• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-91
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• 2018

스마트폰 및 카메라 케이스 등에 널리 적용되고 있는 알루미늄은 내식성, 내마모성과 같은 물리적, 화학적 성질이 우수하지 못하여 이를 향상시키기 위해 양극산화법이 산업적으로 널리 이용되고 있다. 알루미늄에 양극산화법을 적용하면 강도, 내마모성 및 내식성이 향상될 뿐만 아니라 알루미늄 표면에 규칙적으로 배열된 30nm~100nm 크기의 pore에 염료를 흡착시켜 다양한 색상의 외관을 가지는 양극산화피막을 형성시킬 수 있다. Pore간의 간격은 수십 nm~수백 nm 정도이며, pore의 크기와 간격 및 깊이는 양극산화조건(양극산화 전압, 전해액의 종류와 농도 및 온도)에 의해 크게 변화한다. 본 연구에서는 CTSA를 통한 AA5052합금의 양극산화 착색처리와 내식성의 개선 여부를 조사하였다. 알루미늄은 Al5052에는 Mg 외에, 소량의 Si을 포함하고 있다. 이 Si는 알루미늄 표면에 석출물 형태로 존재한다. 이 Si 석출물은 양극산화 시 기지상의 알루미늄 표면의 pore 형성을 방해하는 원인이다. 이러한 Si 석출물의 존재가 균일한 pore 형성을 방해하게 되고, 불균일한 포어를 가지는 표면은 착색처리 시 색상의 편차를 크게하는 원인이 되어 불량률을 높인다. 이러한 요인을 개선하기 위해 CTSA의 처리조건을 최적화 하였다. Al5052 합금을 이용하여 에칭, 디스머트, CTSA처리를 실시하였다. $55^{\circ}C$ 100g/L NaOH 용액에서 에칭을, $25^{\circ}C$ 10 vol.% $HNO_3$ 용액에서 디스머트를 실시한 다음, CTSA의 조건을 다르게 하고 SEM을 통해 Si 석출물의 감소율을 비교하였다. CTSA조건으로는 시간(60s, 180s, 300s), 농도(10%, 20%, 30%, 40%) 및 온도($25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $60^{\circ}C$)를 변화시켰으며, CTSA 처리 전과 후의 시편의 위치를 동일하게 하여 비교하였다. 결과 적정 시간, 농도, 온도 조건하에 pore를 불균일하게 하는 Si 석출물들이 제거되는 것을 확인할 수 있었다. CTSA 처리는 온도가 높을수록, 시간이 길수록, 농도가 적당히 진할수록 석출물이 잘 제거되는 것을 확인하였다. 또한 CTSA처리가 알루미늄의 내식성에 미치는 영향을 확인하기 위해서 침적시험에 의한 무게감소율 및 전기화학측정을 실시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5789-5794
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• 2015

최근 스마트 폰, 모바일 PC 제품의 외관에 필요한 가벼운 금속제품으로 제조를 하기 위하여 알루미늄 압출 공정과 CNC 가공기법을 적용한 생산방식이 널리 사용되고 있다. 하지만, 알루미늄 압출법은 외관 디자인의 제약이 있으며, 특히 CNC 가공 프로세스가 상대적으로 높은 생산 비용 및 낮은 생산성으로 생산단가가 많이 높은 단점이 있다. 본 연구에서, 새로운 처리 방법을 순서 재료비를 대폭 감소시키고, 제조 속도를 향상시키기 위해 판재성형과 부피성형의 두가지 공정을 섞어 새로운 판단조 공정을 개발하였다. 새로운 판단조 공법(hybrid plate forging)이란 우선 일반적인 딥드로잉으로 중간 모양을 만든 후 원하는 벽 부위만 증육을 하는 방법을 의미한다. 이러한 판단조 공법을 활용하여 재료의 낭비와 제조 시간을 최소화하는 것이 가능하게 된다. 본 연구에서는 상용 유한 요소 프로그램 AFDEX-2D를 통해 판단조공정을 설계하였고 최적의 사용 가능한 소재의 두께와 초기 폭을 설계하였다. 최종적으로 실제 노트북 케이스 금형을 제작하여 제안한 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.116-116
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• 2013

마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.