• 한국재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.53-59
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• 2014

The corrosion resistance of submerged entry nozzle (SEN) materials were investigated for high-class steel manufacturing. Composite samples were fabricated by mixing $ZrO_2$, $Al_2O_3$, MgO, mullite, spinel, and carbon. The raw materials were mixed with attrition milling, compacted in a uniaxial pressure of 200MPa and calcined at $1000^{\circ}C$ for 3 h in $N_2$ atmosphere. The bulk density and apparent porosity of the calcined samples were measured by the liquid displacement method in water using Archimedes's principle. The corrosion resistance of the samples were measured by cup test with mold powder at $1550^{\circ}C$ for 2 h. The microstructure and elemental analysis of samples were observed by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrum (EDS), and X-ray diffraction pattern (XRD). The XRD result shows that the starting raw materials were crystalline phase. The microstructure of fabricated specimen was investigated before and after corrosion tests at $1000^{\circ}C$ and $1550^{\circ}C$ for 2h. $ZrO_2$-C composite showed good resistance in the slag corrosion test. Among the composite oxide materials, $ZrO_2-Al_2O_3$-C and $ZrO_2$-MgO-C showed better resistance than $ZrO_2$-C in the slag corrosion test. The diameter variation index of $ZrO_2$-C refractory was 16.1 at $1000^{\circ}C$ for 2 h. The diameter variation index of the $ZrO_2-Al_2O_3$-C refractory was larger than that of the $ZrO_2$-C refractory at $1550^{\circ}C$ for 2 h.

• 한국주조공학회지
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• 제24권6호
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• pp.314-322
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• 2004

The CaO crucible is expected to serve as a useful tool for melting Ti and its alloys due to its thermodynamic stability. However, tjere still remain problems that need to be resolved in the melting of Ti and its alloys to enable commerical use. The cause of the defects of Ti-6AI-4V alloy castings melted in the CaO crucible were examined and compared with induction skull melting. The key factors of the melting technique using the CaO crucible, affecting the quality of Ti-6AI-4V alloy castings, were investigated. Defects of the Ti-6AI-4V alloy castings are caused by the chemical reduction of CaO by Ti. Pressurizing with argon gas in a vacuum induction chamber is effective for reducing the defects. Preheating of the charged material in the crucible and quick pouring into a mold of lower temperature, just after melting down, are important for produsing sound Ti-6AI-4V castings.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1035-1040
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• 2011

본 논문은 세라믹과 금속파우더를 이용한 복합소재를 플라즈마 용사 방식으로 개발한 결과를 수록하였다. 사용된 세라믹 파우더는 $Al_2O_3+40TiO_2$ 이고 입자 크기는 $20{\mu}m$, $Al_2O_398+$파우더의 입자 크기는 $45{\mu}m$를 사용하였다. $20{\mu}m$, $30{\mu}m$ 및 $50{\mu}m$ 금속필터 입자는 SIKA-R 20IS, 30IS 및 50IS(소결금속필터)을 사용 했으며, $75{\mu}m$ 금속필터 입자는 5 겹 소결메쉬 필터를 사용��다. 용사 공정으로 가공된 복합 필터는 세라믹 파우더의 종류, 크기 및 코팅 두께에 따라 성능의 차이를 보였으나, 전반적으로 필터링 가능 능력은 향상되었다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.1-12
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• 2003

본 연구는 보강재의 부피분율이 49%, 56%, 63%첨가된 패키징용 SiC/Al복합재료를 가압주조법을 통해 개발하였다. SiC/Al복합재료는 0.8%의 무기성형제와 $Al_2$O$_3$섬유가 SiC입자에 비해 부피비 1:10의 비율로 첨가되었으며 새로이 고안된 몰드에서 제조되었다. 제조된 SiC/Al복합재료에 대해 30-300 구간에서 열팽창 계수를 측정하고, FEM수치해석과 비교하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. 실험결과 SiC/Al복한재료의 열팽창계수는 혼합법칙, Turner모델의 중간값을 가졌으며 상온에서는 Turner모델에 가깝다가 온도가 높아질수록 혼합법칙에 가까와졌다. 이러한 특성은 모재의 소성변형 및 잔류응력에 의한 것으로 본 연구에서 제안한 모재와 보강재 사이에 작용하는 평균응력 차이로부터 분석이 된다. 해석결파 모재의 소성변형이 시작되는 온도에서 SiC/Al복합재료의 열팽창계수가 급격히 증가하였으며, 가공 잔류응력은 이러한 소성변형의 시작온도를 고온으로 이동시킴으로써 열팽창계수에 영향을 끼침을 밝혔다. 이러한 일련의 연구를 통해 온도에 따른 열팽창 특성은 복수입자모델에 의한 2차인 해석을 통해 성공적으로 분석됨을 보였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.4-23
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• 2020

이 연구는 우리나라 철 주조기술의 다양성과 기술 체계를 규명하기 위한 목적으로 진행되었으며, 이를 위해 고문헌 조사 및 유물 분석, 제작 도구와 제작 기술에 대한 현지 조사 그리고 주조와 거푸집에 사용된 재료의 과학 분석 등을 실시하였다. 불미기술은 송풍구인 풀무를 이용하여 주철을 녹인 뒤 그 쇳물을 토제 거푸집에 부어 주물을 완성하는 철 주조기술로 현재 유일하게 제주도에서만 전승되고 있는데, 모래 거푸집을 사용하는 육지와 비교해 토제 거푸집을 사용하고 있다는 것이 큰 차이점이라 할 수 있다. 무쇠솥 주조기술에는 석비레, 모래, 점토 등을 섞어 만든 모래 거푸집을 이용한 주물사주조법(鑄物砂鑄造法)과 점토에 볏짚과 갈대 등을 섞어 만든 토제 거푸집을 이용한 도토주조법(陶土鑄造法)이 사용되고 있다. 주물사주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 속심 제작, 쇳물 작업, 거푸집에 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 5단계의 작업공정을 거치며, 도토주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 거푸집 굽기, 질먹 입히기, 쇳물 작업, 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 크게 6단계의 작업 공정으로 이루어진다. 두 주조법은 거푸집의 재료, 거푸집을 불에 굽고 질먹을 입히는 제작 공정에서 차이를 보인다. 이번에 연구한 불미기술은 토제 거푸집 무쇠솥 주조로 진흙 채취 및 반죽, 거푸집 제작, 초벌 굽기, 화적모살 및 질먹 바르기, 건조 및 비얄질, 거푸집 합장, 둑(용광로)제작, 재벌 굽기, 제련, 쇳물 붓기, 주물 다듬기 등 단계별 주조 공정에 사용된 재료 및 도구 분석과 제작 기술에 담겨진 과학 기술 원리를 규명하여 우리 고유 철 주조기술의 기술 체계를 밝혀 보았다. 그리고 무쇠솥 도토주조를 위해 이용한 재료와 완성품을 과학 분석한 결과, 거푸집은 주성분이 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃으로 이루어진 진흙과 모래이고, 이형재는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, K₂O가 함유된 흑연이며, 완성된 무쇠솥의 미세 조직은 시멘타이트(Fe₃C)와 펄라이트(페라이트와 시멘타이트의 층상 구조)로 이루어진 백주철 조직임을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권7호
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• pp.531-540
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• 1991

In this study, high quality machinable ceramics was prepared from the K2O-MgO-Al2O3-SiO2-B2O3-F glass system using domestic pyrophyllite. The mixture of pyrophyllite and additives was melted at 1450$^{\circ}C$ for 1 hour and formed in a graphite mold. The base glass was heat-treated at 600$^{\circ}C$ to 1200$^{\circ}C$ with interval of 50$^{\circ}C$ for 3 hours identified by XRD. Crystalline phase were confirmed by XRD and their microstructure was observed by SEM. The glass ceramics which was prepared by heat treatment of base glass at 1150$^{\circ}C$ for short time has good physical, mechanical, thermal, chemical properties and machinability.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.140-146
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• 2003

Metal matrix composites had generated a lot of interest in recent time because of their high specific strength and stiffness in specific properties. It was also highlighted as the material of frontier industry because strength, heat-resistance, corrosion-resistance and wear-resistance were superiored. In this study, the strength properties of $Al_{18}B_{4}O_{33}$/AC4CH composites were represented mixing the binder of $SiO_2$. It was also fabricated by squeeze casting. $Al_{18}B_{4}O_{33}$/AC4CH was fabricated at the melt temperature of $760^{\circ}C$, the perform temperature of $700^{\circ}C$ and mold temperature of $200^{\circ}C$ under the pressure of 83.4MPa. Consequently, fatigue life was observed roughly in the order of AC4CH> nobiner> $SiO_2$, independently on crack propagation direction and stress ratio.

• 한국분말재료학회지
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• 제8권1호
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• pp.20-25
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• 2001

Most of mold manufacturing procedures have been automated by the introduction of NC machine tool and CAD/CAM system. But the three-dimensional surface curvature of the mold must be done by hand work of well-skilled workers. Magnetic abrasive polishing powders were investigated for surface polishing for 3D curvature. This study aims to investigate homogeneously distributed hard phase in Fe matrix and strong bonding between Fe-matrix and hard phase. The NbC powder, $B_4C$ powder and $Al_2O_3$ powder were mixed in Fe-matrix respectively. Mixed Fe-hard phase powders were compacted by press and then these were melted by plasma melting. According to SEM, XRD and OM observation, Fe-NbC magnetic abrsive powder had the most homogeneous distribution and strong bonding. As a result of magnetic polishing, the surface roughness before magnetic polishing, 1 ${\mu}m$ $R_{max}$, was reduced to 0.2 ${\mu}m$ $R_{max}$ over the entire inner surface of the tube.

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.32-40
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• 2002

가압주조법을 이용하여 전자 패키징용 고부피분율 $SiC_p/Al$ 금속복합재료를 제조하였다. $SiC_p$ 예비성형체를 제조하기 위하여 예비성형체 금형을 고안하였으며, $Al_2O_{3f}$섬유 보강재를 $SiC_p$ 입자 보강재의 1/10비율로 첨가하고, 무기 성형제($SiO_2$)를 0.8% 이하로 사용하여 49~70 vol.% 의 예비성형체 제작에 성공하였다. 제조된 고부피분율 예비성형체로 금속용탕을 원활히 침투시키기 위해 온도, 가압력 등의 제조조건을 정하였으며, 이러한 새로이 고안된 금형조건을 FEM 열전도 해석에 도입하여 금속복합재료 제조시 몰드 내부에서 발생하는 온도변화를 분석하였다. 제조된 금속복합재료에 대해서는 충격특성 및 열팽창계수 특성평가를 실시하였다. 본 연구를 통해 제조된 금속복합재료의 충격흡수 에너지는 0.2~0.3J, 열팽창계수는 $8~10ppm/^{\circ}C$, 밀도는 $2.9~3.0g/cm^3$로 나타나 패기징 재료로서 적합한 특징을 가진 복합재료가 성공적으로 개발되었음을 확인하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.155-160
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• 2002

Metal matrix composites had generated a lot of interest in recent times because of significant in specific properties. It was also highlighted as the materials of frontier industry because strength, heat-resistant, corrosion-resistant, wear-resistant were superiored. In this study the strength properties of $Al_{18}B_4O_{33}/AC4CH$ were represented mixing the binder of $Al_2O_3$ and $TiO_2$. It was also fabricated by squeeze casting. $Al_{18}B_4O_{33}/AC4CH$ was fabricated at the melt temperature of $760^{\circ}C$ the perform temperature of $700^{\circ}C$ and mold temperature of $200^{\circ}C$ under the pressure of 83.4MPa and observed SEM. Fatigue crack growth rate tests on compact tension specimen(half-size) of thickness 12.5mm were conducted by using sinusoidal waveform. Compact tension specimens(half-size) were used and fatigue crack growth rate da/dN and stress intensity factor range ${\Delta}K$ were analyzed concerning to the R value of 0.1 and 0.05. In order to find out the value of ${\Delta}K$, load amplitude constant method was applied by the standard fatigue testing method describes in ASTM E647-95a. As the results of this study, Fatigue crack growth rate increased with in creasing the load ratio, Consequently, At equivalent stress intensity factors, the fatigue crack growth rates in MMC were faster than those of AC4CH alloy. then the fatigue life and the fatigue crack growth rate was investigated using scanning election microscopy(SEM)