• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.61-67
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• 2021

밀링 및 터닝 가공 중 발생되는 칩 형태 타이타늄 스크랩을 세라믹스 원료로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 우선, 칩 형태 타이타늄 스크랩에 포함되어 있는 다량의 절삭유와 철 성분 제거를 위해 유기세정 및 산 세정 과정을 거쳐 스크랩 표면 세척을 진행하였다. 아세톤과 질산을 사용한 세정 과정을 통해 스크랩 내 유기물과 철 함량은 5 wt.% 수준에서 0.07 wt.% 이하로 감소하는 것을 확인하였고 세정에 이어진 산화 과정을 통해 타이타늄 스크랩은 이산화타이타늄화 되었다. 타이타늄 스크랩의 이산화타이타늄화 과정은 800 ℃ 이상의 온도에서 이루어졌으며 이산화타이타늄은 고에너지 밀링 과정을 통해 나노 결정립으로 미세화되어 탄소에 의한 환원 및 탄화 반응은 기존 이산화타이타늄 탄화환원 온도인 1500 ℃보다 낮은 1200 ℃에서 가능하게 되었다. 이산화타이타늄 탄화환원을 통해 얻어지는 타이타늄 탄화물은 질소 및 타이타늄 이외 전이금속 원소의 첨가 및 고용을 통해 물성이 개선될 수 있었다. 타이타늄 탄화물 내 질소 첨가 및 고용상 형성 가능성은 열역학 계산을 통해 예측되었고 질소 첨가 및 전이금속 고용에 의해 타이타늄 탄화물의 특성 중 경도 및 파괴인성 제어가 가능하였다.

• 한국결정학회지
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• 제5권1호
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• pp.39-50
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• 1994

Hot Tungsten Filament법에 의해 실리콘(Si), 몰리브데늄(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W) 기판 위에 다이아몬드 박막을 증착시시키고 SEM, X선 회절분석 및 Raman spectroscopy로 분석하였다. 증착시간에 따른 증착실험의 결과로부터 내열금속위에 증착한 다이아몬드박막의 경우에는 먼저 탄화물 층이 형성되고, 그 이후에 다이아몬드가 핵형성되어 성장함을 알 수 있었다. 내열금속에 증착한 다이아몬드 박막은 5기판 위에 증착한 것과 비교할 때, 핵이 많이 형성되었고 facet이 잘 발달된 입자가 적었다. 5기판 뿐만 아니라 내열금속 기판 위에 다이아몬드막을 증착시킬 경우, 다이아몬드의 Raman 피크는 천연 다이아몬드에 비해 높은 주파수쪽으로 이동되었다. 이와같은 Raman 피크의 이동은 다이아몬드와 기판 사이의 열충격보다는 완충층의 역활을 하는 탄화물과 다이아몬드 사이의 열충격을 고려할 때 효과적으로 설명이 가능하였다. 생성된 탄화물의 형태와 다이아몬드 사이에 열충격이 가장 큰 Mo기판의 경우, 다이아몬드 Rarirm 피크의 이동이 가장 크게 나타났으며 Ti, W, Si기판의 순서로 이동이 적게 관찰되었다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.251-255
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• 2020

본 연구에서는 용융가압함침공정을 이용하여 제조된 TiC 세라믹 입자강화 철강복합재를 제조하고 상용구상흑연주철과 비교를 위하여 미세조직 분석 및 경도 등 기초물성과 선박 해양 분야등의 적용가능성 검토를 위하여 염수환경에서의 부식 특성에 관한 연구를 진행하였다. 염수환경에서의 부식특성 비교 결과 구상흑연주철 대비 부식전위와 부식전류밀도 모두 낮은 값을 나타내었고, 낮은 연간부식률을 통하여 TiC-Fe 금속복합재의 내식성이 더 뛰어난 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.296-300
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• 2019

2D 전이금속 탄화물(MXenes) 가운데, 타이타늄 기반의 $Ti_3C_2$는 뛰어난 전기전도성과 전기화학적 특성 및 표면작용기의 영향으로 이차 전지와 슈퍼캐패시터와 같은 에너지저장장치의 유망한 전극 물질로 각광받고 있다. 전극으로서 $Ti_3C_2$의 사용은 이온이 반응할 수 있는 표면적을 넓혀줄 뿐만 아니라, 이온의 확산 거리를 줄여주고, 전하의 운동을 향상시켜준다. 이 연구에서, 효율적으로 MAX phase로부터 $Ti_3C_2$를 합성하는 방법을 통해 리튬이온배터리에서 MXene기반의 전극 물질을 위한 새로운 방향을 제시하고자 한다.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.209-214
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• 2017

본 연구에서는 용융가압함침 공정을 통해 고체적율의 TiC 입자가 균일 분산된 SKD11 금속복합재료를 제조하고, 미제조직, 기계적 특성 및 내마모 특성에 대해 분석하였다. 약 60 vol%의 TiC가 균일하게 분산된 TiC-SKD11 복합재료를 제조함으로써 SKD11 대비 약 24% 경량화에 성공하였고 경도 및 압축항복강도는 증가하였다. 내마모 시험 결과 복합소재의 우수한 내마모 특성을 확인하였으며, 이는 높은 경도를 가지는 TiC 입자가 SKD11 기지와 강한 계면 결합력을 가지면서 높은 체적율로 존재함으로 인한 분산강화 효과와 TiC에 의한 SKD11의 산화 억제가 원인으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.158-162
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• 2019

본 연구에서는 용융가압함침 공정을 이용하여 고체적률의 TiC 입자가 균일 분산된 Inconel 718 금속복합재료를 제조하고, 미세조직 및 기계적 특성을 분석하였다. 약 55 vol%의 TiC가 균일하게 분산된 TiC-Inconel 718 복합재료를 제조함으로써 Inconel 718 대비 우수한 경도 및 압축강도 특성을 나타내었으며, 이는 기지에 고용된 합금원소인 Mo 및 Nb이 TiC 강화재 내부로 확산 고용되어 우수한 계면 특성을 가지는 core-rim 구조의 TiC 형성에 의한 것으로 판단된다.