• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.344-354
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• 2014

Activated charcoal supported nickel molybdenum carbide (carburized Ni-Mo/AC) catalysts were prepared by wet-impregnation followed by temperature-programmed carburization using 20% $CH_4/H_2$ gas. The effects of pH and initial Ni/Mo mole ratio during wet-impregnation step on the characteristics of the carburized Ni-Mo/AC catalysts were investigated using ICP, XRD, XPS, BET and $CO_2$-TPD techniques, and correlated with the catalytic activity of the carburized Ni-Mo/AC in methane dry reforming reaction. Comparison of the results of methane dry reforming reaction kinetics with the results of characterization of the carburized Ni-Mo/AC catalyst showed that the catalytic activity in methane dry reforming reaction was higher at higher initial Ni/Mo mole ratio or at lower pH(3~natural value). This phenomenon was related to the crystal size of metallic Ni in the carburized Ni-Mo/AC catalyst.

• 한국분말재료학회지
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• 제12권5호
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• pp.336-344
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• 2005

In the present study, the focus is on the effect of cobalt oxide powder in the carbothermal reduction of the titanium-cobalt-oxygen based oxide powder by solid carbon for the optimizing synthesis process of ultra fine TiC/Co composite powder. The titanium-cobalt-oxygen based oxide powder was prepared by the combination of the spray drying and desalting processes using the titanium dioxide powder and cobalt nitrate as the raw materials. The titanium-cobalt-oxygen based oxide powder was mixed with carbon black, and then this mixture was carbothermally reduced under flowing argon atmosphere. Changes in the phase structure and thermal gravity of the mixture during carbothermal reduction were analysed using XRD and TGA. Titanium-cobalt-oxygen based oxide powder desalted at $600^{\circ}C$ had a mixture of $TiO_2\;and\;Co_{3}O_4$. And the one desalted at $800^{\circ}C$ had a mixture of $TiO_2\;and\;CoTiO_3$. In the case of the former powder, the reduction of cobalt oxide powder in the titanium-cobalt-oxygen based oxide powder occurred at lower temperature than the latter one. However, the carbothermal reduction of titanium dioxide powder in the titanium-cobalt-oxygen based oxide powder with a mixture of $TiO_2\;and\;Co_{3}O_4$ occurred at higher temperature than the one with a mixture of $TiO_2\;and\;CoTiO_3$. And also, the former powder showed a lower TiC formation ability than the latter one.

• 열처리공학회지
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• 제3권3호
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• pp.13-20
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• 1990

SCM 21 and D.P steel were carburized in vacuum using prophane at a temperature ranging from 1228k to 1308k under a gas pressure ranging from 21.3kpa to 61.8kpa, and the following results were obrained. 1) D.P. steel has considerable efficiency in depressing the grain growth during the high temperature carburizing and it has fine structure even at 1268k for 14.4ks when carburizied. Therefore this steel is expected to be suitable for vacuum carburizing at a high temperature. 2) Case depth was increased as the carburizing temperature increases and it was 3.2mm at max, temperature of 1308k, for max, time of 14.4ks and under max, pressure of 61.8kpa. Thus vacuum-carburizing was considered effective for the materials which need case depth, which is necessary for machine structure use. 3) The rate of case depth of SCM 21 was faster than D.P. steel under same carburizing conditions and the increasing rate of the case depth was constant. 4) Case depth was increased as the gas pressure becomes high under same carburizing temperature. 5) Case carbon concentration, $C_s$, of SCM 21 obeys to a formula, $$C_s=kt^{1/2}+C_0$$ Where k is $2.15{\times}10^{-2}$($wt%.S^{-1/2}$) and this value is a little bit lower than that of SNCM 815.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권3호
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• pp.125-130
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• 2008

Conventional plasma carburizing or nitriding for austenitic stainless steels results in a degradation of corrosion resistance. However, a low temperature plasma surface treatment can improve surface hardness without deteriorating the corrosion resistance. The 2-step low temperature plasma processes (the combined carburizing and post nitriding) offers the increase of both surface hardness and thickness of hardened layer and corrosion resistance than the individually processed low temperature nitriding and low temperature carburizing techniques. In the present paper, attempts have been made to investigate the influence of the introduction of Ar gas (0~20%) in nitriding atmosphere during low temperature plasma nitriding at $370^{\circ}C$ after low temperature plasma carburizing at $470^{\circ}C$. All treated specimens exhibited the increase of the surface hardness with increasing Ar level in the atmosphere and the surface hardness value reached up to 1050 HV0.1, greater than 750 $HV_{0.1}$ in the carburized state. The expanded austenite phase (${\gamma}_N$) was observed on the most of the treated surfaces. The thickness of the ${\gamma}_N$ layer reached about $7{\mu}m$ for the specimen treated in the nitriding atmosphere containing 20% Ar. In case of 10% Ar containing atmosphere, the corrosion resistance was significantly enhanced than untreated austenitic stainless steels, whilst 20% Ar level in the atmosphere caused to form CrN in the N-enriched layer (${\gamma}_N$), which led to the degradation of corrosion resistance compared with untreated austenitic stainless steels.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.219-225
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• 2022

An alternative fabrication method for carburizing steel using spark plasma sintering (SPS) is investigated. The sintered carburized sample, which exhibits surface modification effects such as carburizing, sintered Fe, and sintered Fe-0.8 wt.%C alloys, is fabricated using SPS. X-ray diffraction and micro Vickers tests are employed to confirm the phase and properties. Finite element analysis is performed to evaluate the change in hardness and analyze the carbon content and residual stress of the carburized sample. The change in the hardness of the carburized sample has the same tendency to predict hardness. The difference in hardness between the carburized sample and the predicted value is also discussed. The carburized sample exhibits a compressive residual stress at the surface. These results indicate that the carburized sample experiences a surface modification effect without carburization. Field emission scanning electron microscopy is employed to verify the change in phase. A novel fabrication method for altering the carburization is successfully proposed. We expect this fabrication method to solve the problems associated with carburization.

• 한국표면공학회지
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• 제56권1호
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• pp.94-103
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• 2023

The effects of carburizing pressure and gas ratio on vacuum carburizing properties (uniformity and surface characteristics) have been studied through the analyses of carbon concentration, hardness, surface color, surface roughness and type of carbon bonding. AISI 4115 steel specimens were carburized with various pressures (1, 5, and 10 Torr) at different locations (P₁, P₂, P₃, P₄, P₅, and P₆) inside a furnace held at 950 ℃. Since the carburizing pressure represents the density of the carburizing gas, it plays an important role in improving the carburizing uniformity according to locations in the furnace. As the carburizing pressure increased, the carburizing uniformity according to the sample location was improved, but the surface of the carburized specimen was discolored due to the residual acetylene gas, which does not contribute to the carburizing reaction. Therefore, the carburizing uniformity and surface discoloration have been improved by injecting acetylene gas (carburizing gas) and nitrogen gas (non-reactive gas) in a specific ratio.

• 한국재료학회지
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• 제33권3호
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• pp.106-114
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• 2023

The carbon concentration in the carburized steels was measured by electron probe microanalysis (EPMA) for a range of soluted carbon content in austenite from 0.1 to 1.2 wt%. This study demonstrates the problems in carbon quantitative analysis using the existing calibration curve derived from pure iron (0.008 wt%C) and graphite (99.98 wt%C) as standard specimens. In order to derive an improved calibration curve, carbon homogenization treatment was performed to produce a uniform Kα intensity in selected standard samples (AISI 8620, AISI 4140, AISI 1065, AISI 52100 steel). The trend of detection intensity was identified according to the analysis condition, such as accelerating voltage (10, 15, 30 keV), and beam current (20, 50 nA). The appropriate analysis conditions (15 keV, 20 nA) were derived. When the carbon concentration depth profile of the carburized specimen was measured for a short carburizing time using the improved calibration curve, it proved to be a more reliable and accurate analysis method compared to the conventional analysis method.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.579-588
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• 2016

본 연구는 수원 입북동 출토 철제환두도의 비금속개재물을 SEM-EDS로 분석하여 제철조업 온도를 추정하고 산화물을 $SiO_2$와 비교하여 조재제의 인위적 장입 여부를 판단하였으며 금속학적인 조직조사를 통하여 철제 환두도의 제작 시 열처리 기술을 연구하였다. 철제환두도의 시편들에서 wustite가 대부분 관찰되는 것으로 보아 고체저온환원법으로 제련한 철 소재를 가열-단조-성형 가공하여 제작된 것으로 판단된다. 또한 부분적으로 $P_2O_5$가 있는 것으로 보아 배소되지 않은 자연광석으로 직접 제련하였던 것으로 추정된다. $CaO/SiO_2$와 $TiO_2/SiO_2$ 등의 비로 보아 제철 원료는 철광석으로 판단되며, 석회질의 조재제도 인위적으로 장입하지는 않은 것으로 판단된다. 선단 쪽 인부의 조직은 순철인데 관부 쪽 인부는 탄소량도 높고 martensite 조직과 pearlite colony가 생성되어 있는 것으로 보아 침탄 후 담금질을 하였으며, 배부 및 병부와 환두부는 의도하지 않은 침탄이 된 것으로 판단된다. 이러한 철제환두도 시편들의 조직 양상들을 종합해본 결과 인위적인 부분적인 열처리 기법을 적용하여 제작한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 한 유물에서나타나는 비금속개재물의 성분분석을 통해 얻은 산화물 데이터를 $SiO_2$로 나눈 비로 비교하는 해석하는 방법을 활용하여 좀 더 과학적인 근거를 제시하려고 노력하였다. 이러한 방법으로 기존의 분석 연구된 결과들에 의한 주장들을 재해석함으로 해서 다른 결과들을 얻을 수 있을 거라 사료된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.134-149
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• 2013

금산 수당리유적은 5세기 백제세력이 금산 진안을 통해 가야로 연결되는 내륙교통로를 장악하여 가야 세력과 교류를 하였던 것으로 추정되는 유적이다. 출토된 철제대도와 철부, 철겸 등에 대한 금속학적 미세조직 분석을 실시하여 수당리유적에 대한 철기 제작기술을 확인하였으며 비슷한 시기 제작된 철제유물과 비교하여 5세기 전 후의 백제시대 철기 제작기술에 대한 특징과 기술체계를 파악하고자 하였다. 금산 수당리유적에서 출토된 철제유물은 다양한 제작방법이 적용된 것으로 파악되며 제작방법은 단순히 성형만 이루어진 것과 성형 후 제강공정이 이루어진 것, 성형 후 제강공정과 열처리가 함께 이루어진 것으로 크게 세 가지 방법으로 나누어진다. 성형만 실시한 1호 석실분 철겸의 경우 인부와 배부 모두 연한 페라이트 조직이 주를 이루고 있어 무기로서 가지는 실용적 기능이 떨어져 피장자의 부장 의장용으로 제작되었을 것으로 추정된다. 성형을 실시하고 침탄과 같은 제강공정을 실시한 1호 석곽묘의 철부, 12호 석곽묘의 철겸은 담금질과 같은 열처리는 생략하였지만 부위에 따른 제작 공정의 변화를 주게 되어 단순히 부장 의장용이 아닌 농경과 같이 실생활에서 사용할 목적을 가지고 제작된 것으로 판단된다. 성형을 실시하고 침탄, 열처리로 이어지는 제작방법은 5호, 12호 석곽묘 철제대도에서 확인할 수 있다. 열처리로 인하여 강해진 인부조직과 강하면서도 부러지지 않는 배부의 조직은 제작 과정에서부터 무기가 가지는 목적에 맞게 제작되어 피장자가 직접 사용하였던 것으로 추정된다. 금산 수당리 출토 철제유물의 분석결과를 토대로 비슷한 시기 백제권역에 조성된 고분군들 가운데 철제유물의 금속학적 미세조직 연구가 이루어진 천안 용원리유적, 서천 봉선리유적, 서산 부장리유적과 비교하여 철기 제작기술의 특징을 살펴보았다. 분석을 실시한 철제유물의 수가 많지 않아 공통적으로 출토된 철제대도(목병대도)를 통하여 기술변화과정을 살펴본 결과 철제대도(목병대도)는 4세기 이후 담금질이라는 열처리기술이 적용됨을 확인할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제30권2호
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• pp.111-122
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• 2014

서천 봉선리유적은 백제의 중앙과 지방의 묘제가 혼재하고 있는 유적으로 백제 중앙에서 재지세력에세 사여한 것으로 추정되는 환두도가 다량 출토되었다. 이것은 재지세력이 백제 중앙의 관리 하에 놓이는 과정을 나타내는 부장유물로 추정된다. 이 중 4점의 환두도와 1점의 목병도를 대상으로 금속학적 분석을 실시하여 무기로서의 실용적 기능과 부장용 의장용으로써의 비실용적 기능에 대하여 연구하였다. 목병도 1점은 담금질과 고체침탄의 제강기술을 이용하여 제작되었으며 무기로서의 실용성을 가진다고 볼 수 있다. 반면 4점의 환두도는 인부에는 강도가 작은 미세조직이 나타나고 배부에서 충격을 흡수할 만큼의 미세조직이 나타나지 않으므로 목병도에 비해 무기로서의 기능은 떨어진다고 볼 수 있다. 즉, 서천 봉선리에서 출토된 목병도와 환두도는 실용기와 비실용기로 명확히 구분되는 것이 가장 큰 특징이라고 할 수 있다. 또한 미세조직 내에 존재하는 비금속개재물을 분석한 결과 우스타이트와 유리상이 함께 발견되므로 제련 공정에는 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다.