• 제목/요약/키워드: 금속합금

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카본소스로서 유기산을 이용한 $LiFePO_4$의 고상 합성법 (Synthesis of $LiFePO_4$ by solid-state reaction using organic acids as carbon sources)

  • Kam, Dae-Woong;Kim, Ke-Tack;Kim, Hyun-Soo;Son, Young-Guk
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.279-279
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    • 2009
  • $LiFePO_4$는 낮은 전기전도도로 인하여 전이금속의 도핑과 카본코팅으로 전기화학적 특성을 향상시키려는 연구가 많이 되어 왔다. 또한 다양한 합성법으로 $LiFePO_4$의 입자사이즈를 최적화 하기 위해 많은 연구가 진행중이다. 특히 고상 합성법은 결정의 미세화가 가능하고, 상온에서 쉽고 용이하게 원소간의 합금화 및 화학반응을 유도하는 등의 장점으로 인해 가장 널리 사용하고 있는 합성법중 하나이다. 이번 연구에서도 고상합성법을 사용하여 $LiFePO_4$를 합성했으며, 카본소스로서 카르복시산등의 유기산을 사용하여 코팅을 시도해 보았다. 이렇게 합성된 $LiFePO_4$의 물리적 측정을 통하여 입사의 형상 및 크기를 관찰하였고, 하프셀을 구성하여 전기화학적 특성을 확인하였다.

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진공 플라즈마 용사 코팅 조건에 따른 초고온 세라믹 코팅의 미세구조

  • 유연우;전민광;남욱희;변응선
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.135-135
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    • 2016
  • 차세대 가스터빈 엔진 및 초음속 항공기 내 고온부의 온도가 증가함에 따라, 기존의 초내열합금 기반 소재를 사용하기 어려워지고 있다. 초고온 세라믹스는 높은 기계적 물성, 화학적 안정성 등 우수한 고온 특성을 가지고 있어 기존의 초고온 소재를 대체 할 수 있는 물질로 부상되고 있다. 하지만 기존의 금속 기반 소재 대비 높은 밀도로 인하여 초고온 세라믹 단일체를 비행체 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 초고온 세라믹스와 탄소섬유를 포함하는 세라믹 복합체(Ceramic Matrix Composite, CMC)를 제작하여 동등한 기계적 물성을 보이면서 무게를 감소시키는 연구들이 진행 중에 있다. 초고온 세라믹스가 함침 된 세라믹 복합체의 경우 우수한 내삭마, 내산화 특성을 보이지만, 장시간 고온에 노출되어 탄소 섬유가 드러나게 되면 급격한 산화로 인해 소재 특성의 열화가 진행되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 탄소 섬유가 드러나지 않도록 복합체 표면에 코팅층을 형성하여 세라믹 복합체 모재를 보호하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 진공 플라즈마 용사 공정을 이용하여 다양한 공정조건 하에서 초고온 세라믹 코팅층을 형성하였다. 수십 마이크론 크기 분포를 갖는 HfC 분말을 Ar 유송 가스를 이용하여 플라즈마 화염 내부로 투입하였다. 플라즈마 화염 가스는 Ar 과 H2를 혼합하여 구성되었으며, 분위기 가스로는 N2를 사용하였다. 코팅에 사용된 모재로는 ZrB2 단일체와 SiC가 미량 포함된 HfC 단일체를 사용하였다. 다양한 공정 조건하에서 형성된 HfC 코팅층의 두께, 미세 조직구조를 SEM을 이용하여 관찰하였으며, XRD를 이용하여 형성된 HfC 코팅층의 결정구조를 분석하였다.

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Al 확산침투처리를 통한 Inconel 617의 코팅층의 상분석 및 고온산화특성평가

  • 임정훈;조태선;김대건;김영도
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.51-51
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    • 2009
  • Ni 기 초내열합금은 원자력 발전설비의 열교환기용 재료를 비롯한 발전용 가스터빈, 제트엔진, 화학공장용 튜브 및 파이프재료 등 우수한 고온 기계적 특성 및 고온 내식성을 요구하는 각종 부품재에 광범위하게 이용되고 있다. Al 확산침투처리는 Ni기 초내열합금에 Al 혼합분말을 이용하여 금속간합화물을 코팅함으로써 고온산화특성 향상에 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 Al 확산침투처리를 통하여 Inconel 617 표면에 Aluminide 코팅층을 형성함으로써 고온 내산화특성을 향상시키고자 하였다. Al 확산침투처리는 Al :$Al_2O_3$ : $NH_4Cl$ = 15g : 83g : 2g(wt.%)의 비율의 혼합분말을 사용하여 $900^{\circ}C$에서 1 시간 동안 Ar 분위기에서 수행되었다. Al 확산침투처리 후 $950^{\circ}C$에서 1000 시간 동안 air 분위기에서 열화시험을 수행하였다. Al 확산침투처리 후 고온열화를 통해 고온산화특성을 평가였으며, 고온 열화에 의해 형성된 코팅층의 석출물과 계면상의 상분석을 수행하였다.

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MERIE형 반응로를 이용한 AlSi의 식각 특성 (Properties of AlSi etching using the MERIE type reactor)

  • 김창일;김태형;장의구
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제9권2호
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    • pp.188-195
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    • 1996
  • The AlSi etching process using the MERIE type reactor carried out with different process parameters such as C1$_{2}$ and N$_{2}$ gas flow rate, RF power and chamber pressure. The etching characteristics were evaluated in terms of etch rate, selectivity, uniformity and etched profile. As the N2 gas flow rate is increased, the AlSi etch rate is decreased and uniformity has remained constant within .+-.5%. The etch rate is increased and uniformity is decreased, according to increment of the C1$_{2}$ gas flow rate, RF power and chamber pressure. Selective etching of TEOS with respect to AlSi is decreased as the RF power is increased while it is increased by increment of the C1$_{2}$ gas flow rate and chamber pressure, on the other hand, selective etching of photoresist with respect to AlSi is increased by increment of the C1$_{2}$ gas flow rate and chamber pressure, it is decreased as the N$_{2}$ gas flow rate is increased.

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Load Ratio 해석에 의한 알루미늄 5083 합금 용접부의 J-R곡선 평가 (Evaluation of J-R Curve for Aluminum 5083 Alloy Weldment by Load Ratio Analysis)

  • 윤한기;김연겸
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제15권4호
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    • pp.178-186
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    • 1997
  • The purpose of this study is to evaluate the J-R curve characteristics for the 5083 aluminum alloy weldment by the load ratio analysis. The results of the load ratio analysis are compared with those of the J-R curve which are obtained by the ASTM unloading compliance method. The crack length calculated by the load ratio analysis is agrees well with the measured final crack length. The slope of the exponential J-R curve estimated by the load ratio analysis is slightly smaller than that by the ASTM unloading compliance method. The exponential correlation of the J-R curve for the 5083 aluminum alloy base metal by the load ratio analysis is J = 93.88 ${\Delta}{\alpha}^{0.375}$. That for the weld metal and HAZ is J = 69.87 ${\Delta}{\alpha}^{0.389}$ and J = 70.59 ${\Delta}{\alpha}^{0.359}$ respectively. The J-R curve obtained by the ASTM unloading compliance method is overpredicted and should be offsetted due to the initial negative crack. On the other hand, the load ratio analysis method can evaluate the J-R curve by only load displacement curve without particular crack measurement equipment.

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고출력 $CO_2$레이저빔에 의한 구리, 청동/알루미늄 합금 클래딩 (Cladding of Cu and Bronze/Al Alloy by $CO_2$ Laser)

  • 강영주;김재도
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제15권4호
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    • pp.109-115
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    • 1997
  • Laser cladding is a technique for modification of metal surface. In this laser cladding experiment a metal powder feeding system was developed for more efficient laser cladding. This system can reduce processing time and be used simpler than the conventional method. The feeding of metal powder has given a rise to the process for sequential buildup of bulk rapidly solidified materials in the form of fine powder stream to the laser cladding process. The parameters of laser cladding have been investigated using this experimental equipment. Bronze on aluminum alloy and copper on aluminum alloy were experimented by using defocused beam, powder feeding system, and gas shielding. Good cladding was achieved in the range of beam travel speed of 2.25m/min. In the case of copper/aluminum and bronze/aluminum substrate, the absorption of laser beam was too high to produce low diluted clad. In the case of copper/1050 aluminum, the optimal laser cladding condition was of laser power of 2.8kW, powder feed rate of 0.31g/s and beam travel speed of 2.25m/min. In the case of bronze/aluminum the optimal condition is of laser power of 2.5kW, powder feed rate of 0.31g/s, and beam travel speed of 2.36m/min.

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Ti 및 Ti계 세라믹스에 의한 Al합금의 표면복합합금화 (Formation of Ti and Ti ceramics composite layer on aluminium alloy)

  • 임병수;문정훈;서창제
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제13권1호
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    • pp.103-114
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    • 1995
  • Plasma Transferred arc(PTA) hard facing process has been developed to obtain an overlay weld metal having excellent wear resistance. The effect of Ti, TiSi$_{2}$ and TiC powders addition on the surface of Aluminum alloy 5083 has been investigated with PTA process. This paper describes the result of test the performance of the overlay weld metal. The result can be summarized as follows 1. Intermetallic compound is formed on surface of base metal in Ti or TiSi$_{2}$ powder but the reaction with surface of base metal is little seen in TiC powder. 2. In formation of composite layer on aluminum alloy surface by plasma transferred arc welding process, high melting ceramics like TiC powder is excellent. 3. The multipass welding process is available for formation of high density of powder. But the more number of pass, the less effect of powder, it is considered, and limits of number of pass. 4. By increasing area fraction of TiC powder on Al alloy surface, in especially TiC powder the hardness increase more than 40% area fraction and 88% shows about Hv 700.

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Al-Si-Ca 합금 폼의 압축 피로 거동 (Compression-Compression Fatigue Behavior of Al-Si-Ca alloy Foams)

  • 이창훈;하산;김엄기;정길도
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.190-195
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    • 2004
  • The compression-compression fatigue properties of the closed cell Al-Si-Ca alloy foams have been studied. The monotonic and cyclic compressive properties were compared with each other and the fatigue stress-life (S-N) curves were presented. In compression-compression fatigue, the crushing was found to initiate in a single band which broadens gradually with additional fatigue cycles. Progressive shortening of the specimen took place due to a combination of low cycle fatigue failure and cyclic ratcheting which is in accordance with the findings of previous researchers [1-3]. Young's modulus of the foam was found to decrease with the increasing strain in case of fatigue test however in case of monotonic compression test the value of Young's modulus increased with the strain (number of cycles). The endurance limit on the basis of $10^{7}$ cycles obtained by extrapolating the experimental results were 0.98 MPa and 1.70 MPa for load ratios 0.1 and 0.5 respectively which are 34 % and 59 % of the plateau stress.

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용사법에 의해 제작된 금속/세라믹 경사기능 재료의 기계적 특성 (Mechanical Properties of Metal/Ceramic FGM made by Thermal Spraying Method)

  • 김영식;남기우;김현수;오명석;김귀식
    • 동력기계공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.41-48
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    • 1998
  • This study was aimed at development of fabrication process of functionally graded materials(FGM), consisting of metal and ceramic by thermal spraying method. NiCrAIY/$Al_2O_3$ FGM were made by using plasma spraying onto the SS400 carbon steel substrate. And mechanical properties such as microhardness, thermal shock resistance and adhesive strength of the coating layer were investigated. Adhesive strength was evaluated by acoustic emission method. It was resulted that NiCrAIY/$Al_2O_3$ FGM made by thermal spraying method showed excellent thermal shock resistance and adhesive strength compared to the other lamellar structures of sprayed coatings and that AE is useful tool to evaluate the defect of thermal sprayed coating layer.

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자동차 경량소재 AlSiCu 합금의 기계적 특성을 개선하기 위한 최적의 이중 열처리공정 (Optimal Double Heat Treatment Process to Improve the Mechanical Properties of Lightweight AlSiCu Alloy)

  • 박상규;김정석
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.102-108
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    • 2018
  • The objective of this study is to develop the mechanical properties of an AlSiCu aluminum alloy using the two-step solution heat treatment. The microstructure of the gravity casting specimen represents a typical dendrite structure with a secondary dendrite arm spacing (SDAS) of 40 um. In addition to the Al matrix, a large amount of coarsen eutectic Si phase, $Al_2Cu$ intermetallic phase, and Fe-rich phases is generated. The eutectic Si phases are fragmented and globularized with the solution heat treatment. The $Al_2Cu$ intermetallic phase is also resolutionized into the Al matrix. The $2^{nd}$ solution temperature at $525^{\circ}C$ may be an optimal condition to enhance the mechanical properties of the AlSiCu aluminum alloy.