은 나노규소결정립의 발광을 억제하게 된다. 일반적으로 수소로서 규소결정립의 계면을 마감처리하게 되면 규소결정립의 발광효율이 획기적으로 향상되나 불행하게도 매질 내 수소의 높은 이동성으로 말미암아 후속 열처 리 과정에서 수소마감효과는 쉽게 손실된다. 따라서 본 연구에서는 온도가역적인 수소 대신 인을 이온주입 방법으로 첨가하여 수소와 같은 계면 마감효과를 얻으며 또한 후속 고온공정 에 대한 내구력을 증대시켰다. 모재인 산화규소 기판에 400keV, $1\times10^{17}\; Si/cm^2$와 그 주위에 균일한 함량을 도핑하기 위하여 다중에너지의 인을 주입하였다. 규소와 인을 이온주입 후 Ar 분위기에서 $1100^{\circ}C$ , 두 시간의 후열처리를 통하여 규소결정립을 형성하였으며 향상된 내열효과를 시험하기 위하여 Ar 분위기에서 $1000^{\circ}C$까지 열처리하였다. 인으로 마감된 나노미터 크기인 규소 결정립의 향상된 광-발광(PL)효과와 감쇄시간, 그리고 발광파장의 변화에 대하여 논의하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.65-65
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• 2018

갈바륨 도금강판은 알루미늄의 우수한 차폐 특성과 내열성, 열 반사성을 가지며 아연의 희생방식 특성을 겸비하여 동일 부착량의 용융 아연도금 및 알루미늄 도금강판에 비해 우수한 내식성을 나타낸다고 알려져 있다. 또한 이것은 표면이 미려하고 경제성이 높아 건자재 용도로 현재까지도 세계적으로 널리 이용되고 있다. 여기서 지칭하는 바륨 도금강판(galvalume steel)은 아연과 알루미늄 도금강판의 장점을 접목하기 위해 55 Al-43.4 Zn-1.6 Si (wt.%)로 구성되어 개발된 3원계 성분의 합금도금강판이다. 한편, 최근에는 강재의 내식성을 향상시키기 위한 다양한 연구 결과에 의해 Zn-Al-Mg의 3원계 합금도금강판도 개발되어 사용되고 있다. 이것은 기존의 아연도금 강판 보다 10배 정도의 우수한 내식성을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 특히, 이것은 도금된 평판부의 내식성은 물론 절단된 도금 단면부의 내식성도 매우 우수하다고 알려져 있다. 그러나 상기한 갈바륨 도금강판의 경우에는 도금된 표면부에 비해 단면부의 내식성이 상대적으로 취약한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 갈바륨 도금강판의 내식성을 종합적으로 향상시키기 위하여 이 갈바륨 도금강판 상에 PVD 스퍼터링법에 의해 Mg 코팅막의 제작을 시도하였다. 여기서 Mg 코팅막은 후처리 된 갈바륨 도금강판 상에 Ar 공정압력 2 및 20 mTorr 조건 중 1.5 및 $3{\mu}m$ 두께로 제작하였다. 또한 제작한 코팅막에 대해서는 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD)을 하였고, 분극측정, 염수분무 시험(SST) 및 복합부식 시험(CCT)에 의해 표면 및 단면부의 내식성평가를 수행하였다. 또한 여기서는 염수분무 및 복합부식 시험 후의 시험편도 채취 하여 표면 및 단면부위에 대한 원소조성 분석(EPMA)과 결정구조 분석(XRD)을 실시하였다. 이상의 실험 결과에 의하면, 본 실험에서 제작한 Mg 코팅막은 그 두께가 두꺼울수록 표면 Mg 결정립의 크기가 증가하였고, 그 부식속도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 여기서는 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 Mg(002)면 피크 강도가 감소하고 Mg(101)면 피크의 배향성이 증가하였다. 그때 그 막의 내식성은 향상되는 경향을 나타내었다. 그리고 종합적으로 염수분무 및 복합부식 시험 결과에 의하면 Mg이 코팅된 갈바륨 도금강판은 기존 갈바륨 도금강판 보다 내식성이 현저히 향상되었다. 특히, 단면부 내식성의 경우에는 기존 대비 5배 이상 향상되는 경향을 나타내었다. 여기서 단면부 내식특성 분석을 위한 EPMA 원소조성 분석 결과에 의거하면, 부식 초기에는 마그네슘의 부식생성물에 의해 단면부가 치밀하게 보호되고 있음을 확인할 수 있었다. 그 이후에는 부식이 지속적으로 진행됨에 따라 갈바륨 도금층에서 용출된 알루미늄 및 아연 성분이 마그네슘과 함께 치밀한 부식생성물을 형성하여 단면부를 차폐함에 따라 단면부의 내식성이 크게 향상된 것으로 생각된다. 이러한 부식생성물의 결정구조 분석 결과에 따르면, 염수분무와 복합부식 시험에서는 공통적으로 MgO, $Mg(OH)_2$ 이외에도 Simonkolleite상 등이 형성되었다. 또한 건-습 반복 부식시험인 복합부식시험 후에는 $Mg_5(CO_3)_4(OH)_24H_2O$(Hydromagnesite)상 등이 형성됨을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실험에서 후처리된 갈바륨 도금강판 상에 제작한 마그네슘 코팅막의 경우에는 상기와 같은 다양한 부식반응에 의해 표면 및 단면부에 형성된 Mg계 부식생성물과 $Zn_5(OH)_8Cl_2H_2O$(Simonkolleite)상에 의해서 표면은 물론 단면부 내식성이 크게 향상된 것으로 사료된다.