• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.10
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• pp.1025-1031
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• 1999

Alloys of TiAl with six different compositions. i. e., Ti-(42, 44)Al-2Nb-4V. Ti-(42, 44)Al-4Nb-2V and Ti -(42, 44)Al-4Nb-2Cr, were manufactured by arc-melting. and their oxidation behavior was studied. Both isothermal and cyclic oxidation tests were performed at 700, 800 and $900^{\circ}C$ in air for 50hr. The oxidation resistance increased in the order of Ti-(42, 44)Al-2Nb-4V, Ti-(42, 44)Al-4Nb-ZV and Ti-(42, 44)Al-4Nb-2Cr. It was found that V was a deleterious element, while Cr was a beneficial element in terms of oxidation resistance. During oxidation, a simultaneous interdiffusion was observed. All the constituent elements in the base alloys diffused outward. whereas oxygen from the atmosphere diffused inward, to form triple oxide layers composed of an outermost $\textrm{TiO}_2$ layer. upper ($\textrm{TiO}_2+\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$) mixed layer, and lower $\textrm{TiO}_2$-rich layer.

• Composites Research
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• v.16 no.3
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• pp.41-48
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• 2003

In this work, the effect of molybdenum disilicide(MoSi$_2$) content on the impact properties of carbon-carbon composites(C/C composites) was investigated in the presence of MoSi$_2$. The content of MoSi$_2$ was varied in 0, 4, 12 and 20 wt% on the basis of resin matrix for anti-oxidation properties of the composites under high temperature. As a result, the composites made with MoSi$_2$ resulted in an increase of interfacial adhesion between fibers and matrix, which could improve the impact properties of the composites. Especially, 12 wt% Mosi$_2$ composites showed the highest impact properties in the present system. This was probably due to the existence of brittle-to-ductile transition(BDT) properties of MoSi$_2$ in the vicinity of 90$0^{\circ}C$, resulting from increasing the interfacial adhesion force among fibers, filler, and matrix in the composites.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.237.1-237.1
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• 2013

Ti 와 Al 은 금속간의 화합물이 내산화성에 우수한 성질을 가지고 있으며 낮은 밀도와 고온에도 큰 변화가 없는 성질을 가지고 있다. 그리하여 내식 및 부식 관련 연구나 고온재료를 필요로 하는 우주, 엔진 제품 등에 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 Ti-Al-N 박막은 경도가 우수하여 고속 공구 부품에 널리 사용되고 있으며 최근 Ti-Al-N 에 Si 첨가로 인하여 40 GPa 이상의 고경도와 1,000도 이상의 산화온도를 지닌 나노 혼합물 코팅을 형성 시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Ti, Al, Si 원분말을 PBM (Planetary Ball Milling) 방법을 사용하여 Ti-Al-Si 혼합분말로 제조하고, 제조된 분말들은 SPS (Spark Plasma Sintering) 공정을 통하여 Ti-Al-Si 합금타겟을 제작하였다. 제작된 Ti-Al-Si 합급타겟을 사용한 Sputtering 공정을 수행하여 Ti-Al-Si 3원계 박막을 증착하였다. 그 결과 기존 Ti (82 ${\mu}m$), Al (32 ${\mu}m$), Si (16 ${\mu}m$) 크기의 원분말들이 PBM (Planetary Ball Milling) 공정 후 Ti-Al-Si (18 ${\mu}m$) 로 입도가 작아진 것을 확인 할 수 있었고, 소결 후 타겟이 99% 이상의 높은 밀도를 가졌으며 원분말의 조성과 동일한 조성을 가진 타겟이 제작되었음을 확인하였다. Ti-Al-Si 타겟의 경도는 약 1,000 Hv 이상의 값을 보였으며, Ti-Al-Si-N 박막의 경우 타겟의 조성과 동일하였고 경도는 약 35 GPa 로 높은 경도 값을 가지는 것을 확인하였다. 내산화 테스트 결과 Ti-Al-Si-N 박막은 1,000도 에서도 박막의 손상이 가지 않았다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.23 no.2
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• pp.118-125
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• 2019

Metals exposed to high temperature/high pressure/oxidant excess environment of an oxygen excess pre-combustor may undergo rapid oxidation. In this study, the test facility to simulate the high temperature/high pressure/oxidant excess environment was constructed and the oxidation resistance evaluation was carried out for various metal materials. As a result, the discoloration of the metallic materials, the change in the surface roughness and the peeling of the metal surface were observed, and the weight change was also observed. The resulst showed that oxidation-resistant coating of a metal material of the combustor is indispensably required, and the use of XM-19, which has the highest content of Cr and Ni, is expected to provide more structural stability.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.29 no.6
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• pp.283-293
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• 2019

As applications in extreme environments such as aerospace, high-energy plasma and radio-active circumstances increases, the demand for materials that require higher melting points, higher mechanical strength and improved thermal conductivity continues to increase. Accordingly, in order to improve the oxidation/abrasion resistance of the carbon-carbon composite, which is a typical heat-resistant material, a method of using ultra high temperature ceramics was reviewed. The advantages and disadvantages of CVD coating, pack cementation and thermal plasma spraying, the simplest methods for synthesizing ultra-high temperature ceramics, were compared. As a method for applying the CVD coating method to C/C composites with complex shapes, the possibility of using thermodynamic calculation and CFD simulation was proposed. In addition, as a result of comparing the oxidation resistance of the TaC/SiC bi-layer coating and TaC/SiC multilayer coating produced by this method, the more excellent oxidation resistance of the multilayer coating on C/C was confirmed.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.23 no.3
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• pp.51-56
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• 2016

To fabricate a copper (Cu)-based fine conductive filler having antioxidation property, submicron silver (Ag)-coated Cu particles were fabricated and their antioxidation property was evaluated. After synthesizing the Cu particles of $0.705{\mu}m$ in average diameter by a wet-reduction process, Ag-coated Cu particles were fabricated by successive Ag plating using ethylene grycol solvent. Main process parameters in the Ag plating were the concentration of reductant (ascorbic acid), the injection rate of Ag precursor solution, and the stirring rate in mixed solution. Thus, Ag plating characteristics and the formation of separate fine pure Ag phase were observed with different combinations of process parameters. As a result, formation of the separate pure Ag phase and aggregation between Ag-coated Cu particles could be suppressed by optimization of the process parameters. The Ag-coated Cu particles which were fabricated using optimal conditions showed slight aggregation, but excellent antioxidation property. For example, the particles indicated the weight gain not exceeding 0.1% until $225^{\circ}C$ when they were heated in air at the rate of $10^{\circ}C/min$ and no weight gain until 75 min when they were heated in air at $150^{\circ}C$.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.24 no.4
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• pp.65-71
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• 2017

To prepare the Cu-based filler material indicating enhanced oxidation resistance property and Ag content, Ag-coated Cu particles was fabricated by Ag plating of 40 wt % on the spherical Cu particles with an average size of $2{\mu}m$ and their oxidation behavior was also evaluated. In the case that ethylenediaminetetraacetic acid was used alone, the fabricated particles frequently showed broken structures such as delamination at Ag shell/core Cu interface and hollow structure that are induced by excessive galvanic displacement reaction. As a result, fraction of defect particles increased up to 19.88% after the Ag plating of 40 wt.%. However, the fraction in the 40 wt.% Ag-coated Cu particles decreased to 9.01% and relatively smooth surface and dense microstructure in the Ag shell were also observed with additional usage of hydroquinone as a complexing agent. Ag-coated Cu particles having the enhanced microstructure did not show any weight increase by oxidation for exposure to air at $160^{\circ}C$ for 2 h, indicating increased oxidation resistance property.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.121-121
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• 2012

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 진행이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분과 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조의 형성이 가능하도록 하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 통해 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 정리된 기존 코팅재에서 결여된 특성을 포함한 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)의 구현이 가능한 복잡한 형태의 나노 복합 코팅층 소재 개발이 가능하도록 하는 기술이다. 또한 기존 코팅재의 구조적 결함을 통해 발생하는 내식성 문제를 방지할 수 있는 기술이다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 개발하고자한다. 또한 다수의 타겟을 이용하여 균일한 다성분 코팅층 형성하는 기존의 PVD 코팅방법으로는 다수의 성분타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있다. 이를 위한 해결방법으로 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술의 개발 진행 사항에 대해 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.113.2-113.2
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• 2010

세라믹 필터는 여러 종류의 분진제거 시스템에서 연소 배가스 정제를 위한 가장 적절한 소재로 알려져 있다. 현재까지 다양한 형태의 세라믹 필터가 개발되고 있는데, 캔들 타입(candle type), 튜브 타입(tubular type), 평판 타입(parallel flow type) 등이 그 예이다. 통상적으로 세라믹 캔들 필터는 가압유동층복합발전(PFBC, Pressurize Fluidized-Bed Combustion), 석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle), 석탄가스화연료전지복합발전(IGFC, Integrated coal Gasification Fuel cell Combined cycle)에서 고온 배가스 정제용으로 사용되고 있다. 일반적으로 IGCC나 CTL 합성가스 정제시스템의 경우에는 높은 고압(약 25기압)과 미세분진이 함유되어 있는 분위기에서 운전된다. 그러므로 이때 사용되는 초청정용 세라믹 집진필터는 고온, 고압 및 부식 환경에서 50 MPa 이상을 갖는 높은 강도와 내식성을 갖도록 개발되어야 하기 때문에 SiC(Silicon Carbide)가 가장 적절한 캔들 필터 소재로 적용되고 있다. 이에 따라 집진용 SiC 세라믹 캔들 필터를 개발하기 위해서는 고온에서 내산화성이 우수하고, 부피팽창에 의한 균열이 발생하지 않는 무기결합재의 선정 및 이를 통한 소재의 특성 최적화가 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 래밍성형 공정을 적용하여 1m급 탄화규소 세라믹 캔들 필터 시작품을 제조하였으며, 래밍성형 공정 이외에 정수압가압성형, 진공압출성형으로 제조되고 있는 세라믹 캔들 필터의 국내외 시장 및 그 전망을 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.109.2-109.2
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• 2010

세라믹 필터는 여러 종류의 분진제거 시스템에서 연소 배가스 정제를 위한 가장 적절한 소재로 알려져 있다. 현재까지 다양한 형태의 세라믹 필터가 개발되고 있는데, 캔들 타입(candle type), 튜브 타입(tubular type), 평판 타입(parallel flow type) 등이 그 예이다. 통상적으로 세라믹 캔들 필터는 가압유동층복합발전(PFBC, Pressurize Fluidized-Bed Combustion), 석탄가스화복합발전(IGCC, Integrated coal Gasification Combined Cycle), 석탄가스화연료전지복합발전(IGFC, Integrated coal Gasification Fuel cell Combined cycle)에서 고온 배가스 정제용으로 사용되고 있다. 일반적으로 IGCC나 CTL 합성가스 정제시스템의 경우에는 높은 고압(약 25기압)과 미세분진이 함유되어 있는 분위기에서 운전된다. 그러므로 이때 사용되는 초청정용 세라믹 집진필터는 고온, 고압 및 부식 환경에서 50 MPa 이상을 갖는 높은 강도와 내식성을 갖도록 개발되어야 하기 때문에 SiC(Silicon Carbide)가 가장 적절한 캔들 필터 소재로 적용되고 있다. 이에 따라 집진용 SiC 세라믹 캔들 필터를 개발하기 위해서는 고온에서 내산화성이 우수하고, 부피팽창에 의한 균열이 발생하지 않는 무기결합재의 선정 및 이를 통한 소재의 특성 최적화가 가장 중요한 부분이라 할 수 있다. 본 연구에서는 IGCC나 CTL 공정에 적용하기 위한 SiC 캔들 필터 소재 개발을 위해 래밍성형 공정으로 1m급의 탄화규소 캔들 필터 시작품을 제작하여 SiC 출발입자 크기와 무기계 결합재인 스트론튬 카보네이트의 첨가량 변화에 따른 필터 소재의 특성 평가를 수행하였다.