• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1998.11a
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• pp.19-20
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• 1998

오버레이용접에 의한 표면개질기술(Weld Surfacing or Hardfacing Technology)은 내식성, 내 마모성, 또는 내열성을 갖는 합금의 용접재료를 모재 표면에 균일하게 용착(오버레이:Ovedayer)시킴으로써 목적하는 재료의 표면성질을 향상시키는 표면처리의 한 방법이으로써 1922년 Stoody가 Steel Tube에 Cr합금 분말을 충진한 용접봉을 제조하여 석유시추용 회전드릴의 선단 표면을 오버 레이 용접시켜 내마모성을 획기적으로 개선시킴으로써 이루어 졌다. 초기 오버레이 용접기술은 발전설비I 제철설비I 시벤트설비, 그리고 제지설비 등 주로 설비 부품들의 표면부 내마모성을 개선시키는 방향으로 주로 연구 개발이 이루어졌으나, 기술개발의 진전으로 탈황설비 둥의 표면부 내식성 향상, 연속주조롤 표면부의 내산화성, 내열피로성, 내마모 성 향상 둥을 위해 점차 산업전반에 널리 이용되고 있으며, 설비의 고도화 및 장수명화가 요구되 면서 본 기술의 중요성 또한 점차 부각되고 있다. 그림 1은 연강의 모재 위에 셀프쉴드플럭스코어드와이어(Self-Shield Flux Cored Wire:SS-FCW, 이하 55-FCW라 기술함)를 사용하여 오버레이 용접올 하는 장면을 도식적으로 나 타낸 것이다. 모재와 전극재인 용접봉(S5-FCW) 사이에서 아크가 발생되고, 아크열에 의해서 용접 봉 및 모재 일부가 용융되면서 모재 표면에 새로운 오버레이 표면층이 형성된다. 통상 오버레이 층의 1층 두께는 2-6mm 내외이며, 단층 혹은 다충 오버레이를 자유롭게 실시한다. 오버레이층의 물성은 아크열에 의한 모재로의 용입정도에 따라 1층부에서는 모재의 영향을 크게 받지만 오버레 이충 수가 증가된 3층부에서 부터는 전적으로 용접봉의 성분에 좌우된다. 사진 1은 연강(55-41)의 모재위에 크롬탄화물이 다량 함유된 고크롬 탄화물형 내마모재가 오버 레이된 내마모 복합강판 (wear plate)의 단면 미세조직 사진으로써 모재부와 오버레이충을 함께 보여주고 있다. 모재와 오버레이 충간의 경계면은 모재 일부가 용융된 후 웅고하면서 형성됨으로 인해서 도금이나 용사층과는 달리 매우 견고하게 결합되어 있다. 따라서 계면부의 탈락이라는 문 제점은 거의 없어 심한 응력을 받는 기계구조물 및 부품에도 본 기술은 널리 적용되고 있다. 그리고 사진 1에서 알 수 있는 바와 같이 모재와는 전혀 상이한 재료를 자유로이 선택하여 표면 유효층 일부만 오버레이시키며I 주조 및 단조가 불가능한 재료까지도 표면부에 오버레이 시킴으로 서 부품 및 설비의 제조에 있어 재료비의 절감과 제품의 수명이 획기적으로 개선될 수 있다. 그리고 최근에는 도금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.25 no.4
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• pp.418-424
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• 2014

The improved thermal stability and anti-oxidation properties of Lyocell fiber were studied based on flame retardant treatment by using NaCl/$H_3PO_4$ solution. The optimized conditions of flame retardant treatment were studied on various maxing ratio of NaCl and $H_3PO_4$ and the mechanism was proposed through experimental results of thermal stability anti-oxidation. The IPDT (integral procedural decomposition temperature), LOI (limited oxygen index) and $E_a$ (activation energy) increased 23, 30 and 24% respectively via flame retardant treatment. It is noted that thermal stability and anti-oxidation improved based on char and carbon layer formation by dehydrogenation and dissociation of C-C bond resulting the hindrance of oxygen and heat energy into polymer resin. The optimized conditions for efficient flame retardant property of Lyocell fiber were provided using NaCl/$H_3PO_4$ solution and the mechanism was also studied based on experimental results such as IDT (initial decomposition temperature), IPDT, LOI and $E_a$.

• Fire Science and Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.25-32
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• 2015

The improved thermal stability and anti-oxidation properties of lyocell fiber were studied based on flame retardant treatment by using $Na_3PO_4$ solution. The optimized conditions of flame retardant treatment were studied on various concentrations of $Na_3PO_4$ and the mechanism was proposed through experimental results of thermal stability and anti-oxidation. The integral procedural decomposition temperature (IPDT), limiting oxygen index (LOI) and activation energy ($E_a$) increased 30, 160% respectively via flame retardant treatment. It is noted that thermal stability and anti-oxidation improved based on char and carbon layer formation by dehydrogenation and dissociation of C-C bond resulting the hindrance of oxygen and heat energy into polymer resin. The optimized conditions for efficient flame retardant property of lyocell fiber were provided using $Na_3PO_4$ solution and the mechanism was also studied based on experimental results such as initial decomposition temperature (IDT), IPDT, LOI and $E_a$.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_1
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• pp.1015-1023
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• 2022

The Entry-Descent-Landing process of a lander involves many environmental and technical challenges. To solve these problems, recently, terrestrial relative navigation (TRN) technology has been essential for landers. TRN is a technology for estimating the position and attitude of a lander by comparing Inertial Measurement Unit (IMU) data and image data collected from a descending lander with pre-built reference data. In this paper, we present a method for generating descent dataset and extracting landmarks, which are key elements for developing TRN technologies to be used on Mars. The proposed method generates IMU data of a descending lander using a simulated Mars landing trajectory and generates descent images from high-resolution ortho-map and digital elevation map through a ray tracing technique. Landmark extraction is performed by an area-based extraction method due to the low-textured surfaces on Mars. In addition, search area reduction is carried out to improve matching accuracy and speed. The performance evaluation result for the descent dataset generation method showed that the proposed method can generate images that satisfy the imaging geometry. The performance evaluation result for the landmark extraction method showed that the proposed method ensures several meters of positioning accuracy while ensuring processing speed as fast as the feature-based methods.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.133-133
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• 2000

알루미늄 산화막은 알루미늄 전해 커패시터의 유전재료로 많이 사용되고 잇다. 기존의 생산 공정은 양극 산화법에 의한 산화막 형성으로 대부분이 이러한 습식 공정으로 생산되고 있다. 이 양극 산화법 방식은 장점도 있으나 폐기물이 많이 발생되는 단점이 있다. 본 연구에서는 폐기물의 발생을 획기적으로 줄일 수 있고 산화막 형성 효율을 높일 수 잇는 방식으로 activated reactive evaporation(ARE)을 도입하였다. 이 방식은 electron-beam에 의해 알루미늄을 증착시킬 때 plasma를 챔버 내에 발생시켜 활성 반응으로 알루미늄 원자가 산소와 반응하여 기판위에 Al2O3가 증착되는 것이다. 이 방식은 기계적 작동이 단순하고 증착이 되는 여러 변수들의 독립적 조절이 가능하므로 증착을 제어하기 쉽기 때문에 바로 산업 현장에서 적용될 수 있을 것으로 전망되어 본 연구에 도입하게 되었다. 기판은 유전용량을 증가시키기 위하여 알루미늄 원박을 에칭하였다. 이것은 기판으로 쓰일 알루미늄의 표면의 표면적을 증가시키기 위한 것으로, 알루미늄 전극의 표면적을 확대시키면 유전용량이 증가된다. 99.4%의 50$\mu\textrm{m}$와 60$\mu\textrm{m}$ 두께의 알루미늄 원박을 Ar 이온빔에 의해 1keV의 에너지로 20mA로 에칭을 하였다. 에칭 조건별로 에칭상태를 조사하였다. 에칭 후 표면 상태는 AFM으로 관찰하였다. 화성 실험은 진공 챔버 내의 진공을 약 10-7 torr까지 내린 후, 5$\times$10-5 torr까지 O2와 Ar을 주입시킨 다음 filament에서 열전자를 방출시키고 1.2 kV의 electrode에 의해 가속시켜 이들 기체들의 플라즈마를 발생시켰다. e-beam에서 증발된 알루미늄과 활성 반응을 이루어 기판에 Al2O3가 형성되었다. 여러 증착 변수들(O2와 Ar의 분압, 가속 전압, bias 전압 등)과 산화막의 상태 등을 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy), AFM(Atomic Force Microscopy), XRD(X-Ray Diffraction), EXD로 조사하였다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.28 no.6
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• pp.333-342
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• 1995

Stainless steels are widely selected as commercial engineering materials mainly because of their excellent corrosion resistance, oxidation resistance and strength. Because the manufacturing temperature of stainless steels is relatively high, the chemical and physical properties of the oxide film which was formed on the stainless steels are of importance in determining the rate of oxidation and the life of equipment exposed to high temperature oxidizing environments. In this study, the oxidation behavior of S. S. 304 and S. S. 430 added by a small amount of oxygen active elements(each +0.5wt% Hf and Y) was studied to improve oxidation resistance. The results of cyclic and isothermal oxidation on S. S. 304 added by OAE showed relatively poor oxidation resistance due to spallations and cracks of $Cr_2O_3$ layer. But all S. S. 430+0.5wt% OAE maintained constant oxidation rates and stable oxide layers at high temperature environment. Especially S. S. 430+0.5wt% Y formed a $Cr_2O_3$ oxide layer and improved cyclic oxidation resistance preventing loss of protective layers about 1000 hours at $1000^{\circ}C$

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.130-130
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• 2018

산업 발전으로 특수합금들이 발달함에 따라 가공할 수 있는 새로운 절삭공구소재들이 개발되어지고 있다. 또한 공구소재보다 코팅개발이 상대적으로 더욱 효과적이기 때문에 코팅 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 일본에서는 새로운 코팅층 물질 개발보다는 기존의 코팅물질을 조합하거나 개량하여 성능을 향상시키는 추세이다. TiAlSiN 박막은 스퍼터링과 음극 아크 소스를 이용한 hybrid 공정을 이용하여 코팅 후 특성을 평가하였다. Ti-50at.%Al의 조성을 갖는 TiAl 합금 타겟은 음극 아크 소스를 이용하여 코팅하였다. 공정 가스는 Ar과 N2의 혼합 가스를 사용하였으며 공정 압력은 $1.0{\times}10^{-2}Torr$이었다. 음극 아크 소스에 인가된 전류는 70 A이었다. TiAlSiN 박막의 Si 함량을 조절하기 위해서 Si은 스퍼터링으로 코팅하였으며 스퍼터링 소스에 인가되는 전력의 세기를 0.29 kW ~ 1.05 kW까지 변화시켰다. 코팅 공정에 사용된 Si 타겟의 순도는 4N이다. TiAlSiN 박막의 Si 함량은 스퍼터링 전력에 따라 3.4 ~ 14.4at%까지 변화하는 것을 확인하였다. TiAlSiN 코팅층의 경도는 초미소 경도계를 이용하여 측정하였으며, Si 함량이 증가하면 TiAlSiN 박막의 경도도 증가하는 것을 확인할 수 있다. TiAlSiN 박막의 Si 함량이 9.2at.%일 때 3000 Hv 이상의 경도를 보였다. TiAlSiN 코팅층의 Si 함량이 14.4at%로 높아지면 경도가 낮아지는 현상을 보였다. TiAlSiN 박막의 Si 함량이 증가하면 내산화성이 향상되는 현상을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.33 no.1
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• pp.3-9
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• 2000

Arc-melted alloys of TiAl-(o.25, 0.5, 1.0at%) Si were isothermally oxidized at 800, 900 and $1000^{\circ}C$ in air for 60hr. It was found that the oxidation resistance of the prepared TiAl-Si alloys was much better than that of pure TiAl, being progressively increasing with an increase in the Si content. This was attributed to the formation of $SiO_2$in addition to ($TiO_2$+$Al_2$$O_3$) oxides which formed in TiAl alloys with and without silicon additions. However, the silica formation within the oxide layer unfortunately accelerated the oxide scale spallations. During oxidation, all the elements in the base alloy diffused outward, whereas oxygen from the atmosphere diffused inward. The oxides were primarily composed of an outer thick $TiO_2$layer, an intermediate diffuse $Al_2$$O_3$layer and an inner $TiO_2$layer. A small amount of $SiO_2$was present all over the oxide scale and some voids were found around the intermediate layer.

• Journal of the KSME
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• v.31 no.4
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• pp.389-400
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• 1991

압정가공은 열간압정과 냉간압정으로 크게 나눌 수 있으며, 압정기와 피압정재의 종류에 따라 서도 분류한다. 열간압정에서는 알루미늄과 알루미늄합금을 제외하고는 종래에 오직 물만이 냉각겸 윤활제로 사용되어 왔다. 그러나 근년에 와서 열간압정에서도 윤활유를 사용하게 됨으 로서 롤(roll)의 수명연장, 전력소비량의 저감 및 사상(finishing) 강판의 표면품질향상등에 극히 유효하다는 것을 인식하게 되었다. 한편 냉각압정에서는 압정유를 사용해 온 것이 100년 가까이 되는 역사가 있고, 특히 과거 십 수년간에는 상당히 광범위하게 연구가 이루어져서, 많은 실적을 갖게 되었다. 예컨대, 석도원판으로 대표되는 박판압정에 있어서는 고속고압하에서 판의 형상 및 표면정쟁성 향상은 물론이고 저온(에너지 절감, 작업성 개선) 저농도사용(원단위감소)이 이루어 지고, 나아가 장수명(액의 오염이 적은 것)의 압정유가 개발되었다. 또한 마대강 압정에 있어 서는 고윤활이면서도 ECL(electric cleaning line)의 성략도 가능한 압정유 즉 밀크린시트(mill clean sheet) 압정유의 연구도 활발히 진행되고 있다. 압정유의 역할을 살펴보면 열간 또는 냉 간을 불문하고, 롤과 재료간의 감마작용이 주가 되지만 기타 실용적으로는 (1)냉각성 (2)판의 끝맺음(finishing)성 (3)선정선 (4)방장성,비부식성 (5) 내노화성 (6) 오일.스테인(oil stain) (7) 급 유성 (8)액관리성 (9)비수처리성 10) 안전위생 (11)경제성 등을 열거할 수 있다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.28 no.3
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• pp.142-151
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• 1995

In this research, a thin layer of Cr was coated on the pure Ni and Inconel 601 by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) in order to study the effect of Cr on the oxidation behavior at high temperature. Cr coated Inconel 601, which was oxidized at $1100^{\circ}C$ for 24 hours, formed a protective $Cr_2O_3$ oxide layer and the resistance to isothermai oxidation was improved. On the other hand, oxidation resistance of Cr coated Inconel 601 at 100$0^{\circ}C$ was not significantly improved, probably due to the formation or insufficient $Cr_2O_3$ layer. But, when oxidized at $1000^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$ for 100 hours, Cr coated Inconel 601 improved isothermal oxidation resistance by the formation of continuous $Cr_2O_3$ external scale and by the development of $Al_2O_3$ subscales. Cr coated Ni formed inner layer of $Cr_2O_3$ within almost pure NiO, which provided additional cation vacancies, thus increasing the mobility of Ni ions in this region. It is believed that this doping effect resulted in an increase in the observed oxidation rate compared with pure Ni and did not improve the oxidation resistance.