• Title/Summary/Keyword: 응고 속도

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연속주조과정에서의 열유동 및 열응력 해석 기술 개발

  • 조성수;신돈수;김병조;은일상;하성규
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.12-12
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    • 1999
  • 온도에 따라 물성치가 변화하는 재료의 열응력 예측은 연속주조공정에 의한 제품 생산에서 중요하다. 연속주조공정에서 금속이 급속히 냉각됨으로 인하여 응력이 크게 발생될 뿐만 아니라 금속 내부에 크랙이 발생될 수 있으며, 이는 최종제품의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 연속주조공정에서 양호한 주조제품을 얻기 위해서는 냉각조건 등과 같은, 주조시 수반되는 여러가지 주조결함의 원인을 제어해 주어야한다. 주조결함에는 주물 주입에 기인하는 결함과 주입 완료 후 응고과정에서 주물의 수축으로 기인하는 결함이 있다. 공기 및 가스의 포집, 개재물의 혼입 등이 전자에 속하며, 응고층 내부의 온도차, 응고수축(solidification shrinkage), 응력변형 등으로 인한 주물변형 및 표면결함 등이 후자에 속한다. 주물의 응고시에 고상화된 영역에서의 온도구배와 시간에 따른 온도변화는 금속내부에서의 열변형으로 인한 열응력을 발생시키고, 이것은 잔류응력이나 크랙 등과 같은 최종제품의 결함의 원인이 될 수 있다.

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The analysis of columnar to equiaxed dendritic transition during alloy solidification (합금응고시 주상정으로부터 등축정 수지상으로의 천이에 관한 해석)

  • 김신우
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.8 no.1
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    • pp.187-192
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    • 1998
  • Generally the solidified microstructures of materials consist of the columnar and equiaxed dendritic regions, and many theoretical studies about columnar-to-equiaxed transition have been done because that is closely related to the mechanical and physical properties of products. In this study, the modified equation based on the Hunt's analytical columnar-to-equiaxed transition condition which was derived from heterogeneous nucleation and grain growth in front of the columnar dendrite tip under directional solidification, was obtained applying the growth-velocity-dependent distribution coefficient and liquidus slope to Hunt's. The effects of the number of nucleation sites, nucleation temperature, alloy composition, growth velocity and liquid temperature gradient on the transition for Al-Cu alloys have been investigated.

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플라즈마 제트의 혈액 응고 작용과 정량적인 측정 방법에 관한 연구

  • Kim, Yun-Jung;Lee, Won-Yeong;No, Jun-Hyeong;Hyeon, Seong-Bo;Eo, Yun;Park, Jin-Yeong;Lee, Yong-Min;Kim, Hui-Ju;Gwon, Gi-Cheong;Jo, Gwang-Seop
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.514-514
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    • 2013
  • 플라즈마와 혈액의 상호작용 특성을 파악하기 위해 혈액응고 실험을 하였다. 생체에 적용 가능한 바이오 플라즈마 소스를 개발하여 다양한 조건으로 혈액에 플라즈마를 조사하였다. 혈액 응고의 정량적인 측정 방법으로 혈액의 저항을 측정하였다. 본 실험에 사용된 플라즈마 제트 장치는 의료용 바늘과 유리관, 외부 접지로 이루어져 있다. 플라즈마 제트 장치는 고전압 전극이 유리관 안에 위치하고 접지 전극이 유리관 바깥에 위치한다. 의료용 바늘을 통해 Ar gas를 주입하며, 약 2 kV의 전압을 인가하여 방전시켰다. 자연적으로 혈액을 응고시킨 경우, 칼슘 클로라이드를 첨가하여 응고시킨 경우, Ar gas 및 온풍을 단독적으로 불어넣은 경우, 그리고 플라즈마 제트를 조사한 경우로 나누어 실험을 진행하였다. 두개의 떨어진 전극 사이에 일정량의 혈액을 배치시켜 저항을 측정하여 응고 정도를 파악하였다. 플라즈마 제트를 조사하였을 경우 아무것도 처리하지 않은 자연상태의 혈액보다 혈액이 응고되는 속도가 빠르게 나타났다. Ar gas와 온풍을 단독으로 불어넣어 준 경우와 혈액 표면이 응고되었으나, 약 20초가 지나면 다시 원래 상태의 혈액으로 돌아감을 확인하였다. 플라즈마 제트를 혈액에 조사했을 때는 혈액이 이전의 혈액 상태로 돌아가는 경향이 나타나지 않았다.

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Effects of heating rate on the bonded interlayer in base metal powder mixture used transient liquid phase diffusion bonded Ni-base superalloy (모재 분말 혼합 삽입재를 이용한 니켈기 초내열합금의 천이액상확산접합에 있어서 가열속도가 접합부에 미치는 영향)

  • 김성욱;장중철;김재철;이창희
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.48-50
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    • 2004
  • TLP 접합 공정에서 모재와 삽입금속 사이에서의 확산을 통하여 액상 삽입금속은 고온에서 등온으로 유지 시 등온 응고된다. D.S.Duvall은 느린 가열시 매우 빠른 속도로 가열 시 보다 낮은 온도에서 dissolution이 완료되고 응고가 발생할 것으로 예상하였다. (중략)

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Estimation of Cooling Rate in Bulk Amorphous Alloys by Separate Cooling Process

  • Kang, Bok-Hyun;Choi, Seong-Pil;Kim, Ki-Young
    • Journal of Korea Foundry Society
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    • v.30 no.5
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    • pp.167-173
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    • 2010
  • 벌크 비정질 합금의 특성상 점도가 높고, 냉각속도가 빨라 냉각되는 합금의 온도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 측정에 의하여 냉각속도를 구하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 합금의 온도를 직접 측정하는 대신 금형의 온도를 측정하고, 측정된 금형의 온도를 상용 열해석 프로그램을 이용한3차원 계산 결과와 비교, 보정하는 역문제 기법을 사용하여 Cu계와 Zr계 벌크 비정질합금의 냉각속도를 예측하였다. 예측된 냉각속도는 금형온도와 시편의 두께에 따라Cu계의 경우는 284~300 K/s, Zr계는 279~289 K/s로, 초기 금형온도의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 전산모사 결과와 달리 금형을 수냉한 쪽보다 가열한 쪽의 응고중 냉각속도가 빨라 조직이 더 미세한 것으로 나타났는데, 이는 응고중 금형과 주물간에 에어갭의 형성으로 열전달을 방해 받은 영향으로 사료된다.

Crystal Growth of Polycrystalline Silicon by Directional Solidification (일방향 응고법에 의한 단결정 Si의 결정성장에 관한 연구)

  • 김계수;이창원;홍준표
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.3 no.2
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    • pp.149-156
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    • 1993
  • Polycrystalline silicon was produced from metallurgical-grade Si by unidirectional solidification. Variations of impurity concentration and resistivity in the ingots have been investigated. X-ray diffraction analysis has also been performed to examine the crystal orientation. According to the X-ray diffraction analysis on the polycrystalline silicon, preferential orientation was changed from ( 220) into ( III ) with decreasing growth rate. Also, with increasing growth rate and fraction solidified, the resistivity tends to decrease.

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Effect of Te on Graphite Morphology in the Directional Solidification of Fe-C-Si Alloys (Fe-C-Si 합금의 일방향응고시 흑연의 형상에 미치는 Te의 영향)

  • Park, Jang-Sik
    • Journal of Korea Foundry Society
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    • v.14 no.6
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    • pp.514-519
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    • 1994
  • 일방향 응고법을 이용하여 텔루리움(Te)이 Fe-C-Si 합금 즉 주철의 응고시 흑연의 형태에 미치는 영향을 관찰하였다. Te이 산소와의 반응성향이 큼을 감안하여 수소 및 아르곤으로 응고분위기를 조절함으로써 각각의 분위기에서 나타나는 Te의 영향을 비교 분석하였다. 그 결과 아르곤 분위기에 비하여 수소분위기에서 Te의 효과가 현저하였으며, 이것은 수소가 산소의 영향력을 억제하여 Te의 산화를 방지함에 기인하는 것으로 판단되었다. 수소 분위기 하에서 Te의 효과가 극대화되었을 경우 희주철 조직은 응고속도가 극히 낮은 때에만 얻어졌으며, 미세한 편상(片狀)흑연이 평면형 응고선단을 형성하며 열전달이 일어나는 반대 방향을 따라 성장함으로써 지금까지 볼 수 없었던 독특한 조직이 관찰되었다.

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Directional Solidification of Fibrous Eutectic System (섬유상 공정계의 일방향응고)

  • 김신우
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.42-42
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    • 2003
  • 두개의 다른 고상이 동시에 액상으로부터 응고되는 공정합금에 일방향응고를 적용함에 따라 응고방향으로 규칙적으로 잘 배열된 복합재료를 만들 수 있다. 이렇게 방향성을 가지고 응고된 공정조직은 여러 가지 기계적, 전기적, 자기적 특수분야에 이용될 수 있다. 그런데 공정조직의 상간격은 재료의 기계적, 물리적 성질과 밀접한 관계를 가지며 응고속도, 온도기울기와 같은 일방향응고의 변수에 따라 결정된다. 그래서 본 연구에서는 금속합금계와 유사한 섬유상 공정조직을 보이는 NaNO$_3$-NaCl계를 이용하여 공정조직의 미세구조와 일방향응고 변수와의 관계를 조사하였다. 또한 액상으로부터 시간에 따른 냉각곡선으로부터 공정온도와 공정조성부근의 부분상태도를 구하였다. 그리고 응고녹도(V)에 따른 섬유상간격(λ$_{E}$ )의 실험적 관계식을 두가지의 온도기울기에 대하여 구하여 금속재료의 결과식과 비교, 검토하였다.

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Characteristics and Stability of Compositional Convection in Binary Solidification with a Constant Solidification Velocity (일정한 응고속도를 갖는 2성분 응고에서 조성 대류의 특성 및 안정성)

  • Hwang, In Gook
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.52 no.2
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    • pp.199-204
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    • 2014
  • In binary solidification compositional convection in a porous mushy layer influences the quality of the final products. We consider the mushy layer solidifying from below with a constant solidification velocity. The disturbance equations for the mushy layer are derived using linear stability theory. The basic-state temperature fields and the distribution of the porosity in the mushy layer are investigated numerically. When the superheat is large, the thickness of the mushy layer is relatively small compared to the thickness of the thermal boundary layer. With decreasing the superheat the critical Rayleigh number based on the thickness of the mushy layer increases and the mushy layer becomes stable to the compositional convection. The critical Rayleigh number obtained from the continuity conditions of temperature and heat flux at the mush-liquid interface is smaller than that from the isothermal condition at the upper boundary of the mushy layer.

The Study on the Unidrectionally Solidified $AI-CuAl_2$ Eutectic Composites(1) (Effect of Solidification Condition and Vibration on the Microstructure) (일방향 응고한 $AI-CuAl_2$공정복합재료에 관한 연구(1)(미세조직에 미치는 응고조건과 진동의 영향))

  • Lee, Hyeon-Gyu;Hong, Jong-Hwi
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.2
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    • pp.177-186
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    • 1994
  • The effect of solidification condition and vibration on structure refinement was investigatedfor unidirectionally solidified $AI-CuAI_{2}$ eutectic composites. Eutectic composites were unidirectionally solidifiedunder vibration with variation of growth rates (R) and thermal gradient((G), $32^{\circ}C$/cm, and 35$^{\circ}C$/cm. The lamellar structure was varied according to growth condition(G/R ratio). For the structure refinementthe effect of G/R was found out to be greater rather than that of vibration. The interlamellarspacing(l) in this materials was varied with the growth rates(R) by "$\lambda^{2}R$=Constant" relationshipquot; relationship

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