• 한국결정성장학회지
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• 제28권1호
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• pp.21-27
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• 2018

본 연구에서는 $Cu-BaFe_{12}O_{19}$계 강자성 복합재료를 제조하기 위하여 실온 기계적 합금화법(MA)을 적용하였다. 실험에서는 성분원소의 무게비를 각각 $Cu:BaFe_{12}O_{19}=4:1$, 3 : 2, 2 : 3 및 1:4으로 실시하였다. 모든 조성의 혼합분말에서 80분 동안 MA 처리에 의하여 금속 Cu에 $BaFe_{12}O_{19}$ 가 분산된 $Cu-BaFe_{12}O_{19}$ 복합재료를 제조할 수 있었다. Cu 및 $BaFe_{12}O_{19}$의 MA 처리 중 강자성 복합재료의 생성과정은 X선 회절분석 및 자기특성의 측정으로부터 자세히 관찰할 수 있었다. MA 처리로 얻어진 $Cu-BaFe_{12}O_{19}$ 복합재료의 자화값은 $BaFe_{12}O_{19}$ 양의 증가와 함께 점점 증가하였으며, 보자력 값은 모든 조성에서 MA 처리에 따른 $BaFe_{12}O_{19}$ 분말입자의 미세화에 따라 점점 감소됨을 알 수 있었다. 한편 $Cu:BaFe_{12}O_{19}=4:1$ 및 3 : 2 조성의 혼합분말의 경우 80분 동안 MA 처리하여 얻어진 $Cu-BaFe_{12}O_{19}$ 강자성 복합재료의 보자력 값이 각각 1400 Oe 및 1450 Oe로 여전히 높은 값을 보이는 사실로부터 Cu rich 조성 혼합분말의 경우 MA 처리 과정 중 강자성 $BaFe_{12}O_{19}$ 분말의 입자미세화가 연성 Cu의 존재에 의하여 크게 억제되어 비교적 큰 보자력 값을 보이는 것으로 판단된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권1호
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• pp.66-72
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• 2009

Al-based composites reinforced with SiC particulate were fabricated using a thermal spray process, and dry sliding wear behavior of the composites was investigated. Pre-mixed Al and SiC powders were sprayed on an A16061 substrate by flame spraying, and dry sliding wear test were performed under various sliding speed and applied load conditions against ${Al_2}{O_3}$ ball. Wear behavior of the composites was studied by using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD). And build-up mechanism of MML on the worn surface of the composites was examined. It was revealed that these MML was formed of debris from the contact surface of the composites and effected to wear behavior of the composites protecting the contact surface of the composites.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1619-1629
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• 1995

The Al/Al$_{2}$O$_{3}$ SiC and Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C hybrid metal matrix composites (MMCs) were fabricated by squeeze infiltration method. Uniform distribution of reinforcements were found in the microstructure of metal matrix composites. Mechanical tests were carried out under various test conditions to clearly identify mechanical behavior of MMCs, and the wear mechanism of Al/Al$_{2}$O$_{3}$/(SiC or C) hybrid metal matrix composites were investigated. The tensile strength and hardness of hybrid composites was resulted in increasing compared with those of the unreinforced matrix alloy. Wear resistance was strongly dependent upon kinds of fiber, volume fraction and sliding speed. The wear resistance of metal matrix composites was remarkably improved by the addition of reinforcements. Especially, the wear resistance of the hybrid composites of carbon fibers was more effective than in the composites reinforced with alumina and SiC whiskers of reinforcements. This was due to the effect of carbon fiber on the solid lubrication. Wear mechanisms of hybrid composites were suggested from wear surface analyses. The major wear mechanism of hybrid composites was the abrasive wear at low to intermediate sliding speed, and the melting wear at intermediate to high sliding speed.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.49-55
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• 2007

반도체 쿼츠 웨이퍼 다이싱용 블레이드는 마이크로/나노 디바이스와 부품을 제조하기 위해 고정밀도의 가공성을 요구한다. 따라서 균일한 마이크로/나노 선폭의 가공을 위해서는 블레이드의 제작 단계에서 균일한 두께와 밀도를 유지하는 것이 중요하다. 기존의 실리콘웨이퍼 가공을 위해서는 금속의 블레이드가 사용되고 있지만 쿼츠 웨이퍼 가공을 위해서는 고분자 복합재가 사용된다. 이러한 복합재는 가공성, 전기전도성, 그리고 적절한 강도와 연성 및 마모저항성이 있어야 한다. 그러나 기존의 건식성형 공정으로는 균일성을 유지하기 위해 많은 공정과 비용이 소비되고 있다. 본 연구에서는 도전성 나노 세라믹스 분말, 연마재 세라믹스 분말에 열경화성 수지, 전도성 고분자를 혼합한 복합재 분말을 습식성형 공정에 의해 제조, 평가하는 연구를 수행하였다. 먼저 복합재 분말을 액상과 혼합하여 블레이드를 제작하였으며, 액상의 종류, 액상 건조공정의 영향을 고찰하였다. 평가는 마이크로미터 측정기와 현미경을 이용하여 두께를 측정하였다. 두께편차와 기공률, 밀도, 경도, 등의 특성을 비교, 평가하였다. 그 결과 습식성형에 의해 블레이드의 두께편차를 감소시킬 수 있었으며, 경도 등의 특성을 향상시킬 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.166-166
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• 2011

연료전지 핵심 부품 가운데 하나인 분리판(Bipolar plate)는 막전극체(MEA), 기체확산층(GDL)과 함께 발생한 전류의 수집 및 전달, 반응 가스의 수송, 반응/생성물의 수송 및 제거, 반응열 제거 등을 위한 냉각수 전달 등의 다양한 역할을 담당한다. 이러한 역할을 위하여 분리판은 우수한 전기전도성, 열전도성, 화학적 안정성이 요구되어 진다. 기존의 연료전지용 분리판은 흑연계 소재 및 수지와 흑연을 혼합한 복합 흑연 재료를 통해 제조하여 요구 되어지는 물성을 만족시켜 왔으나 흑연계 분리판의 경우 강도 및 가스 밀폐성 측면에서 낮은 특성을 보이며 특히 고가의 제조 공정 비용과 낮은 양산성으로 인하여 자동차 연료전지 상용화에 수많은 해결 과제를 안고 있었다. 흑연계 분리판의 이러한 문제점을 대체하기 위한 연구로 최근 금속계 분리판의 적용 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속계 분리판은 양산 제조 공정이 적용 가능하여 대량생산이 가능하며 자동차 연료전지 스택의 경량화 및 박판화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 박판의 스테인리스강을 소재로 적용한 금속분리판의 양산을 위하여 반드시 선행되어야 할 연구가 바로 금형 코팅 연구이다. 일반 자동차 생산 금형을 평균 약 50만타로 예측한다면 연료전지 금속계 분리판 성형 금형의 현재 수명은 약 10만타로 추정 가능하다. 이러한 원인은 고하중의 프레스 사용과 정밀 금형으로 인한 극한 공정 조건으로 야기된 결과이며 문제 해결을 위하여 성형 금형에 PVD 코팅 적용 연구를 진행하였다. 성형 금형의 PVD 코팅 적용을 통하여 금형 교체 주기 감소를 통한 생산 원가 절감 및 이형성 개선을 통한 성형성 확보를 목표로 본 연구를 진행하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.968-980
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• 1995

Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C hybrid metal matrix composites are fabricated by the direct squeeze infiltration method. From the microstructure of Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites, uniform distribution of reinforcements and good bondings are found. Optimum processing conditions for preforms and squeeze castings are suggested. Mechanical properties, such as elastic modulus, elongation, 0.2% offset yield strength and ultimate tensile strength are obtained. Through the abrasive were test and wear surface analsis, wear behavior and its mechanism of AC2B aluminum and Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites can be characterized under various sliding speed conditions. Tensile strenght elongation of Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites are decreased with increasing the addition of carbon fiber. On the contrary, elastic modulus of Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites is slightly improved compared with that of the unreinforced matrix alloy. The addition of carbon fiber to al/al$_{2}$O$_{3}$/C composites gives rise to improvement of the wear resistance. Specially, carbon chopped fibers play an important role in interfering sticking between the counter material and metal matirix composites. Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites are suitable to high speed due to solid lubication of carbon. And wear model of Al/Al$_{2}$O$_{3}$/C composites is suggested by the examination of worn surfaces.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권7호
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• pp.630-638
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• 2010

The present investigation has been performed on the mixing behavior and microstructural development during fabrication of Fe micro-nano powder feedstock for a micro-powder injection molding process. The mixing experiment using a screw type blender system was conducted to measure the variations of torque and temperature during mixing of Fe powder-binder feedstock with progressive powder loading for various nano-powder compositions up to 25%. It was found that the torque and the temperature required in the mixing of feedstock increased proportionally with increasing cumulative powder loading. Such an increment was larger in the feedstock containing higher content of nano-powder at the same powder loading condition. However, the maximum value was obtained at the nano-powder composition of not 25% but 10%. It was owing to the 'roller bearing effect' of agglomerate type nano-powder acting as lubricant during mixing, consequently leading to the rearrangement of micro-nano powder in the feedstock. It is concluded that the improvement of packing density by rearrangement of nano-powders into interstices of micro-powders is responsible for the maximum powder loading of about 71 vol.% in the nano-powder composition of 25%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.144.2-144.2
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• 2010

Bipolar plate는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 핵심 부품 중의 하나이고, 전해질 막이나 촉매 등에 비해서는 상대적으로 쉽게 접근할 수 있기 때문에 많은 연구가 수행되고 있다. Bipolar plate를 제조하는 기술은 크게 금속을 프레스 가공하는 방법, graphite 판을 직접 밀링하는 방법 및 고분자/카본계의 press molding 법 등 3가지로 분류되며, 본 연구에서는 3번째 방법에 의해서 bipolar plate를 대량 생산하는 방법에 대해 연구하였다. 고분자 매트릭스는 에폭시계 수지를 사용하였고, 카본계 재료는 graphite 분말과 carbon nanotube를 사용하였다. 이들 재료들을 일정한 비율로 혼합한 후 differential scanning calorimetry(DSC)를 사용하여 열분석 하였고, 그 결과를 Kissinger equation에 대입하여 경화반응 속도론을 연구하였다. 또한, 경화된 에폭시/탄소 복합재료의 전기전도도, 유리전이온도, 표면에너지 특성 등을 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제22권4호
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• pp.65-70
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• 2015

히트 싱크용 소재에 응용할 목적으로 단층금속과 2층 단면구조 복합재료에 대해 열전도 특성을 연구하였다. 단층금속으로는 알루미늄합금(Al6061)을 사용했으며, 2층 단면구조 복합재료로는 Al6061기판에 질화알루미늄(AlN)을 스크린 인쇄한 층상구조 복합재료를 선택하였다. 섬광법으로 측정한 열확산계수와 비열 및 밀도를 사용해서 열전도도를 측정하였다. 실험을 통해 얻은 열전도 특성 값을 참고문헌에 보고된 자료를 사용해 계산한 값과 비교하였다. Al6061 기판에 스크린인쇄법으로 AlN 후막을 형성시킨 2층 단면구조 복합재료 시편의 열전도도는 AlN 후막의 두께가 증가할수록 선형적으로 감소하였다. 측정한 복합재료의 열전도도는 두께가 $53{\mu}m$과 $163{\mu}m$일 때, 각각 $114.1W/m{\cdot}K$와 $72.3W/m{\cdot}K$로 나타났다. 또한, 스크린 인쇄한 AlN 후막의 열전도도를 열전도비저항에 대한 혼합법칙을 적용해서 평가하였다. AlN 후막의 두께가 $53{\mu}m$와 $163{\mu}m$인 경우, 스크린 인쇄한 AlN 후막의 열전도도는 각각 $9.35W/m{\cdot}K$와 $12.40W/m{\cdot}K$로 나타났다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.155-161
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• 2024

질화붕소나노튜브와 탄소나노튜브는 가장 대표적인 1차원 나노구조체로, 기존의 금속 및 세라믹재료에 비해 매우 뛰어난 물성을 가지고 있음이 알려지면서 다기능성 경량복합재의 강화재로 가장 큰 주목을 받아왔다. 각각 저 차원 무기나노소재와 유기나노소재를 대표하는 이들 나노구조는 우열을 가리기 어려울 정도로 뛰어난 기계적강성과 강도 그리고 열전도 특성을 가지고 있다. 따라서 구조용 복합소재 및 방열 복합재 분야에서 이 두 나노튜브의 강화효과는 고분자기지와 혼합되면서 형성되는 재료 간 계면 물성이 어떠한가에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 질화붕소나노튜브와 탄소나노튜브가 복합재 내 기지와 형성하는 계면 물성에 대한 비교 연구 사례를 통해 두 나노튜브의 강화효과에 대해 고찰한다. 기계적특성을 좌우할 수 있는 계면에서의 하중전달 특성을 튜브의 인발거동과 분자모델링을 통한 상호작용 에너지를 통해 분석한 결과와 더불어, 나노튜브에 결함이 존재하는 경우 두 나노튜브가 보이게 되는 상반되는 계면특성변화에 대해 점탄성 거동을 예시로 하여 소개한다.