• 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.

• 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.

• 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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.5
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• pp.364-368
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• 2000

SiC fiber reinforced $Si_3N_4$ matrix composites combined with electrical conductive phases of carbon fiber and WC powder fabricated by hot pressing at 1773K. The ability to predict fracture in the ceramic matrix composites was evaluated by measuring simultaneous load-deflection and electrical resistanc difference-deflection curves in four point bending tests. The changes in electrical resistance differences closely corresponded to the fracture behavior of the composites. Different electrical conductive phases are suited to predicting different stages and rates of fracture. These obsevations how that it is possible to perform "in situ" fracture detection in ceramic composites.

• 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.8 no.12
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• pp.1127-1132
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• 1998

The possibilities of producing Al-10%Ti-4%Fe composites through in-situ processing and thus achieving mechanical property improvements over binary Al-10%Ti to a level or higher exhibited by PM SiC/A12124 composites were explored in this study. The microstructure of in-situ processed Al-10%Ti-4%Fe composites was similar to that of Al matrix composites reinforced with discontinuous SiC particulates(SiC/A12124) and significant enhancements in elastic modulus, tensile strength and wear resistance were observed as compared to Al-10%Ti alloy. These results can be attributed to the in-situ formed Al. Fe by third element addition, leading to additional dispersion strengthening effect over $Al_3Ti$ phase reinforcement in Al-Ti system.

• 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.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.42-42
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• 2003

두개의 다른 고상이 동시에 액상으로부터 응고되는 공정합금에 일방향응고를 적용함에 따라 응고방향으로 규칙적으로 잘 배열된 복합재료를 만들 수 있다. 이렇게 방향성을 가지고 응고된 공정조직은 여러 가지 기계적, 전기적, 자기적 특수분야에 이용될 수 있다. 그런데 공정조직의 상간격은 재료의 기계적, 물리적 성질과 밀접한 관계를 가지며 응고속도, 온도기울기와 같은 일방향응고의 변수에 따라 결정된다. 그래서 본 연구에서는 금속합금계와 유사한 섬유상 공정조직을 보이는 NaNO$_3$-NaCl계를 이용하여 공정조직의 미세구조와 일방향응고 변수와의 관계를 조사하였다. 또한 액상으로부터 시간에 따른 냉각곡선으로부터 공정온도와 공정조성부근의 부분상태도를 구하였다. 그리고 응고녹도(V)에 따른 섬유상간격(λ$_{E}$ )의 실험적 관계식을 두가지의 온도기울기에 대하여 구하여 금속재료의 결과식과 비교, 검토하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.3
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• pp.179-187
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• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.1 no.2
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• pp.115-125
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• 1988

지금까지 발전기 전동기 및 전력용 변합기와 같은 중전기에 사용되고 있는 복합절연재료인 유리섬유 강화프라스틱은 단가가 높고, 기계적 특성이 비등방성이며 기게적 응력이나 서어비스 중에 계면보이드의 발생으로 문제성이 제기되어 왔다. 이러한 결점을 해소하기 위하여 플레이크상의 필라에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 플레이크상 재료인 마이카를 이용하여 현재 대형 발전기나 전동기의 고정자 권선 절연용으로 연구 개발되고 있는 마이카 페이프/에폭시 복합재료를 제작한 후, 이 재료의 전기적 및 기계적 특성과 최적 제작조건 등에 실험적으로 고찰하였다. 특히 아미노 실란 게면 결합제를 필라에 적용하여 시료의 전기적 및 기계적 특성에 미치는 효과를 검토하였다.