• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.237-238
• /
• 2009

1999년 Zwilling 등은 타이타늄과 타이타늄 합금위에 불산을 포함하는 산성 전해질에서 양극산화 방법에 의해 $TiO_2$ 나노튜브를 형성시켰다. 그러나 HF의 강한 용해성으로 인해 튜브의 길이를 500 nm이상 성장 시킬 수 없다는 문제점을 가지고 있었고 그 후에 HF대신에 전해질에 $NH_{4}F$를 혼합하여 pH를 조절하는 방법으로 $TiO_2$가 용해되는 속도를 감소시켜 약 $2{\sim}4$배 더 크게 성장 시킬 수 있다고 보고한 바 있지만 수 ${\mu}m$ 이상의 길이로는 성장 시킬 수 없다는 한계를 가지고 있었다. 최근에는 불소이온을 포함하는 점액질의 유기전해질에서 높은 종횡비, 40-60 nm의 작은 기공직경과 매끄러운 튜브벽을 가지는 수 um이상의 나노튜브를 성장 시키는 보고가 있으나 $TiO_2$ 나노튜브의 제조에 영향을 미치는 파라메타에 대한 연구가 아직 많지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전해질의 구성, 전압, 양극산화 시 교반의 영향에 대해 조사하였다. 불산과 에틸렌글리콜 전해질에서 형성된 $TiO_2$ 나노튜브의 비 표면적의 차이를 조사했고 튜브의 길이와 기공크기도 양극산화 시 인가전압과 전해질 구성에 따라 다른 것을 확인할 수 있었다. 이는 포어 바닥에서 국부적인 산성화를 유발하는 타이타늄의 가수분해와 $TiO_2$의 용해는 산화피막층의 용해작용을 증가시키는 수소이온의 농도를 증가시고 그에 따라 인가접압이 증가함에 따라 전해질 내의 이온수송을 활발하게 하기 위한 구동력이 증가해 전류밀도가 높아지는 것으로 확인되었단. 또한 양극산화 동안 전해질을 교반 한 경우 그런지 않은 경우에 비해 전해질 내의 유속(mass flow)를 증가시켜 더 긴 나노튜브를 얻을 수 있었다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제29권2호
• /
• pp.99-109
• /
• 2022

Powder flowability is critical in additive manufacturing processes, especially for laser powder bed fusion. Many powder features, such as powder size distribution, particle shape, surface roughness, and chemical composition, simultaneously affect the flow properties of a powder; however, the individual effect of each factor on powder flowability has not been comprehensively evaluated. In this study, the impact of particle shape (sphericity) on the rheological properties of Ti-6Al-4V powder is quantified using an FT4 powder rheometer. Dynamic image analysis is conducted on plasma-atomized (PA) and gas-atomized (GA) powders to evaluate their particle sphericity. PA and GA powders exhibit negligible differences in compressibility and permeability tests, but GA powder shows more cohesive behavior, especially in a dynamic state, because lower particle sphericity facilitates interaction between particles during the powder flow. These results provide guidelines for the manufacturing of advanced metal powders with excellent powder flowability for laser powder bed fusion.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.106.1-106.1
• /
• 2012

EBSD(Electron BackScattered Diffraction)분석은 주사전자현미경에서 관찰되는 비교적 넓은 영역의 결정 방위를 측정하여 집합조직을 해석하는 동시에 결정 방위의 변화를 기준으로 결정립계를 구분 지어 미세조직의 정량 분석도 가능하기 때문에 많은 연구자들이 사용하고 있다. 그러나 EBSD의 Kikuchi 패턴은 시편 표면으로부터 30~50nm 깊이 범위의 표면층으로부터 방출되기 때문에 EBSD 분석 결과는 시편의 표면 처리 상태에 크게 영향을 받아 적절한 시편준비법이 요구된다. 시편 준비 과정 중에 생기는 변형층, 산화층이나 오염층이 10nm 이내로 제어되지 못하면 명확한 패턴을 얻지 못하여 분석이 어려운 경우가 많으므로, 시료의 절단과 연마 과정 중에 변형층을 되도록 적게 만들고 표면의 산화나 오염을 최대한 방지해야 한다. 또한 EBSD 분석 특성상 시편을 70도로 기울이기 때문에 시편의 요철이 심하면 볼록한 영역에 의해 오목한 영역의 패턴이 가려져 결정방위 정보를 얻기 힘들다. 이런 이유로 시편을 최대한 평평하게 하고 요철이 생기지 않게 시편 준비를 하는 것이 관건이다. 금속재료의 EBSD 시편준비법으로는 일반적으로 기계적 연마법과 전해연마법이 주로 쓰인다. 경한 석출물이나 개재물이 연한 기지에 분산되어 있는 시편이나 이종 소재 접합재의 경우는 전해연마법을 사용하면 특정 상(혹은 합금)이 먼저 연마되어 큰 단차가 생기거나 석출물에 의해 요철이 심해져서 정량적인 EBSD 분석이 어렵게 된다. 이 연구에서는 시편 준비가 어렵다고 알려진 다상 금속재료에서의 EBSD 분석 사례를 소개한다. Ti-6Al-4Fe-0.25Si 시효처리합금, 알루미늄 기지 복합재료, 마찰교반용접한 알루미늄-타이타늄합금의 EBSD 시편준비법과 그 분석 결과를 고찰한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.24-24
• /
• 2015

최근 생체재료의 개발이 눈부시게 발전되고 생체적합성이 우수한 표면을 요구함에 따라 생체재료의 표면처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Laser Deposition법은 항공기 부품제조 분야에 주로 사용되고 있으며 최근에 오하이오 주립대 타이타늄합금연구센터를 중심으로 표면처리에 관한 연구가 주로 이루어졌다. 특히 이를 이용하여 치과재료의 표면처리에 응용을 시도하였다. 치과에서 응용될 수 있는 경우는 주로 임플란트는 부분 또는 완전 무치악 환자의 보철수복에 사용되는 보철물의 제작등에 사용될 수 있으며 이중에서도 특히 생체용 임플란트의 표면처리응용으로 임플란트와 조직간의 접합성을 개선하는 표면처리법으로 연구되었다. 임플란트의 성공과 실패는 물성적인 측면에서 임플란트의 형태, 표면거칠기 및 표면처리방법, 초기하중 등에 의하여 좌우되며 임플란트 재료에 작용하는 응력차폐는 생체적합성을 좌우하는 큰 요인이 되고 있다. 이를 위하여 저 탄성계수합금을 설계하지만 하중을 버티는 강도가 낮아지는 단점이 있어 레이저증착법을 이용하여 임플란트재료인 Ti6Al4V합금에 탄성계수가 낮은 Ta, Nb등을 코팅하는 방법을 통하여 이를 해결하고자하는 시도가 이루어지고 있다. 이 방법은 최근의 3D 프린팅의 원리가 되고 있다. 따라서 발표에서는 Laser Deposition방법을 이용하여 치의학분야에서 응용되고 있는 예를 강연하고 응용 가능 분야에 대하여 토론 하고자한다. 또한 펨토레이저를 이용하여 생체합금의 표면처리는 생체활성화를 더욱 증진시키며 이를 위하여 많은 연구 수행되고 있다. 본 발표에서는 매식용 합금 표면에 펨토레이저를 이용하여 텍스춰링하여 세포가 잘 성장 할 수 있는 크기의 조절함으로써 기존의 표면처리와는 다른 효과를 얻을 수 있는 장점을 알아본다. 펨토레이저를 이용하면 여러 가지 형태의 텍스춰링이 가능하며 원형, 사각형등등 자유자제로 형태의 묘사가 가능하고 깊이 또한 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 지금까지는 표면 개질에 사용되는 레이저는 주로 Nd:YAG 레이저의 파장을 반으로 줄인 녹색레이저 (${\lambda}=532nm$)를 사용하거나, 자외선파장영역의 레이저를 사용하는 경우가 일반적으로 가장 보편화되었다. 이를 이용하여 제조된 Ti합금에 펨토 초(10-15 second) 펄스폭 대역을 갖는 레이저를 이용하여 나노크기의 미세 요철을 표면에 형성한 후, 나노튜브를 형성하여 그 표면특성의 변화를 알아보고 펨토레이저가 의료분야에 적용되고 있는 예를 살펴보고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제31권2호
• /
• pp.26-29
• /
• 2013

마찰교반용접(FSW) 및 마찰교반처리(FSP) 기술 관련 국제 심포지움인 'Friction Stir Welding & Processing VII'에서 발표된 연구논문의 내용을 토대로 아래와 같이 최신 연구개발 동향을 정리하였다. ${\cdot}$ 알루미늄합금과 마그네슘합금의 경량금속에 대한 마찰교반용접이 주류를 이루었던 과거와 달리 최근에는 구조용 연강, 고강도강, 초내열합금 및 타이타늄 합금 등의 고융점 금속재료에 대한 마찰교반용접 공정기술 및 툴의 개발이 수행되고 있다. ${\cdot}$ 주조재 표면 조직의 균질화 및 나노 사이즈의 초미세 결정립 조직을 얻기 위한 개질(改質)을 비롯하여 CNTs 및 Graphene 등의 첨단 탄소소재를 판재의 표면에 코팅 또는 판재 내부에 분산시켜 금속기 나노탄소복합재(MMNCC: Metal Matrix Nano Carbon Composites)의 제조 및 기계적 특성 향상을 목적으로 하는 FSP 관련 연구가 다각적으로 수행되고 있다. ${\cdot}$ 마찰교반용접 공정 중의 접합부의 형성 및 금속유동(Metal flow)에 대한 모델링(Modeling) 관련 연구가 다수 진행되고 있으며, 수학적 해석 및 실시간 모니터링을 통한 연구가 의욕적으로 진행되고 있다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.319-326
• /
• 2019

Additive manufacturing (AM) is a highly innovative method for joining dissimilar materials for industrial applications. In the present work, AM of STS630 and Ti-6Al-4V powder alloys on medium entropy alloys (MEAs) NiCrCo and NiCrCoMn is studied. The STS630 and Ti64 powders are deposited on the MEAs. Joint delamination and cracks are observed after the deposition of Ti64 on the MEAs, whereas the deposition of STS630 on the MEAs is successful, without any cracks and joint delamination. The microstructure around the fusion zone interface is characterized by scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Intermetallic compounds are formed at the interfacial regions of MEA-Ti64 samples. In addition, Vicker's hardness value increased dramatically at the joint interface between MEAs and Ti-6Al-4V compared to that between MEAs and STS630. This result is attributed to the brittle nature of the joint, which can lead to a decrease in the joint strength.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.80-81
• /
• 2009

Ti-6Al-4V alloy has been widely used for aerospace and power generation applications because of low density and attractive mechanical and corrosion resistant properties. However, the titanium alloy bolt is generally manufactured by cutting and rolling because of their poor workability. In order to achieve the mass production of titanium alloy bolts, it needs to be solved some manufacturing problems such as the sticking between workpiece and dies, the formation of the forming defects during the forging and so on. In this study, the manufacturing technology of titanium alloy bolts using warm forging process was introduced. The aim of present work is to develop a warm forging technology for high strength Ti-6Al-4V bolts.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.76-79
• /
• 2009

The current understanding for phase/grain boundary sliding and low-temperature/high-strain rate superplasticity of two-phase titanium alloys is summarized. The quantitative analysis on boundary sliding revealed increased sliding resistance on the order of $\alpha/\beta\;\ll\;\alpha/\alpha\;\approx\;\beta/\beta$ boundary, hence, led to the conclusion that approximately 50% alpha(or beta) volume fraction and/or grain refinement is beneficial for obtaining large superplastic elongation at low temperature and/or high strain rate. To predict the temperature for 50% alpha volume in various alpha/beta Ti, artificial neural network was applied. Finally, much enhanced superplasticity was achieved through grain refinement utilizing dynamic globularization.

• 소성∙가공
• /
• 제19권1호
• /
• pp.5-10
• /
• 2010

The current understanding for phase/grain boundary sliding and low-temperature/high-strain rate superplasticity of two-phase titanium alloys is summarized. The quantitative analysis on boundary sliding revealed increased sliding resistance on the order of ${\alpha}/{\beta}\;\ll\;{\alpha}/{\alpha}\;{\approx}\;{\beta}/{\beta}$ boundary, hence, led to the conclusion that approximately 50% alpha(or beta) volume fraction and/or grain refinement is beneficial for obtaining large superplastic elongation at low temperature and/or high strain rate. To predict the temperature for 50% alpha volume in various alpha/beta Ti, artificial neural network was applied. Finally, much enhanced superplasticity was achieved through grain refinement utilizing dynamic globularization.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.818-822
• /
• 2000

The low density, sustained high temperature strength and excellent resistivity to acid materials have made them strong candidate materials for future aerospace or medical applications. Nowadays their usage has already been broaden to everyday's commercial applications such as golf club heads, finger rings and many decorative items, Anticipating the general use of this material and development of the titanium alloys in domestic furnaces, the review and the study of the machining parameters for those alloys are deemed necessary. The present studies are concentrated to the machining parameters of the Ti-6Al-4V alloys due to their dominant position in the production of titanium alloys.