• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.132.2-132.2
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• 2017

플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 Al, Ti, Mg 합금과 같은 경량 금속소재에 대한 표면처리기술로서 주목을 받고 있다. PEO 처리에 의해 표면에 치밀하게 형성되는 세라믹 산화층은 우수한 내식성, 내마모성을 보유하기 때문에, 이와 같은 특성이 요구되는 분야에 적용하기 위한 연구가 활발하다. 특히 PEO 세라믹 코팅층의 응착마모(adhesive wear)와 절삭마모(abrasive wear)에 관한 연구는 상당부분 이루어지고 있으나, 캐비테이션 침식과 같은 침식마모(erosive wear) 특성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 알루미늄 합금 소지에 제작된 PEO 코팅층의 캐비테이션 손상 특성을 고찰하였으며, 전해액 조성이 PEO 코팅층의 미세조직과 캐비테이션 손상 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. PEO 처리를 위해 사용된 소재는 상용 5083-O합금 판재로서 $2cm{\times}2cm$로 절단하여, 에머리페이퍼로 1000번까지 연마하여 사용하였다. 사용된 전해액은 증류수에 KOH(1 g/L)을 base로 하여 $Na_2SiO_3$(2 g/L)의 첨가유무를 변수로 하였다. 시편을 양극으로 하고 STS304를 음극으로 하여 각각 DC 전원 공급기의 +극과 -극에 연결하였으며, 정전류 조건에서 30분간 $0.1A/cm^2$의 전류밀도를 인가하였다. PEO 처리후 시편은 SEM, EDS, XRD를 이용하여 표면 특성 평가를 실시하였다. PEO코팅층의 캐비테이션 특성 평가는 초음파 진동식 캐비테이션 발생 장치를 이용하였으며, 캐비테이션 실험 후 시간에 따른 표면 거칠기의 변화 거동을 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제6권11호
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• pp.1136-1145
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• 1996

Ai-8wt.5(Ti+Zr)합금을 기계적합금화와 열간압출로 제조하여 Ti에 대한 Zr 첨가비와 등온열처리가 고온인장강도 및 변형거동에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Ti에 대한 Zr 첨가량의 비가 증가함에 따라 열간압출 시편의 상온 및 고온강도가 증가하였고, 40$0^{\circ}C$ 및 51$0^{\circ}C$에서 등온열처리에 따른 강도의 감소도 작게 나타났다. 이는 Zr 첨가량이 증가함에 따라 AI 기지와 AI3Ti에 비해 작은 격자간불일치도를 갖는 AI3(Ti+Zr)금속간화합물이 생성되고 고온열처리에 따른 조대화가 억제되었기 때문으로 판단되었다. 합금의 연성은 Zr 첨가량과 등온열처리에 관계없이 10% 이하로 낮게 나타났으며 인장 시험 온도가 고온일수록 취성파괴인 입계파괴가 지배적으로 일어났다. AI-Ti-Zr 합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 순수한 AI 기지의 자기확산에 필요한 활성화에너지 142KJ/mol에 비해 573-783K 온도범위에서 1.5-1.8배 높은 값을 보였으며, Ti에 대한 Zr의 첨가량의 비가 증가할수록 보다 높은 값을 나타내었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.198-203
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• 1998

액체금속로용 금속연료인 U-10wt.%Zr 합금의 기지조직은 공석조직으로 $\alpha$uranium과 UZr$_2$인 $\delta$상이 교대로 나타나는 층상조직을 이루고 있다. 잘 발달된 층상조직의 두께는 $\alpha$U이 40-8$\mu\textrm{m}$, $\delta$상인 UZr$_2$는 20-30$\mu\textrm{m}$로 $\alpha$U이 $\delta$상의 2-3배 정도 된다. 기지조직내에 나타나는 둥근 형태의 석출물 크기는 ø5-12$\mu\textrm{m}$이며, 응집된 석출물의 크기는 ø15-25$\mu\textrm{m}$이다. 석출물의 TEM SADP과 EDS 분석결과 순수한 $\alpha$Zr이 아니고 산소에 의하여 안정화되고 소량의 uranium을 함유한 Zr rich 상으로 $\alpha$Zr과 같은 hexagonal 결정구조를 갖는다. Rod 형태 및 사각형태의 석출물은 tetragonal 결정구조를 갖는 SiZr$_2$ 상이다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.94-95
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the corrosion protective property of Al-Mg high-freqeuncy arc metal spray method in comparison to Zn-Sn and Zn-Al alloys by electrochemical method and CASS test. As a result, it appeared that Al-Mg alloy had very higher corrosion protective property through the electrochemical characteristic and the CASS test comparing with the other alloys.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.416-416
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• 2014

탄소나노튜브(CNTs)의 비강도는 철합금에 비해 30~50배 높으며, 알루미늄 밀도($2.7g/cm^3$)보다 낮은 $1.3{\sim}1.4g/cm^3$의 값을 갖는 고강도 고경량의 탄소소재이다. 이러한 CNT를 금속기지에 복합화 하면 비강도가 매우 우수하고 고경량화 소재의 제조가 가능하다. 하지만, CNT는 반데르발스(Van der waals) 힘에 의해 서로 뭉쳐서 존재하며, 젖음성이 나쁘기 때문에 금속과 부상 분리되는 단점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 무전해 도금법, 전해도금법 등으로 Cu, Ni등을 코팅하여 문제점을 해결하려는 연구가 진행되어 왔지만, 복합소재를 제조하기 위해 필요한 CNT를 대량으로 코팅하기엔 적합하지 않다. 본 연구에서는 CNT표면에 Cu를 대량으로 형성시킬 수 있는 시멘테이션법을 이용하여, 공정조건에 따른 CNT/Cu의 석출되는 형상 및 성분의 변화를 조사하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.122-122
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• 2009

금속기판과 액체금속의 젖음성은 일반적으로 액적법 (sessile drop)에 의해 고체와 액체간의 접촉각 측정을 통해서 알 수 있다. 이러한 방법에 의한 젖음성 실험결과는 고체와 액체계면에서의 반응이 무시될 수 있는 경우에 적용가는 하지만 연속용용도금공정과 같이 용융된 금속내부로 강판이 인입되는 과정에서 계면반응이 동적으로 진행되는 과정에서의 젖음성을 모사하기에는 이러한 방법의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 용융도금공정과 유사하게 소둔열처리된 저탄소강판이 환원성분위기내에서 Zn 및 Zn-Al 용융도금욕 내부로 연속적으로 인입되는 과정에서의 젖음력 및 접촉각 등의 측정을 통해 실제 도금공정상의 도금성과 젖음성의 연관성을 규명하고자하였다. 연구결과 일반적인 Zn 도금욕의 경우 젖음성이 양호하지만 Al함량이 높은 경우에는 젖음성이 좋지 못한 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.356-356
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)는 기계적, 전기적, 열적성질이 매우 우수하여 다양한 응용이 기대되고 있다. CNT를 금속기판에 직접 합성시킬 경우 CNT와 금속기판의 계면에서 높은 전도성 및 물리적 접착 강도를 기대할 수 있어서, 전계방출(field emission) 소자 또는 방열(heat dissipation) 소자 등과 같은 CNT의 높은 전도성과 일차원적 구조를 이용하고자 하는 분야로의 응용가능성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 CNT의 합성촉매로 주로 사용되고 있는 니켈을 주요 성분으로 함유하고 있는 Inconel, Hastelloy, Invar 등을 합성기판으로 선정하여, CNT의 합성 거동을 조사하였다. CNT 합성은 CVD방법을 이용하였으며, 아세틸렌가스를 원료가스로 이용하였다. 합성 전 기판의산화 전처리가 CNT합성 효율에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 이를 체계적으로 조사하기 위하여, 다양한 온도(425~725$^{\circ}C$) 구간에서 산화 전처리를 실시한 후 CNT의 합성 거동을 조사하였다. 산화과정에 의한 표면구조의 변화 및 표면에서 금속성분의 재배열이 CNT합성 효율 변화의 원인으로 사료되고 있으며, 이를 분석하기 위해서, AFM, XRD, EDS, SEM, TEM 등을 이용하였다. 본 연구결과는 향후 전자방출소자, X-ray source 및 방열소자 등의 응용에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.516-521
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• 1997

국내개발 액체금속로 KALIMER 노심으로 설계한 전기출력 150 MWe (열출력 392 MWth)의 U-Zr이원합금핵연료 사용 소형노심에 대하여 열수력 특성을 분석하고, 그 결과를 전기출력 333 MWe (열출력 840 MWth)의 중형노심설계 특성과 비교ㆍ분석하였다. 분석에는 국내개발 액체금속로 KALIMER 노심설계기술 개발의 일환으로서 개발한 개념설계 초기 단계에서의 노심 열수력 특성 분석 방법을 사용하였다. 열수력 특성 분석은 먼저 각 집합체의 최고 선출력에 따라 유량그룹을 설정하고, 각 집합체의 최고온도 연료봉에 대하여 냉각재 온도, 피복관 중심온도, 핵연료 중심온도 등을 계산하는 방식으로 수행하였다. 특성분석 결과 두 노심 모두 노심내 출력분포를 더욱 평탄화 하고, 노심핵연료 영역에 대한 반경방향 블랑？ 영역의 출력비율을 높이는 작업이 필요하다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.254-254
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• 2009

기판에 증착된 금속의 중요변수중 하나인 밀착성은 여러 가지 방법에 의해 연구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 PVD법에 의해 제작된 Zn-Mg박막의 밀착성을 스크래치 테스법에 의해 그 특성을 살펴 보았다. 즉, Mg함량의 증가에 따라 모재 표면의 결정립 미립화에 의해 증착금속의 박리폭이 감소하는 경향을 보였다. 이와 같은 이유는 Mg의 함량이 증가할수록 미립화된 Zn-Mg박막의 결정입내를 둘러싸는 입계의 상대적 면적이 증가하여 활성적으로 작용하게 되고, 활성적인 입계는 모재와 박막사이에 결합력을 강화시키는 역할을 하기 때문이다. 이것은 표면에너지가 높은 (002)이 많이 배향된 증착금속 일수록 모재와 박막의 밀착성을 향상시키는 것처럼 상대적 입계면적이 증가되고, 활성화된 입계의 영향은 밀착성을 향상시키는 요인으로 작용하는 것으로 사료된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.251-251
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• 2012

다양한 금속기판 위에 탄소나노튜브(CNT)를 직접성장 시키는 경우, 플라즈마를 이용한 기판 전처리가 CNT의 저온 합성 및 합성수율 향상에 미치는 영향을 살펴보았다. 합성용 금속기판으로는 SUS316L, Inconel, Invar, Hastelloy 등 Ni계 합금을 이용하였다. 전처리 시 플라즈마의 인가전력 및 기판온도의 증가에 따라 기판 표면조도의 증가를 확인하였고, 그에 따른 합성온도 저하 및 합성수율 증대 결과를 얻었다. 기판 열처리를 부가적으로 실시한 경우, 기판 열처리 온도 또한 합성수율에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 특히, 인코넬 기판의 경우, 열처리 후 플라즈마 전처리를 실시한 기판에서 합성수율이 크게 향상되는 것을 알 수 있었다.