• 대한금속재료학회지
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• 제48권1호
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• pp.49-56
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• 2010

This study investigated how the surface of Al-12wt.%Si alloy modified by the plasma electrolytic oxidation process (PEO). The PEO process was performed in an electrolyte with sodium hexametaphsphate as a conducting salt, and the effect of ammonium metavanadate on variations in the morphology of electrochemically generated oxide layers on the alloy surface was investigated. It is difficult to form a uniform passive oxide layer on Al alloys with a high Si content due to the differences in the oxidation behavior of the silicon-rich phase and the aluminum-rich phase. The oxide layer covered the entire surface of the Al-12WT.%Si alloy uniformly when ammonium metavanadate was added to the electrolyte. The oxide layer was confirmed as a mixture of $V_2O_3$ and $V_2O_5$ by XPS analysis. In addition, the oxide layer obtained by the PEO process with ammonium metavanadate exhibited a black color. Application of this surface modification method is expected to solve the problem of the lack of uniformity in the coloring of oxide layeres caused by different oxidation behaviors during a surface treatment.

• 대한치과보철학회지
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• 제61권1호
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• pp.1-17
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• 2023

목적: 본 연구의 목적은 레이져 신터링, 컴퓨터 밀링, 주조의 세 가지 방법으로 제작된 비귀금속 합금 코핑의 변연 형태에 따른 변연 적합도의 변화를 관찰하는 데 있다. 재료 및 방법: 서로 다른 두 개의 변연 형태를 정확히 재현하기 위해 3D Computer-aided Design을 이용하여 지대치 삭제의 원칙에 따라 지대치를 디자인한 다음, 티타늄 블럭을 컴퓨터 밀링하여 주모델을 제작하였다. 각각의 모델에 대하여 위의 3가지 제작 방식으로 비귀금속 합금 코핑을 12개씩 제작하여, 총 72개의 코핑을 제작하였다. 각 코핑은 지대치에 적합시켜서 공초점 레이저 주사 현미경으로 근심, 협측, 원심, 설측 변연의 변연 적합도를 150배율로 측정하였다. 결과: 레이져 신터링으로 제작한 코핑의 평균 변연 오차는 deep chamfer margin에서 11.8 ± 7.4 ㎛, rounded shoulder margin에서 6.3 ± 3.5 ㎛ 였고, 그 차이는 통계적으로 유의했다 (P < .0001). 컴퓨터 밀링으로 제작한 그룹에서는 deep chamfer margin에서 53.9 ± 27.8 ㎛, rounded shoulder margin에서 48.6 ± 30.0 ㎛였고, 변연 형태에 따른 유의한 차이가 없었다 (P = .279). 주조 방법으로 제작한 그룹은 deep chamfer margin에서 18.8 ± 20.2 ㎛, rounded shoulder margin 에서 30 ± 20.5 ㎛ 였고, 그 차이는 통계적으로 유의했다 (P = .0004). 결론: 이번 실험을 통하여, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 변연의 형태에 따른 변연 적합도는 레이져 신터링이나 주조 방법으로 제작된 금속 코핑의 경우 변연 형태에 따라 유의한 차이가 있었다. 2. 레이져 신터링으로 제작한 금속 코핑에서 rounded shoulder margin이 deep chamfer margin보다 우수한 변연 적합도를 보였다. 3. 주조 방법으로 제작한 금속 코핑의 경우는 deep chamfer margin이 rounded shoulder margin보다 우수한 변연 적합도를 보였다. 4. 제작 방식에 따른 코핑의 변연 적합도는 레이져 신터링이 가장 양호하였고, 그 다음 주조 방법과 밀링 방법 순으로 변연 적합도 양호하였다. 이번 연구를 통해, 지대치의 변연 형태에 따른 금속 코핑의 변연 적합도의 변화를 관찰하였으며, 레이져 신터링으로 제작하거나 디지털 밀링한 왁스 패턴을 캐스팅한 경우에는 상관 관계가 있음을 확인하였다. 임상에 적용함에 있어 지대치의 변연 형태를 고려하여 제작 방식을 결정하는 것이 추천된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권1호
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• pp.24-33
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• 2020

출토 청동 유물에서는 매장 환경 내 공존하는 복합적인 부식 인자로 인해 다양한 형태와 색상의 부식 생성물이 관찰되며, 이러한 부식 생성물은 장기 부식의 정보뿐만 아니라 보존처리 시 중요한 자료가 될 수 있다. 따라서 청동 유물의 부식층 및 부식 생성물에 대한 과학적 분석을 실시하여 부식층 형성 과정 및 부식 생성물의 특성을 규명하고, 노출된 매장 환경의 특성 및 내부 부식 인자와의 연관성을 해석하는 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 동일 유적에서 출토된 청동 유물을 합금비와 제작기법에 따라 분류 후, 표면·부식층·부식 생성물에 대한 종합적인 분석을 실시하여 청동 유물의 부식 메커니즘과 부식층 형성 과정, 부식 생성물의 특성에 대해 알아보고자 하였다. 분석 대상으로 선정된 총 5점의 시료는 합금비 및 제작기법 분석 결과에 따라 2개의 그룹으로 구분되는데, Cu-Sn-Pb합금으로 열처리가 진행되지 않은 Group 1은 내·외측 중 일부 또는 양측에 외부 부식층이 형성되어 있으며, 표면은 녹색 또는 청색으로 확인되었다. 소지 금속에서는 α상, α+δ상 선택 부식이 일어나는 것을 알 수 있었으며, α+δ상 선택 부식 후 빈 공간에 순도가 98% 이상인 Cu가 농축되어 있는 현상이 확인되었다. Cu-Sn합금으로 열처리가 진행된 Group 2는 외부 부식층이 형성되지 않았으며, 표면이 어두운 황색으로 관찰되었다. 또한 Group 1과는 다르게 소지 금속 내부에서 α상 선택 부식이 발생한 것을 확인하였다. 연구결과를 종합해 볼 때 동일한 유적에서 출토된 청동 유물에서도 합금비 및 제작기법에 따라 부식층 형성과정 및 부식 생성물의 형태와 색상, 금속이온 이동경로 등 여러 측면에서 차이를 나타냄을 알 수 있다. 또한 동일 유물에서도 부분적으로 서로 다른 부식 특성을 보이기도 하는데 이는 매장 환경 내 노출 환경에 따라 다른 형태의 부식이 발생할 수 있음을 뜻한다. 따라서 동일 유적에서 출토된 청동 유물이라 하더라도 합금비, 제작기법, 노출 환경에 따라 부식 특성이 다를 것이라고 판단된다. 본 연구는 특정 지역 및 유물을 대상으로 한 부식 특성의 일면을 보여주는 것이므로 향후 여러 지역에서 출토되는 청동 유물의 부식층 및 부식 생성물 특성에 대한 연구를 통해 매장 환경에 따른 부식 메커니즘에 대한 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권1호
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• pp.132-136
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• 1999

볼밀을 사용하여 $Fe_{30}Cr_{70}$ 혼합분말을 질소가스 분위기 중 기계적 합금화(MA) 처리하였다. 그 결과 비정질상이 생성되었으며 불활성 아르곤 가스 분위기중 MA 처리를 행한 경우에는 bcc 고용체가 얻어졌다. 기계적 합금화 처리한$(Fe_{30}Cr_{70})_{0.85}N_{0.15)$분말시료의 열분석 결과 약 $550^{\circ}C$에 비정질상의 결정화에 의한 발열 peak가 관찰되었다. bcc 결정질에서 비정질상으로의 구조변화 과정을 Xtjs 회절 및 중성자 회절법에 의해 관찰되었다. 그 결과, 이 합금계에서의 비정질화는 모든 결정구조에서 전형적으로 존재하는 8면체 unit가 우선적으로 붕괴되어 4면체 unit로 변환되어 가는 과정임을 알 수 있었다. 또한, 중성자 회절에 의한 결정구조해석 결과 질소원자는 금속원자로 이루어진 4면체의 중심에 위치하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.945-952
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• 1995

기계적합금화한 Al-8wt.%(Ti+Zr)합금의 열적안정성에 미치는 Zr첨가의 영향에 대하여 조사하였다. Ti에 대한 Zr의 첨가비가 증가함에 따라 고온에서 장시간 노출에 따른 합금의 경도감소가 저하되어 합금의 열적안정성이 향상된 결과를 나타내었는데 이는 TEM 관찰결과 분산입자의 조대화가 억제되었기 때문이었다. XRD, SAD 및 EDS 분석결과 이러한 분산입자들은 DO$_{2+}$와 DO$_{23}$구조를 갖는 $Al_3$(Ti+Zr)삼원계 금속간화합물이었으며 특히 DO$_{23}$Al$_3$(Ti+Zr)은 Zr의 첨가비가 증가함에 따라 보다 작은 Al기지와의 격자간불일치도를 갖는 방향으로 격자상수가 변화하여 합금의 열적안정성 향상에 주된 기여를 한 것으로 생각된다

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.44-44
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• 2018

칼라도장강판은 금속 제품의 제품화 공정 중에 도장 공정을 생략함으로 경제적이며, 제조공정 중 발생할 수 있는 VOCs(Volatile Organic Compounds)의 배출 염려가 없어 건축 및 가전 산업에 다용되고 있다. 칼라도장강판은 용융아연도금강판(GI), 전기아연도금강판(EGI), 용융알루미늄아연합금도금강판 등이 기재로 적용되고 있으며, 최근 마그네슘 성분이 첨가되는 고내식 도금강판 개발과 함께 고내식 도금강판을 이용한 칼라도장강판의 개발 및 수요 발굴을 위한 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 칼라강판의 구성은 일반적으로 도막 밀착성 확보를 위한 화성처리층, 기재와 도막간의 밀착성과 내식성 개선을 위한 하도층(primer layer), 가공성, 내오염성, 의장성 등의 기능성 부여를 위한 상도층(top layer)의 구조로 도장되어 있다. 도료는 가공성, 내오염성, 경도 등의 기능성이 우수한 폴리에스테르 수지계가 가장 폭넓게 사용되고 경화제로는 멜라민 화합물과 이소시아네이트 화합물이 널리 사용되고 있다. 칼라도장 강판은 1970년대 이후 본격적으로 보급되어 사용되기 시작하였으며, 화성처리층은 밀착성과 내식성이 우수한 크로메이트처리가 널리 사용되고, 하도층은 방청성이 우수한 크로메이트계 방청 안료를 함유시킨 도료가 일반적이다. 그러나, 전기전자 제품에 적용되는 칼라도장강판은 2006년에 RoHS 규제의 시행과 더불어 6가 크롬 사용 제한의 영향으로 크롬프리 화성처리가 일반화되어 적용되고 있으며, 그 동안 6가 크롬 제안이 유보적이었던 건축용 칼라도장강판 또한 크롬프리 화성처리층 및 크로메이트계 방청 안료의 하도층 적용을 회피하고 있는 추세이다. 이에 따라, 고내식 합금도금강판을 기재로 사용하고 기존의 화성처리층과 하도층에 크롬프리 수지를 적용하는 연구개발이 활발하게 진행 중에 있다. 본 연구에서는 마그네슘이 첨가된 고내식 합금도금강판으로 Al-Mg-S i강판과 용융 Zn-Al-Mg 합금도금강판에 기존의 상용화 공정에서 사용되는 크롬계 및 크로프리 화성처리 적용 칼라도장강판에 대한 내식성 등 칼라도장강판의 특성에 대해 발표한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권1호
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• pp.36-43
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• 2020

생분해성 금속인 마그네슘 합금 와이어를 이용하여 담관용 스텐트를 제작하였다. 생체 내에서 마그네슘 합금의 문제점인 빠른 분해 및 부식을 제어하기 위하여 마그네슘 합금 와이어를 생분해성 고분자인 polycaprolactone (PCL), poly(propylene carbonate) (PPC), poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 등으로 코팅하였다. 표면분해가 이루어지는 고분자인 PPC의 경우는 전분해 거동을 보이는 다른 고분자들(PCL, PLLA, PLGA)에 비해 크랙이나 박리가 없어 가장 효율적으로 마그네슘 와이어의 분해 속도를 지연시켰다. 또한 생분해성 고분자 코팅이 마그네슘 합금 스텐트의 기계적 물성인 축 방향 힘에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 대부분의 생분해성 고분자(PCL, PLLA, PLGA)로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트에 비해 축 방향의 힘이 증가하여 스텐트의 유연성을 감소시켰으나, PPC로 코팅된 스텐트는 코팅되지 않은 스텐트와 비슷한 축 방향의 힘을 나타내 스텐트의 유연성을 감소시키지 않았다. 이상의 결과로부터 PPC가 가장 효율적인 생분해성 고분자로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제10권12호
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• pp.838-844
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• 2000

절삭공구 재료나 내마모 재료와 같은 용도의 $TiB_2$기 서멧합금을 제조하기 위해서는 소결성과 기계적 특성이 우수한 결합상이 요구된다. 본 연구에서는 경도 및 인성이 뛰어난 새로운 $TiB_2$기 서멧합금의 결합금속으로 SUS316L을 착안하였다. $TiB_2$-SUS316L 서멧합금은 상압소결에 의해 $1650^{\circ}C$ 이상에서 상대 밀도 99% 이상으로 치밀화되었다. 소결중 $Fe_2B$상이 생성되었지만 10vo1%SUS316L의 조성에서 1290MPa가지의 강도를 얻었다. 또한 비커스 경도 180pa 이상에서 $6MPam^{1/2}$까지의 파괴인성값을 얻을 수 있었고 이러한 경도 및 인성의 균형은 종래의 서멧합금에 비해 우수한 것이다. 약 $800^{\circ}C$ 부근에서 고온강도의 급격한 저하는 SUS316L 결합상의 소성변형으로 인한 것이었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권11호
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• pp.285-290
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• 2018

강은 자동차 제조업체 및 전기 제품에 많이 사용되고 있으나 부식으로 많은 문제점이 발생한다. 이러한 부식문제를 해결하기 위해 강 위에 아연전기도금을 두껍게 하고 있다. 그러나 아연 도금의 두께가 두꺼워지면 부품 제조 시 크렉이 발생하기 쉬우며, 이로 인해 부식이 더욱더 악화될 수 있다. 이러한 부식 문제를 해결하기 위해 아연과 크롬합금도금에 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 염화욕에서 합금도금의 조성에 미치는 전해조건의 영향을 조사하였다. 전류밀도가 증가함에 따라 Zn함량이 감소하고 Cr함량은 증가하였다. 전해액 온도가 증가함에 따라 Zn함량이 감소하고 Cr함량은 증가하였으며, 그 결과는 음극분극곡선으로 가지고 해석되었다.