• 접착 및 계면
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• 제10권4호
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• pp.155-161
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• 2009

최근 자동차용 도료의 가장 큰 관심 중에 한 가지는 도장공정을 줄여 생산성 및 환경친화성을 높이는 "compact coating process"이다. 그 중에서 pre-primed 도료는 기존의 전착도료와 primer 도료를 대체하는 도료로서 각광받고 있는 기술이다. 용접이 가능한 weldable pre-primed 도료에서 가장 중요한 물성은 유연성, 내식성, 용접성 등이다. 본 연구에서는 부착성과 유연성이 우수한 polyester resin, 이를 개량하여 유연성을 극대화한 elastomeric polyester resin을 합성하였고, 내구성과 물리적 성질이 우수한 polyvinyliedene fluoride resin을 합성한 후 경화거동 및 인장물성 등을 평가하였다. elastomeric polyester resin을 사용한 도료시스템이 유연성 및 부착성 측면을 고려했을 때, pre-primed 도료시스템에 적용하기에 가장 적합하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.794-801
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• 2021

이 연구는 electric resistance element spot welding 프로세스를 도입하여 알루미늄 합금-강철의 이종 접합부의 기계적 강도 및 내식성을 향상시키기 위해 수행되었다. SPFC980Y 강철과 Al5052-H32가 각각 모재로써 적용되었고, S20C 강철은 리벳 element로써 음각과 양각의 형상으로 구분되며, Al5052-H32에 전기 저항 스폿 용접을 위해 리벳팅 되어 6.5 kA의 전류와 250 kgf/㎠의 가압력으로 접합되었다. 그 결과, 음각된 S20C element는 스폿 용접 공정 후 불안정한 너깃이 형성되는 반면, 양각된 S20C의 경우, 구조적으로 건전한 접합부로 건전한 내식성 및 탁월한 기계적 특성이 얻어졌다. FEM 시뮬레이션의 도입으로, 음각과 양각의 계면의 접합 특성이 수치적으로 밝혀졌으며, 시뮬레이션 결과는 미세조직 발달 양상을 수치적으로 뒷받침하였다. 이 연구는 element 스폿 용접된 H32-A5052 이종 접합부의 기계적 강도 및 부식 신뢰성에 대해 체계적으로 분석되었으며, 이 공정은 금속재료뿐만 아니라, 경량 비전도성 비철/비금속계 재료에도 적용 될 수 있기 때문에, 차세대 차체 경량화의 양산 기술로 확장 될 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권3호
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• pp.106-115
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• 1995

To know the bonding phenomena of Ti/Cu brazed joint, a characteristic of microstructures in bonding interlayer of vacuum brazed pure Ti to Cu has been studied in the temperature range from 1088 to 1133K for various bonding times using Ag-28wt%Cu filler metal. Also intermediate phases formed in bonded interlayer and behavior of layer growth have been investigated. The obtained results in this study are as follows: 1) Liquid insert metal width at the each brazing temperature was proportional to the square root of brazing time, and it was considered that the liquid insert metal width was controlled by the diffusion rate process of primary .alpha.-Cu formed at the Ti side. 2) Intermediate phases formed near the Ti interface were .betha.-Ti and intermetallic compounds TiCu, Ti$_{2}$Cu, Ti$_{3}$Cu, and TiCu. 3) .betha.-Ti formed in Ti base metal durig brazing transformed to lamellar structure, .alpha.-Ti + Ti$_{2}$Cu. The structure came from the eutectoil decomposition reaction in cooling. And the width of .betha.-Ti layer was proportional to the square root of brazing time, and it was considered that the growth of .betha.-Ti layer was controlled by interdiffusion rate process in .betha.-Ti. 4) The layer growth of TiCu, Ti$_{3}$Cu$_{4}$ and TiCu, phases formed near the Ti interface was linerface was linearly proportional to the brazing time, and it was considered that the layer growth of these phases was controlled by the chemical reaction rate at the interface.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.77-77
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• 2009

ELV(; End of Life Vehicles)를 비롯한 최근 환경 동향은 자동차 전장 모듈에 대하여 다양한 무연 솔더 적용을 요구하고 있다. 특히 자동차 엔진룸과 트랜스미션은 가동 중 고온 및 진동의 지속적인 영향을 받기 때문에 이와 유사한 환경에서의 신뢰성 연구가 필요한 시점이다. 이에 본 연구에서는 Sn3.5Ag, Sn0.7Cu, Sn5.0Sb 솔더 조성에 대하여 복합환경 조건하에서 접합부 신뢰성을 평가하였다. 복합환경을 구현하기 위하여 $-40{\sim}150^{\circ}C$ 범위의 온도 사이클과 랜덤 진동을 동시에 인가하였으며, 진동 가속도 3G, 진동주파수는 10~1000Hz 로 설정하여 자동차 환경을 충족하였다. 복합시험의 1 cycle 은 20 시간이며, 총 120 시간의 시험 동안 진동의 영향 및 진동과 고온이 동시에 작용하였을 경우의 영향에 대해 비교하였다. 테스트 모듈 제작을 위해 450 um 의 솔더볼이 적용되었으며, 각 조성의 솔더볼을 이용하여 BGA test chip 제작하였고, 제작된 BGA test chip 은 다시 daisy chain PCB 위에 실장 및 리플로우 공정을 통해 접합되었다. 테스트 동안 In-situ 로 저항의 변화를 관찰하여 파단의 유무를 판단하였고 전자주사현미경을 통해 파괴 기전을 평가하였다. 복합시험 시간에 따른 전단강도를 측정하였으며, 각 조성에 대하여 상이한 전단강도 변화를 관찰하였다. 계면 IMC 형상은 전단강도 변화에 영향을 주었으며, 특히 높은 온도가 IMC 성장을 촉진시켜 전단강도 감소에 영향을 주었다. 본 복합환경 시험 조건에서는 Sn0.7Cu 가 가장 안정적이었으며, 파단면을 관찰한 결과 연성파괴 모드가 관찰되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.66-66
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• 2009

Various alloy system, such as Cu-Sn-Ti, Cu-Ag-Ti, and Ni-B-Cr-based alloy are used for the brazing of diamond grits. However, the problem of the adhesion strength between the diamond grits and the brazed alloy is presented. The adhesion strength between the diamond grits and the melting filler alloy is predicted by the contact angle, thereby, instead of diamond grit, the study on the wettability between the graphite and the brazing alloy has been indirectly executed. In this study, Cu-13Sn-12Ti filler alloy was manufactured, and the contact angles, the shear strengths and the interfacial area between the graphites(diamond grits) and braze matrix were investigated. The contact angle was decreased on increasing holding time and temperature. The results of shear strength of the graphite joints brazed filler alloys were observed that the joints applied Cu-13Sn-12Ti alloy at brazing temperature 940 $^{\circ}C$ was very sound condition indicating the shear tensile value of 23.8 MPa because of existing the widest carbide(TiC) reaction layers. The micrograph of wettability of the diamond grit brazed filler alloys were observed that the brazement applied Cu-13Sn-12Ti alloy at brazing temperature $990^{\circ}C$ was very sound condition because of existing a few TiC grains in the vicinity of the TiC layers.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.80-80
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• 2009

패키징 구조의 발전이 점차 중요한 문제로 대두되어, 칩의 집적 기술의 발전에 따라 실장기술에서도 고속화, 소형화, 미세피치화, 고정밀화, 고밀도화가 요구되고있다. 최근 선진국을 중심으로 전자 전기기기 및 부품의 실장기술에서도 환경 친화적인 기술을 요구함에 따라, 저에너지 공정 및 무연 실장 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package) 등은 소형화, 다핀화, 고속화, 실장성에 한계가 있기 때문에, SMT(Surface Mount Technology) 형식으로 된 BGA(Ball Grid Array)가 휴대형 전화를 비롯한 기타 전자 부품 실장에 널리 사용되고 있다. BGA ball shear 법은 BGA 모듈의 생산 및 취급 중에 발생할지도 모르는 기판에 수평으로 작용하는 기계적인 전단력에 BGA solder ball이 견딜 수 있는 정도를 측정하기 위해 사용되는 시험법이다. 전단 시험에 의한 전단 강도의 측정 외에 전기전도도 측정, 파면 관찰, 이동거리(displacement), 유한요소 해석법 등을 병행하여 시험법의 신뢰성 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 실험에서는 지름이 $500{\mu}m$인 Sn-3.5Ag 솔더볼을 이용하여 세라믹 기판을 접합하여 BGA 패키지를 완성하였다. 상부 기판에 솔더볼을 정렬시켜 리플로우 방법으로 접합 한 후 솔더볼이 접합된 상부 기판과 하부 기판을 접합 하여 시편을 제작하였다. 접합된 시편들은 $150^{\circ}C$에서 0~800시간 열처리를 실시하였고, 열처리를 하면서 각각 $3{\times}10^2A/cm^2,\;5{\times}10^3A/cm^2$의 전류를 인가하였다. 시편들을 전단 시험기를 이용하여 솔더볼의 기계적 특성 평가를 하였으며, 계면 반응을 관찰하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제11권1호
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• pp.62-72
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• 1993

Recently there is an increased interest in joining of ceramics to metals and brazing now an accepted method of joining for a wide variety of ceramic to metal combination. The present research work is aimed at establishing the basis of the metal-ceramic joining of $Al_{2}$O$_{3}$ to STS 304 with using Cu-7.5wt% Zr insert metals. Also the microstructures of the brazed joints were observed by using optical microscope and SEM and the reaction products were analyzed by using EDX, WDX and XRD. As a result, the following findings were obtained. The reaction layers of the brazed joints of $Al_{2}$O$_{3}$ to STS 304 are composed of four layers at the bonded interlayer. Double reaction layers are formed at the interface of $Al_{2}$O$_{3}$ insert metal. Layer I was composed of ZrO$_{2}$ particles, Fe-Cr-Ni compounds in Cu matrix, while layer II ZrO$_{2}$ band phase containing Fe-Cr-Ni compounds.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권6호
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• pp.74-80
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• 2008

A finite element modeling approach has been described for the simulation and analysis of the micron-scaled solid particle impact behavior in kinetic spraying process, using an explicit code (ABAQUS 6.7-2). High-strain-rate plastic deformation and interface bonding features of the copper, nickel, aluminum, and titanium were investigated via FEM in conjunction with the Johnson-Cook plasticity model. Different aspects of adiabatic shear instabilities of the materials were characterized as a concept of thermal boost-up zone (TBZ), and also discussed based upon energy balance concept with respect to relative recovery energy (RRE) for the purpose of optimizing the bonding process.

• Journal of Welding and Joining
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• 제23권5호
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• pp.61-68
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• 2005

Dissimilar joining of Al 6013-T4 alloys and austenite stainless steel was carried out using friction stir welding technique. Microstructures near the weld zone and mechanical properties of the joint have been investigated. Microstructures in the stainless steel side were composed of the heat affected zone and the plastically deformed zone, while those in the Al alloy side were composed of the recrystallized zone including stainless steel particles, the thermo-mechanically affected zone and the heat affected zone. TEM micrographs revealed that the interface region was composed of the mixed layers of elongated stainless steel and ultra-fine grained Al alloy with lamella structure and intermetallic compound layer. Thickness of the intermetallic layer was approximately 300nm and was identified as the A14Fe with hexagonal close packed structure. Mechanical properties, such as tensile and fatigue strengths were lower than those of 6013 Al alloy base metal, because tool inserting location was deviated to Al alloy from the butt line, which resulted in the lack of the stirring.

• 열처리공학회지
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• 제34권6호
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• pp.309-314
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• 2021

Due to the superior corrosion resistance and mechanical properties of TiAl alloy at high temperature, it has been utilized as a turbine wheel of a turbocharger. The dissimilar metallic bonding is usually applied to combine the TiAl turbine wheel with the SCM440 structural steel which is used as a driving shaft. In this study, the TiAl and SCM440 joint were fabricated by using a friction welding technique. During bonding process, to suppress the martensitic transformation and the formation of cracks, which might reduce a strength of the joints, Cu was used as an insert metal to relieve stress. As a result, the intermetallic compounds (IMCs) layer was observed at TiAl/Cu interface while no IMC formation was formed at SCM440/Cu interface. Since understanding of the IMCs effects on the mechanical performance of welded joint is also essential for ensuring the reliability and integrity of the turbocharger system, we estimated the nanohardness of welded joint region through nanoindentation. The relation between the microstructural feature and its mechanical property is discussed in detail.