• 제목/요약/키워드: 금속합금

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연화 열처리 후 모의소성된 금속-세라믹용 Pd-Ag-Au계 합금의 후열처리에 의한 경화기전 (Hardening mechanism associated with post-firing heat treatment of softening heat treated and then firing simulated Pd-Ag-Au alloy for bonding porcelain)

  • 김성민;유영준;조미향;권용훈;김형일;설효정
    • 대한치과재료학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.95-106
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    • 2015
  • Hardening mechanism associated with post-firing heat treatment of softening heat treated and then firing simulated Pd-Ag-Au alloy for bonding porcelain was examined by observing the change in hardness, crystal structure and microstructure. By post-firing heat treatment of as-cast, solution treated and pre-firing heat treated specimens at $650^{\circ}C$ after casting, the hardness value increased within 10 minutes. Then, hardness consistently increased until 30 minutes, and gap of hardness value among the specimens was reduced. The increase in hardness after post-firing heat treatment was caused by grain interior precipitation in the matrix. The softening heat treatment did not affect the increase in hardness by post-firing heat treatment. The precipitated phase from the parent Pd-Ag-Au-rich ${\alpha}$ phase with face-centered cubic structure by post-firing heat treatment was $Pd_3$(Sn, In) phase with face-centered tetragonal structure, which has lattice parameters of $a_{200}=4.0907{\AA}$, $c_{002}=3.745{\AA}$. From above results, appropriate post-firing heat treatment in order to support the hardness of Pd-Ag-Au metal substructure was expected to bring positive effects to durability of the prosthesis.

염화알칼리에 의한 과열기 소재의 고온부식 영향 (High Temperature Corrosion Effect of Superheater Materials by Alkali Chlorides)

  • 김범종;정수화;김혜수;류창국;이은도
    • 청정기술
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    • 제24권4호
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    • pp.339-347
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    • 2018
  • 화석연료로 인한 환경문제 및 기후변화 대응을 위해 신재생에너지 공급비중은 매년 증가하고 있으며 현재 폐기물 에너지는 신재생에너지 생산량의 60% 가량을 차지하고 있다. 그러나 폐기물은 화석연료에 비해 낮은 발열량을 가지고 여러 유해물질이 포함되어 있어 발전용 보일러에 적용 시 다양한 문제를 발생시킨다. 특히 연료 내 염소성분은 보일러 열교환부에 슬래깅 및 파울링을 증가시켜 열효율 감소와 고온부식의 주요 원인이 되며 설비 가동률을 낮추고 운전비용을 증가시킨다. 본 연구에서는 염화알칼리에 의한 과열기 소재의 부식특성 분석을 위해 과열기용 주요 금속소재(ASME SA213/ASTM A213 T2, T12 and T22 합금)를 대상으로 고온부식 실험을 수행하고 무게 감량법과 주사전자현미경 에너지분산분광기(SEM-EDS)를 활용해 다양한 조건에 따른 부식특성을 분석하였다. 실험 결과 온도 및 염화물 함량이 높을수록 부식이 증가하였으며 NaCl보다 KCl의 부식성이 더 높음을 확인하였다. 또한 소재의 크롬함량이 높을수록 염화알카리에 대한 내부식 특성이 우수하게 나타났다.

자동차 연비향상을 위한 복합재료 적용 타당성에 관한 연구 (Study on the Suitability of Composite Materials for Enhancement of Automotive Fuel Economy)

  • 주연진;권영철;최흥섭
    • Composites Research
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    • 제32권5호
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    • pp.284-289
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    • 2019
  • 본 논문에서는 KIA K3 (1.6) 가솔린 자동차의 연비(km/liter)식을 동력학적 힘-모멘트 평형 방정식, 구동력 및 에너지 방정식을 구성하고 분석하여 유도하였다. 이를 통해 차량의 속도(V), 자동차 총 중량(M), 타이어-노면의 롤링저항계수($C_r$), 도로 경사각(${\theta}$)과 항력계수($C_d$), 차량의 횡단면적(A)과 같은 공기역학적 매개변수가 자동차의 연비에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 경량금속합금, 섬유강화 플라스틱 복합재료와 같은 대체재료가 기존 자동차의 강재, 주철재를 대체하여 차량의 무게를 줄일 수 있는 가능성 등을 Ashby의 재료지수 방법으로 조사하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 고속(100km/h)에서 연비에 가장 큰 영향을 미친 매개변수는 그 크기순으로 자동차의 속도 V와 공기역학적 매개변수인 $C_d$, A, ${\rho}$ 및 동력학적 매개변수인 $C_r$, M의 순서로 조사되었다. 반면에 저속(60 km/h)에서는 동력학적 매개변수로는 V, M, $C_r$의 순서로, 공기역학적 매개변수로는 $C_d$, A, ${\rho}$ 순으로 영향을 미침을 확인하였다.

고려시대 금동제십일면천수관음보살좌상의 보존처리 및 제작기술 연구 (A Study on Conservation and Manufacturing Techniques of a Seated Avalokiteshvara with a Thousand Hands of Goryeo Dynasty)

  • 곽홍인;권미혜
    • 보존과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.253-258
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    • 2019
  • 우리나라에서 유일한 고려시대 금동제십일면천수관음보살좌상(金銅製十一面千手觀音菩薩坐像)을 대고려 특별전 전시를 위해 보존처리 하였다. 보존처리를 위해 성분분석(XRF)과 제작기법(CT)을 조사하였으며, 그 결과 관음보살상은 Cu-Sn-Pb 삼원계 청동으로 합금하였고, 들떠 있는 도금 층을 제외한 표면은 수은 아말감법으로 도금하였다. 관음보살상의 몸체와 좌 우측팔, 손목(지물을 든 손 포함)을 별도로 주조하여 붙였다. 특히 각각의 지물을 정교하게 표현하기 위하여 손목을 하나하나 별도로 주조하여 끼워서 철 못으로 고정하였다. 관음보살상 내부에는 5개의 철심[머리(2), 왼쪽 팔꿈치(1), 오른쪽 가슴(1), 오른쪽 허리(1)]이 확인되었다. 보존처리는 바탕 금속을 보호하고 들떠 있는 도금 층을 접착하기 위하여 천연접착제[우뭇가사리, 아교(20%)]와 알코올을 혼합하여 접착하였다. 관음보살상의 손상된 부분은 합성수지(CDK 520+SN-시트)를 사용하여 불상과 탈부착이 가능하도록 복원하였다. 재질 분석과 보존처리를 통하여 천수관음보살좌상의 안전한 상태로 연구와 전시에 활용할 수 있도록 하였다.

고압 다이캐스팅법으로 제조한 편상흑연주철 -알루미늄 이종소재의 계면접합특성에 미치는 탈흑연 열처리의 영향 (Effect of De-graphitization Heat Treatment on Interfacial Bonding Properties of Flake Graphite Cast Iron-Aluminum Dissimilar Materials Produced by High Pressure Die Casting)

  • 양지바름;김태형;정재헌;김상우;김윤준;김동응;신제식
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.535-542
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    • 2021
  • 본 연구에서는 주철-알루미늄 이종재료의 계면결합강도를 향상시키기 위하여 탈흑연 열처리를 통해 주철 표면에서 일정 깊이까지의 흑연을 제거하였다. 열처리 시간이 증가함에 따라 흑연이 제거되는 깊이는 증가하였으며, 열처리 시간과 깊이 사이에 선형 관계가 나타났다. 일정 깊이의 흑연이 제거된 주철에 알루미늄을 다이캐스팅 공법으로 주조접합하여 주철에서 흑연이 제거된 공간을 알루미늄으로 채운 후, 계면 반응 및 알루미늄 침투 깊이를 조사하고 계면접합강도를 평가하였다. 다이캐스팅 공법을 통한 알루미늄은 탈흑연 열처리된 주철 표면에서 일정한 깊이까지 채워지는 것으로 확인되었으며, 주철-알루미늄 계면에 금속간화합물이 생성되지는 않은 것으로 확인되었다. 계면접합강도는 열처리 시간과는 큰 관계없이 90MPa 수준의 접합강도를 나타내었으며 이는 탈흑연 열처리를 하지 않은 소재의 접합강도 12MPa에 비해 매우 높은 강도이며, 주철의 탈흑연 영역에서 고압 다이캐스팅 공정에 의해 침투된 알루미늄 용탕이 응고되면서 언더컷 구조의 기계적 결합에 의한 것으로 생각된다.

상악 완전무치악 및 하악 양측 구치부 결손 고령환자에 대한 상악 가철성, 하악 고정성 보철치료: 증례보고 (Treatment with upper complete denture and lower implant-fixed restorations on an elderly patient presenting fully edentulous maxilla and bilateral posterior edentulous mandible: a case report)

  • 최조셉준석;이성복;이석원;;박정윤;전진영
    • 대한치과보철학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.284-292
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    • 2023
  • 안정적인 구치부 교합지지는 적절한 저작기능과 정상적인 안모의 유지를 위해 매우 중요하다. 특히 65세 이상의 고령환자에서는 저작기능이 충분한 영양섭취와 환자의 전신건강에 직접적인 영향을 미친다. 본 증례에서는 상악 무치악, 하악 양측 구치부 치아 상실을 보이는 고령환자의 구치부 교합지지를 회복해주기 위해 상악 총의치를 제작하여 이상적인 교합평면을 설정하였고, 하악 양측 구치부에 컴퓨터 가이드 임플란트 식립 수술을 진행하였다. 임플란트 지지 임시 수복물을 이용한 임플란트 즉시부하를 통해 환자가 수술 후에도 음식 섭취를 원활하게 할 수 있도록 하였다. 하악 구치부 지르코니아 고정성 보철수복을 완료한 후, 상악 총의치 인공치의 교합면을 Cobalt-Chrome계 금속 합금으로 치환하여 마모 저항성을 향상시켰다. 상악 가철성 총의치, 하악 양측 구치부 고정성 보철 치료를 통해 환자의 교합지지와 저작기능을 빠르게 회복해주고, 최종 치료단계에서는 마모에 대한 장기적 안정성도 얻을 수 있었기에 이를 보고하고자 한다.

초박형 카본쉘이 코팅된 금속간 화합물 합금 나노 입자로 구성된 연료전지용 산소 환원 반응 촉매 (Ultrathin Carbon Shell-Coated Intermetallic Alloy Nanoparticles for Oxygen Reduction Reaction in Fuel Cells)

  • 최현우;고건우;최윤성;민지호;김윤진;;;;박범준;정남기
    • 한국재료학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.208-214
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    • 2024
  • To fabricate intermetallic nanoparticles with high oxygen reduction reaction activity, a high-temperature heat treatment of 700 to 1,000 ℃ is required. This heat treatment provides energy sufficient to induce an atomic rearrangement inside the alloy nanoparticles, increasing the mobility of particles, making them structurally unstable and causing a sintering phenomenon where they agglomerate together naturally. These problems cannot be avoided using a typical heat treatment process that only controls the gas atmosphere and temperature. In this study, as a strategy to overcome the limitations of the existing heat treatment process for the fabrication of intermetallic nanoparticles, we propose an interesting approach, to design a catalyst material structure for heat treatment rather than the process itself. In particular, we introduce a technology that first creates an intermetallic compound structure through a primary high-temperature heat treatment using random alloy particles coated with a carbon shell, and then establishes catalytic active sites by etching the carbon shell using a secondary heat treatment process. By using a carbon shell as a template, nanoparticles with an intermetallic structure can be kept very small while effectively controlling the catalytically active area, thereby creating an optimal alloy catalyst structure for fuel cells.

모재/중간층/박막의 H/E ratio 구배에 따른 Cr계 경질 박막의 기계적 특성에 관한 연구

  • 김회근;송면규;이상율
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.135-135
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    • 2018
  • 천이금속 질화물 코팅은 우수한 기계적 특성들로 인해 공구 코팅으로 많이 사용 되어왔다. 그 중에서도 특히 Cr계 경질 코팅은 높은 경도와 낮은 표면조도, 우수한 마찰특성 등 뛰어난 기계적 특성을 나타내므로 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구산업의 발전으로 인해 공구가 더욱 가혹한 환경에서 사용됨에 따라, 공구의 수명을 향상시키고 보호하기 위해 코팅의 높은 밀착력이 요구되고 있으며, 모재와 코팅 사이에 중간층을 합성함으로써 공구의 밀착력을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전 연구에서 모재/중간층/코팅간의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)의 구배가 코팅의 밀착력에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로, WC 모재와 Cr계 코팅의 중간값의 H/E ratio를 갖는 중간층의 합성을 통해 코팅의 밀착력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는, 코팅의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층을 증착한 CrZrN, CrAlN 코팅을 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장비를 이용하여 합성하였다. 모재로는 디스크 형상의 WC-6wt.%Co 시편을 사용하였고 Cr, Zr, Si, Al single 타겟을 이용하여 Cr, CrN, CrZrN, CrZrSiN 등의 중간층이 증착된 코팅을 합성했다. 코팅의 합금상, 경도 및 탄성계수, 미세조직 및 조성, 표면 조도을 확인하기 위해 X-ray diffractometer (XRD), Fischer scope, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy를 사용하였고, 코팅의 밀착 특성을 분석하기 위해 scratch tester와 optical microscopy (OM)를 이용하였다. 코팅의 내열성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 500, 600, 700, 800, 900, $1,000^{\circ}C$로 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였다. CrZrN 및 CrAlN 코팅을 나노 인덴테이션으로 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(33.4-35.8 GPa)와 탄성계수(384.1-391.4 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, 코팅의 마찰계수는 중간층의 종류에 따라 다른 값을 보였다. CrZrN 코팅의 경우 CrN 합금상 중간층을 갖을 때 가장 낮은 값을 보였으며, CrAlN 코팅의 경우 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착하였을때 마찰계수는 0.34로 CrZrN 중간층을 증착하였을 때(0.41)에 비해 낮은 값을 보였다. 또한, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아, CrN/CrZrSiN 중간층을 합성한 CrAlN 코팅의 내마모성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 코팅의 밀착력의 경우도 마찰계수와 비슷한 경향을 보였다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 모든 코팅을 열처리 후 경도 분석 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었고, 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 SiNx 비정질상의 우수한 내산화성에 의한 결과로 판단된다.

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내부 원추형 연결형태 임플란트에서 지대주 나사머리의 좌면각도가 연결부 기계적 안정성에 미치는 영향 (Influence of bearing surface angle of abutment screw on mechanical stability of joint in the conical seal design implant system)

  • 김주현;허중보;윤미정;강은숙;허재찬;정창모
    • 구강회복응용과학지
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    • 제30권3호
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    • pp.206-214
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    • 2014
  • 목적: 내부 원추형 연결형태 임플란트에서 지대주 나사의 좌면각도가 연결부의 기계적 안정성에 미치는 영향을 알아보기 위함이다. 연구 재료 및 방법: 원추형 연결구조 티타늄 임플란트와 시멘트 유지형 지대주, 텅스텐 카바이드 코팅된 티타늄 합금 지대주 나사를 사용하였다. 좌면각도가 $45^{\circ}$$90^{\circ}$를 갖는 지대주와 지대주 나사를 제작하여 30 Ncm 조임회전력으로 지대주를 체결한 후 하중을 가하고 체결 및 하중 부여에 따른 침하량을 측정하였다(n = 5). 유압식 피로시험기에 임플란트를 고정하고 스테인리스 스틸 금속관을 지대주에 합착하였다. 이 후 반복 하중을 가한 후 풀림토크 변화량을 측정하고, 압축굽힘강도와 피로강도를 측정하였다(n = 5). 결과: 지대주 침하량은 지대주나사 체결 시 가장 크게 나타났으며(P < 0.05), 나사체결과 하중부여에 따른 총 침하량은 $45^{\circ}$군보다 $90^{\circ}$군에서 더 크게 측정되었다(P < 0.05). 반복하중 부여 후 풀림 토크, 그리고 최대 압축굽힘강도와 피로강도는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다(P > 0.05). 결론: 본 실험조건하에서 지대주 나사머리의 원추형 설계가 지대주의 총 침하량을 약간 감소시키는 효과를 나타냈으나, 연결부의 전체적인 기계적 안정성에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다.

치과 보철 재료 표면에서 MnO2-diatom microbubbler의 세균막 제거 효과 연구: In vitro study (The biofilm removal effect of MnO2-diatom microbubbler from the dental prosthetic surfaces: In vitro study)

  • 이은혁;서용범;권호범;임영준;공현준;김명주
    • 대한치과보철학회지
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    • 제58권1호
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    • pp.14-22
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    • 2020
  • 목적: 본 연구의 목적은 보철 재료 표면에서 MnO2-diatom microbubbler (DM)의 세균막 제거 효과를 기존에 치과 임상에 구강세정제로 사용되고 있는 성분들과 비교하여 이 재료가 구강세정제로 사용될 수 있는 가능성을 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 이산화망간 나노 시트가 도핑된 DM을 만들었고, 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형태에 대한 관찰 및 도핑된 MnO2의 성분 분석을 시행하였다. 3% 과산화수소수에서 DM의 반응을 시간에 따라 관찰하기 위해 실체 현미경을 이용하였다. 보철 재료 표면의 세균막 제거 효과를 평가하기 위해 비귀금속 합금, 지르코니아, 레진 시편을 제작하였고 치아우식의 원인균이며 호기성 세균인 Streptococcus mutans와 치주질환의 원인균이며 혐기성 세균인 Porphyromonas gingivalis 세균막을 각각 형성하였다. 형성된 세균막에 3% 과산화수소수와 DM을 처리하였을 때 세균막 제거 효과를 클로르헥시딘 글루코네이트와 3% 과산화수소수의 경우와 crystal violet 염색 실험을 통해 비교 평가하였다. 결과: 속이 빈 원통 형태의 규조류에 이산화망간 성분이 발견되었고, 3% 과산화수소수에서 기체를 만들어내는 것을 확인할 수 있었다. 실험에 이용된 모든 재료에서 DM을 처리한 군이 클로르헥시딘 글루코네이트나 3% 과산화수소수 단독으로 사용한 군에 비해 통계적으로 유의하게 세균막을 효과적으로 제거하였다. 결론: MnO2-diatom microbubbler는 보철 재료 표면의 세균막을 기존의 구강세정제 성분에 비해 더 효과적으로 제거할 수 있다.