• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.04a
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• pp.9-10
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• 2001

용융공정 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(123) 초전도체는 고자장 하에서도 통전특성이 우수하다 그러나 123 초전도체에는 미세균열이나 기공과 같이 초전도체의 통전특성에 유해 한 요인들도 다수 포함된다. 미세균열은 고온 정방정 상이 저온 사방정상으로 상변 태 시 발생하는 웅력에 의해 생성된다. 반면, 기공은 123 성형체를 녹이는 과정에서 123 상에 포함된 산소원자들이 격자로부터 이탈되고, 이 산소원자들이 모여 액상에서 기공을 형성한다. 제조공정에 따라 기공의 크기와 밀도가 다르지만 대략 수십 이크론 정도로 대단히 크다 생성된 기공 중 일부는 열처리 중에 소멸되나, 어떤 것들은 그대로 남아 초전도체의 치밀화를 방해한다. 본 연구에서는 123의 용융 및 $YBa_2Cu_3O_{7-x}$(211)과 액상으로의 분해 과정 및 포정반응과 관련된 미세조직을 조사하여 기공생성과 소멸과정을 조사하였고, 123의 최종 미세조직에 대한 기공의 영향에 대 하여 연구하였다. 열처리 스케쥴은 123-211-액상의 그림 l의 2원 상태도를 기초로 하여 결정하였다. 먼저 부분 용융상태에서의 기공의 분포를 알고자 시편을 105$0^{\circ}C$에서 0.5-1 시 간 유지한 후, 액체 질소통에 넣어 냉각하였다 (그림 2의 열처리 경로 CD)$\circled1$부분 용 융상태에서 급랭할 경우 211과 액상 상태가 그대로 유지되므로 액상에서의 기공분 포를 관찰할 수 있다. 또 다른 시편들은 그림 2의 @$\circled2$경로로 열처리하였다. 이 시편에서는 고온에서 생성된 211과 액상이 반웅하여 123 결정이 생성, 성장하므로 123 결정립 내의 기공분포를 알 수 있다. 그림 3은 시편에서의 기공과 액상포켓의 분포를 모식도와 각 부위의 미세조직 사진이다. 시편에는 산소가스 발생으로 인해 생성된 수형의 기공이 관찰된다. 기공은 시편의 중앙에 집중되며, 시편 바깥부분은 기공에 액상이 채워진 액상포켓이 관찰된다. 기공의 생성과 소멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.44 no.3 s.357
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• pp.1-5
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• 2007

SiOC films were made using the oxygen and bistrimethylsilylmethane mixed precursor. The chemical properties of SiOC films divided into three properties, organic, hybrid and inorganic depending on the flow rate ratio between oxygen and bistrimethylsilylmethane precursor. The films with organic properties decreased dielectric constant, because of pore incorporation in final materials. In this study, the porosity of SiOC films with organic properties was investigated using the Makwell-Garnett equation. The porosity of the films could be correlated with the blue shift in the infrared spectra scopy, and increased with the decreasing the dielectric constant of the film.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05a
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• pp.650-655
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• 1995

AUC-$UO_2$, ADU-$UO_2$ 분말이 ball mill과 attritor mill에서 분쇄될 때, 기공도변화를 측정함으로서 분말의 특성변화와 분쇄거동을 관찰하였다. 분쇄전 ADU-$UO_2$ 분말은 0.3-7 $\mu\textrm{m}$ 범위의 기공들이 고르게 분포하였으며, ball mill에서 분쇄되어도 그 분포는 거의 변화가 없었다. 분쇄전 AUC-$UO_2$ 분말은 3-8 $\mu\textrm{m}$와 0.05-0.2 $\mu\textrm{m}$ 범위의 기공이 주로 생성되어 있는 bimodal 분포를 나타내었다. Ball mill에서 분쇄됨에 따라 3 $\mu\textrm{m}$이상의 큰 기공과 0.2 $\mu\textrm{m}$ 이하의 작은 기공이 소멸되고, 0.2-3 $\mu\textrm{m}$의 기공들이 고르게 분포하는 경향을 나타내었다. 반면에 AUC-$UO_2$가 attritor mill에서 분쇄될 경우에는 bimodal 분포는 그대로 유지하면서 3-8 $\mu\textrm{m}$의 큰 기공은 줄어들고 0.05-0.2 $\mu\textrm{m}$의 기공은 그 양이 증가하는 경향을 나타내었다. 이것은 ball mill에서는 주로 충격작용에 의해서, attritor mill에서는 전단작용에 의해서 분쇄가 진행됨으로 인한 분쇄기구의 차이인 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.2
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• pp.85-94
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• 1992

The size, morphology and distribution of pores which affect on the physical properties of thermal barrier coatings were investigated to find the relationship with spraying parameters. The plasma-sprayed zirconia coatings contained numerous micropores as well as macropores which were appeared as spherical and irregular pores, and cracks. The pore formation process and its characteristics were varied with spraying distance. Porosity itself was varied with spraying parameters such as spray gun current, gas flow rate and the gas used(Ar or $N_2). The Porosity of coatings was ranged from 10 to 18% with the variation of spraying conditions. The relative hardness measured by the scratch test, showed strong dependence on the porosity of coatings rather than spraying parameters.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.19.2-19.2
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• 2009

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 그렇지만, 우리가 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질구조에 관한 연구가활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한응용이 전개되고 있다. 특히, 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스금속은 기존의 복잡한구조의 다공질금속보다 뛰어난 기계적 성질을 갖는다. 이러한 다공질금속은 일방향응고할 때 생성하는 과포화가스원자를 석출시켜 기공을 일방향으로 성장시킨다. 즉, 융점에서의 고상과 액상의 가스 용해도 차를 이용하는 것으로서 응고시에 고용할 수 없는 가스원자가 기공을 형성한다. 이와같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용이 기대된다. 본 강연에서는 방향성 다공질금속의 제조법, 특성 및 응용을 포함하여그 동안의 연구성과 및 앞으로의 과제 등을 소개하고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.111-115
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• 2007

Bimodally porous ${\gamma}$-alumina granules, including mesopores (2~50 nm) and macropores (>50 nm), were prepared by sol-gel and oil-drop method. Mesopores are made from the voids among the alumina crystallites, while macropores are from the space of the decomposed PS particles used as physical templates during the granulation process. The product ${\gamma}$-alumina granules with the average diameter of 2 mm were characterized by FE-SEM, XRD, FT-IR, $N_2$ porosimetry, and universal mechanical testing system.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2002.10a
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• pp.284-287
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• 2002

During resin transfer molding(RTM) process, in case of thick parts, resin flow and void formation should be modeled three dimensionally even though for parts of small thickness, resin flow and void formation can be modeled two dimensionally. In this study, numerical simulations of three dimensional mold filling and void formation during RTM process.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.10 no.4
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• pp.185-194
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• 1998

Flow-induced voids during resin impregnation and poor fiber wetting give serious effects on the mechanical properties of composites in resin transfer molding process. In order to better understand the characteristics of resin flow and to investigate the mechanism of void formation, flow visualization experiment for the resin impregnation was carried out on plain weaving glass fiber mats using silicon oils with various viscosity values. The permeability and the capillary pressure for the fiber mats of different porosities were obtained by measuring the penetration length of the resin with time and with various injection pressure. At low porosity and low operating pressure, the capillary pressure played a significant role in impregnation process. Video-assisted microscopy was used in taking the magnified photograph of the flow front of the resin to investigate the effect of the capillary pressure on the void formation. The results showed that the voids were formed easily when the capillary pressure was relatively high. No voids were detected above the critical capillary number of 2.75$\times$$10^{-3}, and below the critical number the void content increased exponentially with decrease of the capillary number. The content of void formed was independent of the viscosity of the resin. For a given capillary number, the void content reduced with the lower porosity of the fiber mat.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.2
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• pp.120-125
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• 1998

CO$_{2}$gas중에서 산화된 활성탄소섬유를 77K에서 질소흡착에 의해 흡착등온곡선을 구하였다. 미세공부피와 외부표면적은 t-법으로 구하였으며, 평균기공크기와 기공분포는 Dubinin-Astakhov법으로 구하여 기공발당과정을 고찰하였다. 산화반응 초기(약 40% burn-off까지)에 섬유내부에 발달하는 미세공은 burn-off가 40%를 넘으면 서서히 큰 미세공으로 성장하며, burn-off가 약 60%이상되면 미세기공은 확대 또는 합체되어 점차 중기공으로 성장하는 것으로 관찰되었다. 또한 고온산화반응으로 발달한 기공은 저온에서 생성된 기공보다 크다.