• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.103.2-103.2
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• 2012

알루미늄기지 복합재료는 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 강성을 가지고 있어서 수송기기용 경량소재로서 적용 가능하다. 강화재를 외부에서 주입하는 ex-situ 법에 비하여 화학반응에 의하여 강화상이 생성되는 in-situ 법은 기지와 강화상의 계면 특성이 우수하다. In-situ 주조법으로 제조한 알루미늄기지 복합재료는 여러 형태로 가공하기 위하여 압출, 열간압연 등의 공정을 거치게 되므로 열간가공성에 대한 이해가 필요하다. 이 연구에서는 고온압축시험을 이용하여 in-situ $Al/TiC_p$ 복합재료의 열간가공성을 평가하였다. 고온유동곡선으로부터 변형률속도민감도를 구하였으며 Dynamic Material Model을 이용하여 efficiency of power dissipation을 표현하는 공정지도를 작성하였다. 또한 변형 조건에 따른 미세조직 발달 거동을 조사하였으며 이로부터 각 변형 구간에 대한 변형기구를 도출하였다. 이로부터 알루미늄기지 복합재료의 열간가공성에 미치는 강화상의 영향을 고찰하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.105.2-105.2
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• 2012

타이타늄합금기지 복합재료(Ti-MMC)는 일반 철합금 혹은 철합금기지 복합재료에 비하여 내식성과 내마모성, 내열성, 강도 등이 우수하여, 고성능 가솔린자동차 부품 외에도 하이브리드 자동차 엔진 부품, 고온 압축기 및 터빈 휠 등 고온에서 사용되는 고속 회전품으로 응용가능성이 매우 크다. 그러나 아직까지도 타이타늄 원소재 가격이 높고 제조 공정의 어려움으로 인하여 실용화에 장애가 되고 있다. 이를 극복하기 위하여 최근에는 타이타늄기지 복합재료의 제조단가를 낮추는 동시에 기계적 성질을 개선하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고가의 HDH(Hydride-Dehydride) 공정에 의하여 제조된 타이타늄 분말 대신에 저가의 titanium hydride를 사용하여 반응생성 공정으로 제조단가가 낮은 복합재료를 제조하고자 하였다. 당 연구실에서 저비용합금으로 개발된 Ti-Al-Fe 계 타이타늄합금을 기지로 한 TiB 강화 복합재료를 제조하기 위하여 반응분말로 $TiB_2$를 사용하여 제조하였다. 강화상 분율에 따른 밀도변화와 제조 공정변수에 따른 소결특성과 기계적 특성 변화에 대하여 조사하였다.

• Applied Microscopy
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• v.29 no.3
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• pp.281-289
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• 1999

The stirred and thixoformed $SiC_p/AZ91HP$ Mg composites are studied on the basis of microstructural analysis using transmission electron microscopy (TEM). The products of interfacial reaction are identified as $Mg_2Si$, MgO and $Mg_{17}Al_{12}$ phases and the crystallized phases are found to be orthorhmbic $Al_6Mn$ and decagonal T phases. It is shown that $Mg_2Si$ and $Mg_{17}Al_{12}$ phases are found at the surface of $SiC_p$ and $Al_6Mn$ is found near interface and crystallized on the matrix. Phase identification is carried out by crystallographic work based on primitive cell volume, zero order Laue zone (ZOLZ) patterns and single convergent beam electron diffraction (CBED) patterns containing higher order Laue zone ring from a nanosized region.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.222-222
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• 2003

나노크기 금속입자가 분산된 세라믹 나노복합재료는 향상된 기계적 특성과 함께 독특한 전기적, 자기적 특성을 보여주어 새로운 기능성 재료로의 응용가능성을 갖고 있다. 그러나 소결 중의 반응이나 입자성장 등으로 형성된 반응상 또는 조대한 입자상이 세라믹 기지의 입계 등에 존재한다면, 나노크기 금속상 분산에 의한 기계적 특성의 향상과 독특한 기능성 부여라는 장점들이 없어지게 된다. 따라서 요구되는 특성을 구현할 수 있는 금속분산 나노복합재료의 제조를 위해서는 미세조직 제어를 위한 최적의 제조공정 확립과 미세조직과 특성 등의 관계에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 기지상으로 A1$_2$O$_3$를, 분산상으로는 저융점 금속이며 일반적인 A1$_2$O$_3$의 가압소결시에 (약 140$0^{\circ}C$) 액상으로 존재하는 금속 Cu를 선택하여 조성이 5 vol% Cu가 되도록 복합재료를 제조하였다. $Al_2$O$_3$와 CuO 원료분말들은 습식 및 건식 볼 밀링을 통하여 균일한 분말혼합체로 제조되었다. 혼합분말은 열간가압소결기 내에 장입한 후 35$0^{\circ}C$에서 30분 동안 H$_2$가스를 흘려주며 CuO를 Cu로 환원 처리하였다. 계속해서 H$_2$분위기를 유지하며 승온한 후, 각각 1000-145$0^{\circ}C$에서 분위기를 Ar 으로 치환하였다. 소결은 145$0^{\circ}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.

• Composites Research
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• v.35 no.4
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• pp.248-254
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• 2022

In this study, TiB₂-steel composite with high-fractional TiB₂ reinforcement was fabricated by gas pressure infiltration process and the microstructure analysis and compressive strength and hardness were evaluated. To elucidate the correlation between microstructure and mechanical properties for fabricated composite, after the compression test of TiB₂-steel composite, the fracture surface was analyzed and the fracture behavior on compression test was predicted. As a result of the compression fracture surface analysis, interfacial failure trace between the steel matrix and the reinforcement was observed, and the interface between the steel matrix and the reinforcement was analyzed using TEM. From the result of microstructure analysis on the fabricated composite, it was confirmed that, in addition to TiB₂ reinforcement and steel matrix, TiC phase and coarse (Fe,M)₂B (M=Cr,Mn) phase were formed. Throughout the thermodynamic calculation, it was confirmed that TiC and (Fe,M)₂B can be formed as a stable phase under the process condition. The fabricated TiB₂-steel composite had a significantly increased hardness, and the compressive strength and Young's modulus were improved by 3.07 times and 1.95 times, respectively, compared to steel matrix. It seems that the coarse (Fe,M)₂B (M=Cr,Mn) phase formed throughout the composite causes the deterioration of mechanical properties, and by controlling the formation of the (Fe,M)₂B (M=Cr,Mn) phase, it is judged that the mechanical properties of the TiB₂-steel composite can be further improved.

• Composites Research
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• v.13 no.6
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• pp.1-8
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• 2000

The fabrication Process of $Al_2O_{3p}$/AC8A composites by pressureless infiltration technique and the effects of additive Mg content and volume fraction of particulate reinforcement on mechanical and wear properties were investigated. It was found that the bending strength decreased with increasing volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles. Whereas hardness increased with volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles. The decrement of strength in case of high volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles was attributed to high porosity level. In terms of additive Mg content, $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing around 5~7wt% of additive Mg indicated the highest strength, and hardness values increased with additive Mg contents. Wear resistance of AC8A alloy were improved by reinforcement of $Al_2O_{3p}$ particles especially at high sliding velocity. Wear property of $Al_2O_{3p}$/AC8A composites and AC8A alloy exhibited different aspects. $Al_2O_{3p}$/AC8A composites indicated more wear loss than AC8A alloy at slow velocity region. However a transition point of wear loss was found at middle velocity region which shows the minimum wear loss and wear loss at high velocity region exhibited almost same value as at slow velocity region, whereas wear loss of AC8A alloy almost linearly increased with sliding velocity. It was found that $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing $Al_2O_{3p}$ volume fraction of 20% exhibited abrasive wear surface regardless of sliding velocity and $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing $Al_2O_{3p}$ volume fraction of 40% showed slightly adhesive wear surface at low sliding velocity, and it progressed to severe wear as increasing the sliding velocity.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.330-333
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• 2001

일반적으로 하나 또는 그 이상의 입자상 충전재 흑은 섬유상 강화재와 연속상인 고분자 기재로 이루어진 고분자 복합재료는 물성이나 기능이 더욱 더 우수한 고성능/고기능성 고분자 재료에 대한 수요가 급격히 증대됨에 따라 이에 대한 많은 연구가 행해지고 있다[1,2]. 그러나 고분자 복합재료의 응력전달은 강화재와 고분자 기재의 계면을 통하여 일어나게 되므로 복합재료의 기계적 물성 등은 충전재의 양, 입자의 크기, 표면성질 뿐만 아니라 강화재와 고분자 기재 사이의 계면 접착력 또는 계면 성질에 크게 좌우된다. (중략)

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.336-342
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• 1999

Various surface treatment techniques can be applied onto the surface of carbon fibers to increase interlaminar shear strength (ILSS). In a commerciaI treatment, first, surface of carbon fiber was oxidized, after that, a sizing agent was coated to improve handleability and adhesion to the matrix. Carbon fiber reinforced composites (CFRC) which is made of these fibers show excellent ILSS but show low vaIues of impact strength In this study, reactive and ductile interphase was introduced between fiber and matrix to increase both the ILSS and impact strength. By using electric conductivity of carbon fibers, flexible polymers which have ionizable group, i.e., MVEMA and EMA, were coated onto the surface (oxidized) of carbon fiber by the technique of electrodeposition. ILSS and impact strength of composites were evaluated according to the surface treatments, i.e., commercial sizing treatment, interphase introduction, and without sizing treatment. Izod impact strength and ILSS of CFRC were simultaneously improved in thc thickness range of $0.08{\sim}0.12{\mu}m$ of MVEMA interphase. Water resistance of the composites was decreased by introducing MVEMA interphase.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.3
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• pp.307-314
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• 1999

The effect of manufacturing variables, such as reactant powder$(TiB_2, B_4C)$, sintering temperature, and sintering time has been investigated on the microstructure and the mechanical properties of in-situ processed Ti/TiB composites. The mechanical properties were evaluated by measuring the compressive yield strength. The compressive yield strength of the in-situ processed composites was higher than that of the Ti-6AI-4V. The compressive yield strength of the composite made with TiE, reactant powder was higher than that of $B_4C$, mixed at the same volume fraction of reinforcement. It is because bonding nature between the matrix and the $TiB_2$, reactant powder was more strong than that of the other materials. It was proven by the examining the crack propagation path.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.9
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• pp.795-804
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• 1997

전면재를 알루미나, 후면재를 Kevlar또는 S-2 유리 섬유강화 복합재료로 접합한 이종재료 장갑에 대하여 알루미나의 두께 변화와 복합재료의 적층구조에 따른 고속충격 특성 변화에 대하여 연구하였다. 또한 시험재료의 동적 관통현상을 분석하기 위하여 고속촬영기법이 이용되었다. 시험결과, 전면재인 알루미나는 충격탄자 직경의 80% 상당하는 두께(본 실험에서는 6nm)인 경우 양호한 방탄성능을 보였다. 후면재인 복합재료는 섬유를 alternating 주조로 적층한 경우가 laminar구조로 적층한 것에 비하여 더 우수한 방탄성능을 나타내었다.