• 제목/요약/키워드: 금속시편

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영상처리를 이용한 용선시편의 표면결함 검사방법 (Surface Defect Inspection Method of Iron Samples using Image Processing)

  • 안현식;정규원;김정하
    • 한국정밀공학회지
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    • 제12권10호
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    • pp.78-88
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    • 1995
  • For producing iron or steel products with good quality, the concentration of the material components should be analyzed quickly with high relability using XRF(Fluorescent X-Ray Spectrometer). Since the analysis results are much dependent upon the surface con- dition, the samples have to be prepared to have good test condition. This study presents an image processing system for inspecting the surface condition of the iron test sample. In order to use thd computer vision system, we need to develop a lighting device and image processing algorithm. For the adequate lighting device of inspection system, the indirect lighting device is contrived to cut the external light and provide uniform, stable and cold light. The image processing algorithm is aimed to reduce inspection time and to get similar analyzing results to those of the experienced operators. At first, the image processing algorithm checks whether the surface of the iron sample is ground well or not. Then, the defects; hole or dig are conted and surface condition is evaluated. In addition, the algorithm gives the reliability of the analyzing results in order to help operator's decision.

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SLM 기법으로 제작한 알루미늄 시편 내부 멜팅풀 미세조직 분석 (Analysis of the microstructure of melting-pool in aluminum specimens fabricated by SLM technique)

  • 김무선
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.115-119
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    • 2020
  • 선택적 레이저 용융 (SLM, Selective Laser Melting) 기술은 미세한 금속 분말 위에 레이저를 조사하여 특정 영역의 융착을 진행하고 이 과정을 반복적으로 진행함으로써 최종적으로 3차원 형태의 구조물을 제작하는 최신의 적층 공정 기술이다. 적층 공정 기술 특성상 레이저에 의한 금속 소재의 용융 현상은 레이저의 조사 방향과 적층 방향 등 공정 조건에 의해 방향성을 가지게 되며 이로 인해 구조물 내에서 금속 소재 조성은 불균일 특성을 보인다. 본 연구에서는 SLM 기술을 적용하여 알루미늄 (AlSi10Mg) 시편을 제작하고 시편 내부의 소재 조성 특성을 분석하였다. 시편은 적층 제작 방향을 기준으로 0°, 45°, 90°로 구분하여 실린더 형태로 제작하였으며 시편 평면의 표면 형상을 광학적으로 분석하였다. 그리고 레이저 조사로 생성되는 시편 내부의 멜팅풀 형상을 대상으로 하여 멜팅풀 내부와 경계면에 대해 각각 TEM 분석을 수행하였다. 분석 결과로부터 멜팅풀 내부와 경계면의 미세 셀 구조의 차이를 확인하였고, Si 의 조성 비율이 셀의 경계면에서 더 높게 보임을 확인하였다.

Tripod Polishing을 이용한 불균질 재료의 TEM 시편준비 방법과 미세조직 관찰 (TEM Sample Preparation of Heterogeneous Materials by Tripod Polishing and Their Microstructures)

  • 김연욱;조명주
    • Applied Microscopy
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    • 제34권2호
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    • pp.95-102
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    • 2004
  • 본 실험에서는 tripod polishing 방법을 이용하여 Pd/GaN/Sapphire 박막, PZT/MgO/Si 박막, 304 stainless steel 분말, $Mo_5Si_3/Mo_2B$ diffusion couple의 매우 다양한 물성이 포함된 불균질 재료의 TEM 시편을 제작하고 분석하였다. Tripod polishing을 사용하여 시편을 준비하면 시편의 종류에 관계없이 시편의 선단부에 매우 광범위한 전자빔 투과 영역을 지닌 TEM 시편을 얻을 수 있었으며, Pd/GaN/Sapphire 박막, PZT/MgO/Si 박막과 같이 기판이 경한 반도체 재료의 경우에는 연마 정도가 균일하며 연마과정 동안 오염이 심하지 않기 때문에 ion milling으로 cleaning 없이 TEM 관찰이 가능하다. 한편 304 stainless steel 분말과 같은 금속재료의 경우 짧은 시간의 ion milling 은 시편의 오염 제거에 도움된다. $Mo_5Si_3/Mo_2B$ diffusion couple에 형성된 실리사이드는 큰 취성 때문에 polishing 동안 시편이 깨지는 현상으로 전자가 투과할 수 있을 정도의 연마가 불가능하여 1시간 정도 ion milling 연마가 필요하다. Tripod polishing으로 TEM 시편을 준비하면 분석하고자 하는 지역을 정확하고도 넓게 연마할 수 있다. 또한 비교적 짧은 시간 내에 ion milling 없이 TEM 시편을 제작할 수 있기 때문에 ion milling에서 유발되는 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있는 장점이 있었다. 그러나 tripod polishing은 전부 수작업으로 시편을 준비하기 때문에 시편을 제작하는 과정 동안 매우 세심한 주의가 요구되며 제작자의 숙련도와 경험을 필요로 하는 단점이 있다.

이미지 프로세싱에 의한 금속 박판 인장실험에서의 변형도 분포 (Determination of Surface Strains in a Tensile Test by Digital Image Processing)

  • 김종호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.101-107
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    • 1992
  • 디입그로잉용 냉간 압연 강판의 인장시험편에 디지탈 이미지 프로세싱 기술을 적용하여 표면에서의 변형 및 변형도 분포 구하는 방법을 제안한다. 이 방법은 시편표면상의 절점 위치를 이미지 프로세싱에 의해 결정하는 부분과 이들 위치점들을 이용하여 변형도를 계산하는 두 부분으로 구성되어,있다. 본 연 구에서는 시편상의 각 절점 위치를 구하기 위해 검은 원형의 반점들로 배열된 사각 형상의 격자를 사용하 였고, 이미지 프로세싱에 의해 구해진 절점 좌표를 이용하여 소재 표면에서의 변형 패턴, 주 변형도 분포, 유효 변형도 분포, 임계 변형도 등을 구하였다. 인장시험하는 동안 시편 표면상의 국부 네킹이 발생될때 까지 주변형도에 의한 변형 이력은 거의 적선적으로 변형되고 있기 때문에, 유효 변형도 값은 매 변형 단계마다 변형도 증분의 누적에 관계없이 거의 일정한 값을 보여주고 있었으며, 최대 유효 변형도는 시편의 중앙부에서 나타나고 있음을 알 수 있었다.

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오스테나이트 스테인레스 강의 신속질화 기술 개발

  • 박현준;문경일;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.282-282
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    • 2012
  • 일반 금속은 부식에 약하다는 단점을 보완하기 위해 개발된 스테인레스 스틸은 내식성이 필요로 하는 다양한 분야에서 이용되고 고크로뮴을 포함한 오스테나이트 스테인레스 스틸은 일반적으로 엔지니어링 재료로 사용되고 있다. 하지만 오스테나이트 스테인레스 스틸은 낮은 표면 경도와 지지용량으로 인해 내마모특성이 필요한 제품에는 사용이 미약한 수준이다. 현재 이러한 내마모특성을 높이기위해 오스테나이트 스테인레스 스틸은 이온질화와 이온주입등의 방법을 사용하여 표면 특성을 향상시키고자 연구되고 있다. 본 연구에서는 저진공 하에서 플라즈마를 이용하여 시편에 질화층과 Nitrogen Supersaturated Austenite층(S-phase)을 형성하여 경도와 인성을 향상시키고, 형성된 S-phase층의 두께에 따른 내식성, 내열성 특성을 확인하였다. 그리고 스테인레스 계열 시편의 질화시 나타나는 CrN층과 비교하였다. 특성 확인을 위한 시편은 약 $400{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 공정온도로 질소와 수소가스를 혼합하여 플라즈마를 형성하고 약 4시간동안의 공정을 통해 제작하였다. 제작된 시편의 경도와 조직, S-phase층의 두께를 분석하고 CrN층의 형성여부를 확인하였다. 이와 더불어 공정압력과 가스비의 변화에 따른 실험을 진행하여 질화특성을 확인하고자 하였다.

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레이저 응용 초음파를 이용한 금속시편의 비파괴적 미세조직 평가에 관한 연구 (The NDE(non-destructive evaluation) of metallic specimen using laser-ultrasonics)

  • 임충수;박형국;전형하;김달우;오기장
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.52-53
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    • 2000
  • 물질 내부에서의 초음파(ultrasonics)의 전파특성을 분석하면 측정대상의 외형적 크기와 성분조성, 내부결함의 분포, 그리고 결정입경(grain size) 등과 같은 물질의 미세조직을 비파괴적으로 평가(NDE; non-destructive evaluation)할 수 있다. 초음파를 이용하는 비파괴 평가에 있어서 기존에는 주로 접촉식 압전변환기(PZT transducer)를 이용하여 초음파를 인가함과 동시에 이를 이용하여 측정대상 내부를 전파한 초음파를 검지하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 압전변환기를 이용한 비파괴 평가는 측정방법이 비교적 간단하고 초음파 에너지의 정량화가 용이한 장점이 있으나 측정방식이 접촉식이기 때문에 측정 시편이 고온이거나 움직이는 대상에는 적용이 어렵다. 따라서 비파괴 평가의 궁극적인 활용목표의 하나인 온-라인 평가를 실현하기 위해서는 비접촉식 초음파 평가방법이 정립되어야 한다. 이러한 관점에서 최근 레이저를 이용한 비접촉식 초음파의 생성 및 검지방법에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

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염수계 철산화균 및 황환원균에 의한 금속 부식 및 최적 제어 방안 (Metal Corrosion Mechanism by Sulfate-reducing and Iron-oxidizing Bacteria in Saline System and its Optimal Inactivation)

  • 성은혜;한지선;김창균
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권8호
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    • pp.798-807
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    • 2008
  • 연안지역 주위에 설치된 각종 관망시설의 금속부식으로 인한 경제적 손실 때문에 실제적인 부식 거동을 이해하고 그것을 적절하게 조절하기 위한 부식과 관련된 원인-결과에 대한 정보를 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 미생물 제어에 따라 금속 부식에 영향을 미치는지를 조사하기 위하여 실험실 규모로 연구를 수행하였다. 먼저 관망의 막힘 현상이 발생하는 곳(즉, I Gas Station)의 지하수를 채취한 후 16S rDNA방법으로 시료 속의 미생물 다양성을 조사하였다. 이로부터 금속을 부식시키는 거동이 관측된 미생물이 Leptothrix sp.(철산화)와 Desulfovibrio sp.(황환원)임을 알 수 있었다. 실험 결과, 철 시편의 경우 철산화 미생물에 의해 부식속도가 가장 크게 증가하였고, 반면 황환원 미생물에 의해 철침전물이 빠르게 형성되었다. 함석 시편과 스테인리스 스틸의 경우 주로 철산화 미생물이 부식뿐만 아니라 침전물 형성 속도를 증가시키는 데에도 매우 관련이 높았다. 아연 시편의 경우, 황환원 미생물이 철산화 미생물보다 더 부식에 대한 영향이 컸다. 또한 미생물 성장 제어실험에서는 염소주입이나 UV 처리는 효과적으로 미생물의 성장을 조절할 수 있었다. 그러나 미생물 제어 강도가 경계치보다 증가한다면 화학적 반응을 증가시키기 때문에 부식속도는 점차 증가하는 현상이 나타났다. 본 연구에서는 미생물 금속 부식은 미생물 종류나 금속재료에 따라 다르게 발생하며, 관련 미생물(Leptothrix sp.와 Desulfovibrio sp.)과 금속 부식 또는 침전물 생성에 높은 연관성을 가지고 있었다. 그리고 효과적인 미생물의 제어를 통해 부식 또는 침전 속도를 늦출 수 있음을 확인하였다.

고온 (300~1000 ℃)에서 티타늄 금속시편의 표면 산화거동 (Oxidation behavior on the surface of titanium metal specimens at high temperatures (300~1000℃))

  • 박양순;한선호;송규석
    • 분석과학
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    • 제22권6호
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    • pp.464-470
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    • 2009
  • 온도에 따른 티타늄금속의 산화거동을 조사하기 위하여 금속시편을 각각의 온도($300{\sim}1000^{\circ}C$)에서 2시간 동안 가열한 후, 생성된 산화시편의 표면에 대하여 X-선 회절(XRD)분석, 주사전자현미경 (SEM)/energy dispersive spectroscopy (EDS) 분석과 감쇠된 전반사(ATR) Fourier 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석을 수행하였다. $300^{\circ}C$에서 대기 중의 산소가 티타늄 금속(hexagonal) 표면층으로 확산되어 적외선 흡수띠가 검출되었으며 온도가 높아짐에 따라 확산되는 산소 양이 증가하여 적외선 흡수띠와 X-선 회절 피크의 이동(shift) 현상이 나타났고 $700^{\circ}C$에서 XRD에 의해 $Ti_3O$ (hexagonal)의 생성이 확인되었다. 티타늄 금속 표면에 $TiO_2$ (rutile, tetragonal) 산화층이 생성되기 시작한 온도는 $600^{\circ}C$ 이었으며 이때 두께가 $1{\mu}m$ 이하 수준이었으나 $700^{\circ}C$에서는 약 $2{\mu}m$로 두꺼워졌고 $1000^{\circ}C$에서는 약 $110{\mu}m$ 두께에 달했다. 또한 $900^{\circ}C$ 이상의 온도에서 $TiO_2$ (rutile) 산화층 표면은 (110) 면의 방향으로 결정이 성장하였다.

Methyl Bromide를 대체하는 훈증 가스의 문화재 재질 안정성 평가 (The Stability Appraisement on Cultural Property Material with the Replacing Fumigation Gas of Methyl Bromide)

  • 강대일
    • 보존과학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.283-291
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    • 2009
  • 현재까지 문화재 훈증제로서 사용되어왔던 브롬화메틸(Methyl Bromide, 이하 M.B)은 온실 가스로 지구 오존층 파괴의 원인물질로 판명되어, 1987년 몬트리올 의정서에 의해 선진국에서는 2005년부터 사용이 금지되었다. 또한, 2007년 발리 협약에 의해 우리나라도 점진적으로 사용 규제가 예상되므로, 본 실험에서는 Methyl Bromide를 대체할 Ethylene Oxide + HFC 134a, Methyl Iodide, Cyanogen, Argon 훈증법이 금속(은, 구리, 철), 목재(미송), 안료(황, 장단, 양청, 백분, 먹), 섬유(삼베, 모시, 황마, 도침 비단, 비도침 비단 / 쪽, 황벽, 홍화 염색), 지류(닥지 4종, 중성지 1종) 시편 재질에 미치는 안정성 평가를 실시하였다. 훈증 실험 결과, Ethylene Oxide + HFC 134a가 훈증 전, 후 실험 시편의 중량, 색도 변화 등에 가장 영향이 없었다. 표면변화는 지류와 금속시편에서 부분적으로 변색이 발생하였다. 색도변화는 대부분의 시편에서 0.5에서 1.5내외의 근소한 색차를 나타내었다. Methyl Iodide는 훈증 전, 후 중량변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 색도변화는 대부분의 실험시편에서 1.0 이상의 색차를 나타내었다. 특히, 염색된 대부분의 섬유시편에서 비교적 큰 색도변화가 나타났다. 표면변화는 양청안료시편에서 육안으로 관찰 가능한 변색이 관찰되었다. Cyanogen은 훈증 전, 후 실험 시편의 중량변화에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 색도변화는 전반적으로 실험시편에서 1.5이상 정도의 색차를 보였다. 특히, 섬유시편의 변색에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. Argon으로 훈증한 실험시편은 중량변화가 3~6% 내외로 감소한 것으로 나타났다. 표면변화는 지류시편에서 부분적으로 변색이 발생한 것을 관찰할 수 있었다. 색도변화는 2주 훈증 조건에서 홍화와 황벽으로 염색한 황마시편이 6.3, 6.0의 현저한 색차를 나타냈다.

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탄화규소 반도체의 오옴성 금속접촉 (Ohmic Metal Contact on Silicon Carbide Semiconductor)

  • 조남인
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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    • pp.251-255
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    • 2003
  • 탄화규소 반도체에 대한 오옴성 금속 접촉 성질을 조사하기 위해 3종류의 금속 (Ni, Co, Cu)을 세척한 탄화규소 반도체 위에 직접 증착하여 전기적 성질을 조사 비교하였다. 이들 금속에 대한 오옴성 성질은 금속종류 뿐만 아니라 열처리조건에 대해서도 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 열처리는 급속열처리 장치를 이용한 진공상태 및 환원 분위기에서 2-step 방법으로 시행하였다. 접합비 저항은 TLM 구조를 만들었으며 면저항$(R_s)$, 접촉저항$(R_c)$, 이동거리$(L_T)$, 패드간거리(d), 저항$(R_T)$ 값을 구하면 접합비저항$(\rho_c)$ 값을 구하여 알려진 계산식에 의해 추정하였다. 가장 양호한 결과는 Cu 금속에 의한 접촉 결과이었으며 접합비저항$(\rho_c)$$1.2\times10^{-6}{\Omega}cm^2$의 낮은 값을 얻을 수 있었다. 열처리는 진공보다 환원분위기에서 수행한 시편이 양호한 전기적 성질을 가짐을 알 수 있었다.

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