• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.275-281
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• 2020

본 논문에서는 항공기 팬 블레이드에 적용되는 복합재와 금속 간의 접합 구조물에 대한 온도, 습도에 따른 접착제의 물성 변화에 관해 연구하였다. 항공기 운용 시 노출되는 환경 조건을 고려하여 상온 건조(Room Temperature Dry, RTD), 고온 흡습(Evaluated Temperature Wet, ETW), 저온 건조(Cold Temperature Dry, CTD) 세가지 환경에서 강도 시험을 수행하였다. 접착전단강도 시험은 ASTM D3528을 기준으로 수행하였고, 파손 영역에 대한 마이크로 구조 특성을 SEM이미지를 통해 분석하였다. 연구 결과에 따르면 RTD 환경에서의 전단강도 대비하여 ETW 환경에서 72.8% 저하되었으며, CTD 환경에서는 56.5% 증가되었다. 이는 고온 및 수분 흡습이 접착제의 기계적 특성에 큰 영향을 미치는 것을 확인했고, 저온 환경에서는 모재와 접착제 모두 취성의 증가로 인해 접착 전단 강도가 향상된 것으로 분석되었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.81-89
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• 1994

전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{\circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{\circ}C$, 20초 + $900^{\circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.174-181
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• 2018

Three kinds of STS304-Zr alloys were fabricated by varying the Zr content, and their microstructure and fracture properties were analyzed. Moreover, we performed heat treatment to improve their properties and studied their microstructure and fracture properties. The microstructure of the STS304-Zr alloys before and after the heat treatment process consisted of ${\alpha}-Fe$ and intermetallics: Zr(Cr, Ni, Fe)2 and Zr6Fe23. The volume fraction of the intermetallics increased with an increasing Zr content. The 11Zr specimen exhibited the lowest hardness and fine dimples and cleavage facets in a fractured surface. The 15Zr specimen had high hardness and fine cleavage facets. The 19Zr specimen had the highest hardness and large cleavage facets. After the heat treatment process, the intermetallics were spheroidized and their volume fraction increased. In addition, the specimens after the heat treatment process, the Laves phase (Zr(Cr, Ni, Fe) 2) decreased, the Zr6Fe23 phase increased and the Ni concentration in the intermetallics decreased. The hardness of all the specimens after the heat treatment process decreased because of the dislocations and residual stresses in ${\alpha}-Fe$, and the fine lamellar shaped eutectic microstructures changed into large ${\alpha}-Fe$ and spheroidized intermetallics. The cleavage facet size increased because of the decomposition of the fine lamellar-shaped eutectic microstructures and the increase in spheroidized intermetallics.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권10호
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• pp.1367-1375
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• 2010

본 연구에서는 핫스템핑 소재로 사용되는 보론합금강판 22MnB5의 단일 겹치기 점용접에서 용접부의 강도 향상을 위한 최적화를 수행하였다. 최적화 과정은 다구찌 실험계획법에 의해 행해졌으며 공정변수는 전류, 가압력 및 통전시간으로 선정하였고, 잡음인자로서 핫스템핑 시 소재의 가열온도와 유지시간을 고려하였다. 가열조건에 따라 22MnB5 표면의 알루미늄 도금층과 모재 간의 확산반응에 의해 화합물층 두께에 산포가 발생하였으며 이러한 산포는 너겟의 형성에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 한편 용접부의 인장전단강도를 목적함수로 하였을 때, 이러한 가열조건에 강건한 최적의 용접 조건은 전류 8kA, 가압력 4kN, 통전시간 18cycle로 선정되었다. 최적 조건의 검증 결과 용접부의 인장전단강도 는 32kN으로서 요구되는 규격인 23kN보다 크게 증가되었다.

• 분석과학
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• 제16권2호
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• pp.117-124
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• 2003

고온 건식공정의 사용후핵연료 산화분말 ($U_3O_8$)과 경 중수로 연계 핵연료 제조공정의 $UO_2$ 소결체 물성 이해에 필요한 Oxygen/Metal 비를 습식 및 건식 분석방법으로 측정하였다. $UO_2$ 분말에 핵분열생성물 원소의 산화물을 일정량 첨가하고 $1,700^{\circ}C$의 수소분위기에서 소결시켜 20,000~60,000 MWd/MtU 연소도 범위의 사용후핵연료와 화학조성이 유사한 모의 사용후핵연료를 제조하였다. 습식법에 의한 O/M 비 측정을 위하여 혼합산 (10 M HCl : 8 M $HNO_3$, 2.5:1 V/V)에 의한 가압산분해법으로 모의 사용후핵연료를 용해하고 우라늄과 핵분열생성물 원소를 추출 크로마토그래피로 분리한 후 금속원소의 총량을 유도결합플라스마 원자방출분광분석법으로 결정하였다. 또한 $UO_2$가 산화될 때의 무게변화를 열중량 무게분석법 (thermogravimetric)으로 측정하여 O/M비를 계산하고 습식법으로 얻은 결과와 비교하였다. $Mo_{0.4}-Ru_{0.4}-Rh_{0.1}-Pd_{0.1}$ 합금이 O/M비 측정에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.270-276
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• 2020

3D 프린팅은 고분자, 세라믹, 금속 등 다양한 소재를 대상으로 복합적인 형상을 한 번의 공정으로 제작할 수 있는 적층 기반 제작 기술이다. 최근의 3D 프린팅 기술은 프린팅 속도의 향상과 적용 가능 소재의 지속적인 개발에 의해 양산형 제품 생산이 가능한 수준으로 발전하였다. 본 연구에서는 레이저를 활용한 3D 프린팅 기술을 적용하여 철도 차량용 공기 압축기에 쓰이는 열교환기 제작을 진행하였다. 먼저 3D 프린팅에 적합한 형상으로 경량화 및 컴팩트화를 주안점으로 열교환기의 최적 설계를 진행하였다. 그로부터 도출된 설계안을 기반으로 SLM 기법을 적용하여 AlSi10Mg 합금 소재로 열교환기 시작품을 제작하였다. 다음으로, 제작된 시작품을 기존 공기 압축기에 부착하여, 압축공기의 열교환 성능을 시험하였다. 3D 프린팅 시작품의 시험 결과는 기존 열교환기 대비하여 저압부와 고압부에서 열교환 성능은 각각 약 80% 및 85% 수준을 보였다, 하지만 외부 냉각공기 조건을 기존 열교환기와 유사한 조건으로 가정하였을 때 𝓔-NTU 법을 활용하여 계산한 열전달량은 기존 열교환기 대비하여 유사한 성능을 보여 주었다. 결과적으로, 3D 프린팅 제작 열교환기의 성능 효과 및 경량화 등의 장점을 확인할 수 있었다.

• Progress in Superconductivity
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• 제12권2호
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• pp.88-92
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• 2011

특수합금 등 금속분말을 이용하는 분말압연 공정을 적용하여 $MgB_2$ 판재를 제조하고 공정변수에 대한 특성을 조사하였다. 압연롤 간격 0.7 mm와 회전속도 0.7 rpm(~120 cm/min) 조건에서 두께 ~1 mm, 폭 ~100 mm, 그리고 길이 수 cm 크기의 $MgB_2$ 판재를 성공적으로 제조하였으며, 측정된 최고 밀도는 2.05 g/$cm^3$이고 이론 값 대비 약 78 %로 계산되었다. 분말압연 공정을 통해 최종 선재의 크기(특히 두께 측면에서)에 가깝게 공정을 시작할 수 있고 높은 충진 밀도를 유지할 수 있으므로 초전도 선재의 특성 향상과 더불어 생산 비용, 생산속도 측면에서도 매우 유리한 방법이 될 것이다. 또한 자기장하 $MgB_2$ 초전도 특성 향상을 위해 자속 고정점 역할을 할 다양한 도핑 물질(분말 형태 또는 액체 형태 등)을 첨가하는 공정에 있어서 도 본 분말압연 공정을 쉽게 적용될 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제34권5호
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• pp.33-40
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• 2016

The microstructures and the creep rupture properties of dissimilar welds between the Ni-based superalloy Inconel 740H and the non-stabilized austenitic stainless steel TP316H have been characterized. The welds were produced by shielded metal arc (SMA) welding process with the AWS A5.11 Class ENiCrFe-3 filler metal, commonly known as Inconel 182 superalloy. Postweld heat treatment at $760^{\circ}C$ for 4 hours was conducted to form ${\gamma}^{\prime}$ strengthener in Inconel 740H. The austenitic weld metal produced by Inconel 182 had a dendritic microstructure, and grew epitaxially from the both sides of Inconel 740H and TP316H base metals. Since both Inconel 740H and TP316H did not undergo any solid-state transformation during welding process, there were no heat-affected-zone (HAZ) sub-regions and the coarsoned grains near the weld interface were limited to a narrow region. The hardness of Inconel 182 weld metal was ~220 Hv. The gradual hardness decrease was detected at HAZ of TP316H, and the TP316H base metal displayed the lowest hardness value (~180 Hv) whilst the Inconel 740H showed the highest hardness value (~400 Hv). Fracture after creep occurred at the center of weld metal, regardless of creep condition. It was found that during creep the cracks initiated and propagated along interdendritic regions and grain boundaries at which Laves particles enriched in Nb, Si and Cr were present. The appropriate design of weld metal was discussed to suppress the creep-induced cracking of the present dissimilar weld.

• 구강회복응용과학지
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• 제19권4호
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• pp.269-279
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• 2003

This study investigated the mechanical properties of precious metal-ceramic alloy joined by the laser-welding and the soldering compared with the parent metal. Twenty-four tensile specimens were cast in precious metal-ceramic alloy and divided into three groups of eight. All specimens in the control group(group 1) were left in the as-cast condition. Group 2 and 3 were the test specimens, which were sectioned at the center. Eight of sectioned specimens were joined by soldering with a propane-oxygen torch, and the remaining specimens were joined by laser-welding. After joining, each joint diameter was measured, and then tested to tensile failure on an Instron machine. Failure loads were recorded, and then fracture stress(ultimate tensile strength), 0.2% yield strength and % elongation calculated. These data for three groups were subjected to a one-way analysis of variance(ANOVA). Neuman-Keuls post hoc test was then used to determine any significant differences between groups. The fracture locations, fracture surfaces were examined by SEM(scanning electron microscope). The results were as follows: 1) The tensile strength and 0.2% yield strength of the soldered group($280.28{\pm}49.35MPa$, $160.24{\pm}26.67MPa$) were significantly less than both the as-cast group($410.99{\pm}13.07MPa$, $217.82{\pm}17.99MPa$) and the laser-welded group($383.56{\pm}59.08MPa$, $217.18{\pm}12.96MPa$). 2) The tensile strength and 0.2% yield strength of the laser-welded group were about each 98%, 99.7% of the as-cast group. There were no statistically significant differences in these two groups(p<0.05). 3) The percentage elongations of the soldered group($3.94{\pm}2.32%$) and the laser-welded group($5.06{\pm}1.08%$) were significantly less than the as-cast group($14.25{\pm}4.05%$) (p<0.05). 4) The fracture of the soldered specimens occurred in the solder material and many porosities were showed at the fracture site. 5) The fracture of the laser-welded specimens occurred also in the welding area, and lack of fusion and a large void was observed at the center of the fracture surface. However, the laser-welded specimens showed a ductile failure mode like the as- cast specimens. The results of this study indicated that the tensile strengths of the laser-welded joints were comparable to those of the as-cast joints and superior to those of the soldered joints.

• 환경영향평가
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• 제24권6호
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• pp.549-560
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• 2015

농공단지에 입주제한된 31개 업종의 업종별 배출특성에 따른 화학적 유해성을 근거로 업종별 환경영향을 계량화하여 입지규제 우선순위을 도출하였다. 농공단지에 입주제한된 31개 업종의 환경상의 악영향과 환경기술발전에 따른 환경유해성 저감을 동시에 고려한 합리적 토지이용 관리방안을 수립하기 위하여 업종별로 수계, 토양 및 대기의 매체별 배출량 및 배출물질 $LC_{50}$ 자료에 의해 산정된 인체위해성과 생태위해성을 노출평가와 독성평가로 분석하는 화학적 등급화기법(CRS : Chemical Ranking and Scoring System)에 PRTR (Pollutant Release and Transfer Registers) 자료를 활용하였다. 농공단지 폐수배출관련 31개 업종에 대한 환경유해성을 도출한 결과에 의하면 2012년 기준으로 도금 착색 및 기타 표면처리강재 제조업, 생물학적 제제 제조업, 동 제련정련 및 합금 제조업, 솜 및 실 염색가공업, 그외 기타 1차철강 제조업, 기타 비철금속 압연압출 및 연신제품 제조업 등 6개 업종은 환경영향 점수가 상대적으로 낮게 산출되어 제조공정상에서 특정수질유해물질을 배출허용기준 이하로 배출된다고 인정하는 경우에 농공단지 입주제한을 완화시킬 수 있는 업종으로 평가된다.