• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2001년도 춘계학술강연 및 발표대회
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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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.399-409
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• 2010

강구조물은 부식에 의한 단면감소와 이로 인한 내하성능의 저하가 우려된다. 그러나 부식손상이 강부재의 내하성능에 미치는 영향과 잔존 내하성능 평가법은 명확하게 정립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 부식 손상된 지하철 가시설 주형보의 웨브와 플랜지에서 절취한 부식시편의 인장실험을 실시하여, 부식손상이 인장 내하성능에 미치는 영향과 인장 잔존 내하성능 평가법에 대하여 검토하였다. 부식 가시설 주형보로부터 절취한 총 21개의 부식시편은 먼저 화학적 방법에 의해 부식생성물을 제거하고 1mm간격으로 표면형상을 측정한 후 인장실험을 실시하였다. 이러한 인장실험 결과는 주형보의 플랜지에서 절취하여 두께 13mm로 기계 가공한 무부식 기준시편의 인장실험 결과와 비교하여, 잔존두께와 표면형상이 부식강재의 항복하중, 인장하중 및 연신율에 미치는 영향을 정량화하였다. 그리고 부식의 유무에 상관없이 일정한 강재의 극한강도를 이용하여 무부식 등단면 강재와 동일하게 인장응력을 평가할 수 있는 불규칙 변단면 부식강재의 유효두께를 표면형상 측정결과로 산출한 평균잔존두께와 표준편차로 정식화하였다. 또한 이러한 결과를 실무에도 적용할 수 있도록 부식강재의 합리적인 잔존두께 측정간격도 제시하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.428-439
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• 2011

종의 소리는 형상과 합금 특성에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 정확한 형상데이터 측정 방법과 합금성분 데이터를 획득하기 위한 방법의 개발은 종의 연구 뿐 아니라 체계적인 관리에도 매우 중요하다. 광삼각방식을 적용한 레이저스캐너로 정확도가 높은 종의 형상데이터 획득하기 위한 스캐닝 및 모델링 방법들을 제안하였으며 획득된 3차원 형상데이터를 기반으로 높이, 구경 등 두 점간의 거리 뿐 아니라 곡률, 체적, 두께 등 임의의 데이터를 획득할 수 있는 데이터 구축방법을 제시하였다. 합금성분데이터 분석에서 는 기존의 시편 측정방법 대신에 비파괴 측정 방법을 제시함으로써 한국종의 손상 및 부분적인 데이터의 획득이라는 한계를 극복할 수 있도록 하였다. 제안된 방법에 따라 18점의 한국종에 대한 형상 및 합금성분 데이터를 수집하였으며 기존 측정치의 오류를 수정하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.107-107
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• 2009

모듈 형 터빈 다이아프람은, 아우터 링(outer ring), 스팀 패스(steam path)와 이너 웹(inner web)의 원형 형상을 갖는 세 부분을 조립하여 원주 방향의 용접 조인트를 형성하는 기존의 다이아프람 형태가 아니라, 아우터 슈라우드(outer shroud), 베인(vane)과 이너 슈라우드(inner shroud)의 세 부분이 하나의 모듈을 이루고 이러한 모듈을 원주 방향으로 조립하여 방사 방향의 조인트를 형성한다. 전자빔 용접은 이와 같은 방사 방향의 조인트를 수직으로 가로지르는 용접 궤적을 따라 진행되며, 용접 패스에 따라 형성되는 용융 비드의 단면적만큼 인접하는 두 모듈을 접합시킨다. 이 경우 용융 비드의 단면적과 형상은 두 모듈의 결합 강도를 결정하는 중요한 요소가 되어, 제작 시 다이아프람의 크기와 두께에 따라 용입 깊이와 평균 단면 비드 폭을 규정하고 있다. 본 연구에서는 용입 깊이와 단면 비드 폭의 요구 조건을 만족하면서 결함이 없는 건전한 용접부를 얻을 수 있는 최적 용접 조건을 도출하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 플레이트 시편과 모듈 시편을 사용한 기초 실험과 유사 시제품(semi-mockup) 실험을 실시하였다. 플레이트 기초 실험을 통해 전자빔 주요 변수인 빔 전류, 초점 위치, 용접 속도, 빔 진동 폭 변화에 따른 용융 비드 형상 변화를 관찰하였고, 빔 전류가 용입 깊이에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하여 요구 용입 깊이 별 적정 빔 전류 값을 설정하였다. 용접 속도는 생산성 측면에서 균열이 발생하지 않는 범위에서 가능하면 가장 큰 값을 사용하였고, 빔 진동 폭은 초점 위치와 함께 단면 비드 형상 결정에 많은 영향을 주는 인자로 확인되어 균열이 없는 가장 이상적인 단면 비드 형상인 완만한 쐐기 형태가 되도록 설정하였다. 이 후 실제 제품 폭과 용접 패스를 갖는 블록 모듈 실험을 통해 설정 용접 변수의 적용성과 균열 발생 여부를 확인하였고, 이 때 적용 제품 폭이 30 mm 이하이며 요구 용입 깊이가 50 mm 이상의 경우에서 비드 중앙부 균열이 발생함을 관찰하였다. 따라서 해당 영역의 제품에는 균열 저항성이 높도록 용접 속도와 빔 진동 폭을 줄여 최적 용접 변수를 새롭게 설정하였으며, 이를 유사 시제품 실험에 적용하여 최종적으로 용접 변수 안정성을 검증하였다. 이러한 실험을 통해 확인된 최적 용접 조건을 실 제품 제작에 적용하여 모듈 형 터빈 다이아프람 전자빔 용접 제작을 성공적으로 완료할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.217-223
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• 2019

복합 형상 부품 제작 및 제작 공정의 일체화 장점으로 3D 프린팅 기술의 적용 분야가 확대되고 있으며, 지속적인 연구 개발에 의해 다양한 기술방안들이 등장하고 있다. 대표적인 기술로는 파우더 형태의 소재 위에 레이저를 조사함으로써 원하는 영역을 소결 및 적층 제작하는 방식의 SLS 기술이 있으며, 고성능의 엔지니어링 플라스틱을 활용하여 실제 사용할 수 있는 부품을 제작하는 사례가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 활용도가 높은 고분자 소재인 폴리아미드 12 소재 및 글라스 비드가 보강된 폴리아미드 12 소재를 대상으로 인장시편을 제작하여 시편 제작 방향 및 인장 시험 온도에 따른 특성 결과를 비교 분석하였다. 시편 제작방향은 작업 평면 기준으로 0°, 45°, 90° 로 구분하였으며, 인장시험온도는 -25℃, 25℃, 60℃로 조건을 구분하였다. 시험 결과로부터 제작 방향이 90°에 가까울수록 두 소재 모두 탄성률의 미세한 감소를 보였으며, 인장강도는 PA12보다 글라스 비드 보강 PA12가 제작방향에 대한 의존성을 명확하게 보였다. 또한 시험 온도 증가에 따라 탄성률 및 인장강도의 저하를 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.53-60
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• 2002

본 연구에서는 내열 특성과 구조적인 특성을 갖는 탄소섬유/페놀릭 복합재 내열튜브를 필라멘트와인딩 공법에 의해 제작하고 이들의 구조적인 성능을 평가하였다. 이를 위해 내열튜브의 제작방법을 소개하고 황산용해법을 적용하여 내열튜브에서의 섬유체적비와 기공함유율을 측정하였다. 시편폭을 달리한 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 강화섬유의 연속성을 나타낼 수 있는 시편형상을 제시하였으며 공정변수를 달리한 내열튜브에서 채취된 인장시편의 기계적 특성을 평가함으로써 내열튜브의 제작을 위한 적절한 공정조건을 결정하였다. 그리고 보증시험을 통해 수집한 음향신호의 분석을 통해 내열튜브에서의 균열진전과 파손양상을 조사하였다. 마지막으로 내열튜브 자체에 대해 보증시험과 파열시험을 수행함으로써 내열튜브 자체의 구조적인 신뢰성을 확인하였다.

• Applied Microscopy
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• 제29권3호
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• pp.265-274
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• 1999

DC마그네트론 스퍼터링방법으로 공정조건을 변화시키며 종착된 구리박막의 미세구조를 분석하였다. 폴리이미드위에 두께 50nm의 Cr박막을 증착한 뒤 두께 500 nm 또는 1000nm의 Cu 박막을 아르곤 압력을 5, 50, 100 mtorr로 변화시키며 증착하였으며 박막의 미세구조는 범용 SEM과 고분해능 SEM, TEM을 사용하여 관찰하였다. 스퍼터링 압력이 증가할수록 열린 계면이 더 많이 관찰되었다. 5 mtorr에서 형성된 박막의 표면은 균일하고 치밀한 구조인 반면에 높은 압력에서 증착된 시편에는 많은 미세 균열이 관찰되었다. 50, 100 mtorr에서 증착된 시편은 박막 두께의 영향도 관찰되어 500nm의 경우에 비해 두께가 $1{\mu}m$인 두꺼운 박막에서 더 법고 큰 균열이 발견되며 균열의 수도 증가하였다. 고분해능 SEM과 TEM으로 관찰한 결과 5 mtorr에서 증착된 시편의 특정 미세 형상은 하나의 결정립이며 주상정이 잘발달된 50, 100 mtorr에서 증착된 시편에서는 1개의 주상정 내부에 여러개의 결정립이 존재하였다. 증착압력이 증가할수록 구리박막의 결정립 크기가 감소하였는데 이는 구리원자의 표면 확산이 방해 받았기 때문이다.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.147-152
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• 2020

본 연구에서는 스파/스킨 복합재 일체형 구조물 시편 제작을 통해 구조물 형상에 의한 국부적인 내부압력 구배 및 표면접착필름 적용 조건에 따른 복합재 내부 기공의 거동에 대하여 실험적으로 평가하였다. 표면접착 필름과 탄소섬유 프리프레그 소재의 점도특성 및 열분석 비교를 통해 경화특성 및 속도 차이를 확인하였다. 그리고 스파/스킨 일체형 구조물 시편을 표면접착필름 적용 조건에 따라 2가지 유형으로 성형 제작하여 표면상태검사, 비파괴 검사 및 파괴 검사를 통하여 검증하였다. 표면접착필름이 전체 표면에 적용된 시편#1의 경우 내부구조에 의한 압력 구배가 발생하고 이로 인해 낮은 압력이 적용되는 부위에서 형성된 기공들이 먼저 경화된 표면접착필름에 막혀 배출되지 못함을 확인할 수 있었으며, 표면접착필름이 적용되지 않아 탄소섬유 프리프레그가 전면 노출된 시편#2에서는 내부 기공이 완전히 배출됨을 볼 수 있었으며 미리 경화된 표면접착필름이 내부 기공 이동 및 배출에 있어서 차단막(Barrier film)으로 작용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.14-21
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• 2021

-162℃ 초저온 상태의 LNG를 저장하는 저장탱크의 내조는 균열과 같은 결함에 대한 구조 건전성 평가가 필요하다. 전통적인 파괴역학 관점에서는 응력확대계수 K, J-적분 그리고 CTOD를 이용한 단일 매개변수 평가가 주로 수행되어왔다. 그러나 실제 구조에서 발생되는 균열선단은 구조물의 크기, 시편형상 그리고 인장과 굽힘과 같은 하중의 형태에 따라 구속효과의 차이로 인한 영향이 발생하게 된다. 단일 매개변수 파괴역학을 보완하기 위해 다양한 시도가 있었고, 대표적으로 Q-응력법이 있다. 본 논문에서는 비선형 탄성영역의 균열선단 응력장 평가에 적합한 J적분에 Q응력을 유도하여 2 매개변수 접근법을 사용하고자 한다. SENB 시편의 균열비 0.1~0.7 그리고 광폭시편 균열비 0.2~0.6에 시편 균열선단의 응력을 J-Q 평가법을 이용하여 구속효과를 정량적으로 평가 하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권2호
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• pp.82-87
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• 2006

붕규산염계 유리 프리트에 중금속이 다량 함유된 전기로 EAF dust(전기로 제강분진, 이하 더스트)를 $10{\sim}80wt%$ 범위로 첨가한 후 용융하여 유리 시편을 얻었다. 제조된 유리의 DTA분석 결과로부터 유리전이온도, $T_g$가 $550^{\circ}C$ 부근임을 확인하였고 이로부터 결정화에 필요한 열처리 조건을 $700^{\circ}C$/10 hr으로 정하였다. 더스트 첨가량이 70wt% 이상인 유리시편은 XRD 분석 결과 spinel 결정 피크만이 나타났으며, 결정화 시편의 경우, 더스트 첨가량이 40wt% 이상부터 spinel 결정이, 80wt% 부터는 spinet과 willemite 피크가 함께 검출되었다. XRD 분석으로는 결정상이 검출되지 않았던 조성의 유리시편에서도 aspect ratio=$0.7{\sim}1.0$인 수십 nm 크기의 결정상 존재가 SEM으로 확인되었고 결정화 시편에서도 더스트 함량이 l0wt%부터 결정상이 관찰되었다. 결정화 시편에서 관찰된 결정상은 그 형태와 분포가 첨가량에 따라 다양하고 비균일 하였으나 더스트 첨가량이 70wt%인 시편에서는 aspect ratio가 1에 가까운 6면체 형상을 나타내었다.