• Journal of Welding and Joining
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• 제14권1호
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• pp.92-98
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• 1996

Al-Fe alloy layers on heated steel sheet were made by Al powder spray for 30 minutes at $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$, respectively. As a results, for alloy layers formed at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$, main phases were brittle phase $FeAl_3 and Fe_2Al_5$, hardnesses were very high (Hv 700~800), corrosion resistances were good and surfaces were smooth, but wear resistances were bad. For alloy layer formed at $1000^{\circ}C$, main phase was ductile phase $Fe_3Al$, hardness was low (Hv 300~400), corrosion and wear resistances were excellent, but surface was rough. Therefore, alloy layers that formed at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ were heat treated at $1000^{\circ}C$ for 10 minutes for the purpose of smooth surface and excellent wear resistance in this study. It was investigated that brittle phase $FeAl_3 and Fe_2Al_5$ of alloy layers fromed by Al powder spray at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ turn into ductile phase $Fe_3Al$ by heat treated at $1000^{\circ}C$ for 10 minutes without changing smooth surface. It was concluded that the alloy layers formed by Al powder spray on heated steel sheet at $700^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$ for 30 minutes and heat treated at $1000^{\circ}C$ for 10 minutes were excellent on wear and smooth surface.

• 한국분말재료학회지
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• 제16권4호
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• pp.275-279
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• 2009

The aging characteristics of gas atomized Mg-6 wt.% Al-1 wt.% Zn alloy were investigated and compared to those of cast Mg-6 wt.% Al alloy. The gas atomized Mg-6 wt.% Al-1wt.% Zn alloy powders had spherical morphology between 1 and 100 $\mu m$ in diameter. After compaction under the pressure of 700 MPa at $320^{\circ}C$ for 10 min, the Mg-6 wt.% Al-1 wt.% Zn alloy showed a grain size of approximately 40 $\mu m$ which is smaller than that of the cast Mg-6 wt.% Al alloy, and a relative compact density of approximately 93%. After ageing, the Mg-6 wt.% Al-1 wt.% Zn alloy showed much faster peak hardness than cast Mg-6 wt.% Al alloy. The Mg-6 wt.% Al-1 wt.% Zn alloy showed the new fine precipitations with ageing time, while the cast Mg-6 wt.% Al alloy was almost similar morphology.

• 한국분말재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.26-33
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• 2003

Al-l4wt.%Ni-l4wt.% Mm(Mm=misch metal) alloy powders rapidly solidified by the gas atomization method were subjected to mechanical milling(MM). The morphology, microstructure and hardness of the powders were investigated as a function of milling time using scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM) and Vickers microhardness tester. Microstructural evolution in gas-atomized Al-l4wt.%Ni-l4wt.% Mm(Mm=misch metal) alloy powders was studied during mechanical milling. It was noted that the as-solidified particle size of $200\mutextrm{m}$ decreases during the first 48 hours and then increases up to 72 hours of milling due to cold bonding and subsequently there was continuous refinement to $20\mutextrm{m}$ on milling to 200 hours. Two microstructurally different zones, Zone A, which is fine microstructure area and Zone B, which has the structure of the as-solidified powder, were observed. The average thickness of the Zone A layer increased from about 10 to $15\mutextrm{m}$ in the powder milled for 24 hours. Increasing the milling time to 72 hours resulted in the formation of a thicker and more uniform Zone A layer, whose thickness increased to about $30~50\mutextrm{m}$. The TEM micrograph of ball milled powder for 200 hours shows formation of nano-particles, less than 20 nm in size, embedded in an Al matrix.

• 한국재료학회지
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• 제16권2호
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• pp.137-143
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• 2006

The effects of Cu and Fe additions on the thermal stability, microstructure and mechanical properties of $Al_{85}-Ni_{8.5}-Mm_{6.5},\;Al_{84}-Ni_{8.5}-Mm_{6.5}Cu_1,\;Al_{84}-Ni_{8.5}-M_{m6.5}Fe_1$ alloys, manufactured by gas atomization, degassing and hot-extrusion were investigated. Gas atomization, with a wide super-cooled liquid region, allowed the alloy powders to exhibit varying microstructure depending primarily on the powder size and composition. Al hotextruded alloys consisted of homogeneously-distributed fine-grained fcc-Al matrix and intermetallic compounds. A substitution of 1 at.% Al by Cu increased the thermal stability of the amorphous phase and produced alloy microstructure with smaller fcc-Al grains. On the other hand, the same substitution of 1 at.% Al by Fe decreased the stability of the amorphous phase and produced larger fcc-Al grains. The formation of intermetallic compounds such as $Al_3Ni,\;Al_{11}Ce_3\;and\;Al_{11}La_3$ was suppressed by the addition of Cu or Fe. Among the three alloys examined, the highest Vickers hardness and compressive strength were obtained for $Al_{84}-Ni_{8.5}-M_{m6.5}Cu_1$ alloy, and related to the finest fcc-Al grain size attained from increased thermal stability with Cu addition.

• 한국재료학회지
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• 제25권5호
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• pp.226-232
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• 2015

본 연구에서는 손상된 알루미늄 금형의 복원을 위해 고온플라즈마 용사법을 이용하여 금형의 표면에 $Al/Al_2O_3$ 혼합분말을 용사한 후 코팅층과 모재의 증착강도에 대한 평가를 수행하였다. 증착강도의 평가는 분사노즐의 이동속도, 순수한 알루미늄 bond coat 층의 유무에 따라 평가되었으며, bond coat 층을 생성시키지 않았을 때, 코팅층의 두께는 열팽창에 의한 잔류인장응력의 감소를 위해 두껍지 않아야 하지만 일정두께 이상이 되어야 최대의 증착강도를 얻을 수 있음이 나타났다. 또한 순수한 알루미늄 bond coat 층은 내부 결함이 없는 응고된 금속이기 때문에 두께에 따른 증착강도의 영향을 그대로 받아 두께가 두꺼울수록 bond coat 층을 생성시키지 않은 시험편보다 증착강도가 매우 낮게 측정되었다. 반면, 가장 얇게 bond coating 된 시험편 Bc3(3회의 bond coating층과 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편) 는 bond coating을 하지 않은 시험편 중 가장 높은 증착강도를 가지는 시험편 Wbc20(bond coating층이 없고 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편)보다 약 2배 이상증착강도가 향상되었다. 따라서 금형의 복원시에 중간층의 형성이 반드시 필요하며, 이는 코팅층의 잔류 인장응력을 보완시키며 고인성의 순수한 알루미늄과 같은 코팅층과 유사한 층을 코팅하는 것이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.170-170
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• 2009

aerosol deposition method(ADM)은 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있으며, 세라믹, 고분자, 금속 등의 다양한 코팅이 가능하다. 본 연구에서는 ADM들 이용하여 세라믹 후막 및 세라믹-폴리머 복합체 후막을 제조하였고 60 mm 노즐을 이용하여 대면적 세라믹 후막 성장도 시도되었다. 세라믹 후막의 원료로는 낮은 유전율과 우수한 품질계수를 갖는 $Al_2O_3$ 분말과 AlN의 분말이 사용되었으며, 세라믹에 비하여 높은 탄성과 1,500~2,000의 품질계수를 갖는 테프론(teflon) 분말이 세라믹과의 복합체 후막성장에 사용되었다. 세라믹-폴리머 복합체의 경우, 폴리머의 함유량에 따라 후막 내부의 결정립 크기가 20 때의 평균 결정립을 갚는 세라믹 후막에 비해 최대 10배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전특성 및 전기적인 특성, 열전도도, 투과율이 크게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 물성 변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 다양한 분석이 이루어졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 고분자 기판으로의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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• pp.28-28
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였￡며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권4호
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• pp.35-41
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• 2007

In kinetic spraying process, the critical velocity is an important criterion which determines the deposition of a feedstock particle onto the substrate. In other studies, it was experimentally and numerically proven that the critical velocity is determined by the physical and mechanical properties and the state of materials such as initial temperature, size and the extent of oxidation. Compared to un-oxidized feedstock, oxidized feedstock required a greater kinetic energy of in-flight particle to break away oxide film during impact. The oxide film formed on the surface of particle and substrate is of a relatively higher brittleness and hardness than those of general metals. Because of its physical characteristics, the oxide significantly affected the deposition behavior and critical velocity. In this study, in order to investigate the effects of oxidation on the deposition behavior and critical velocity of feedstock, oxygen contents of Al feedstock were artificially controlled, individual particle impact tests were carried out and the velocities of in-flight Al feedstock was measured for a wide range of process gas conditions. As a result, as the oxygen contents of Al feedstock increased, the critical velocity increased.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.22-27
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• 2017

상온진공과립분사에 의해 slide glass 기판 위에 $1{\sim}30{\mu}m$의 두께를 가진 $TiO_2$ 코팅층을 제조하였다. $TiO_2$ granule 과립분말은 $1.5{\mu}m$의 평균 입도를 가진 Rutile 형태로 $600^{\circ}C$에서 4시간 하소 과정을 거쳤다. 공정변수로서는 반복횟수, 가스유량속도 및 과립투입속도로 하여 코팅층을 제조하였다. 반복횟수가 증가할수록 코팅층의 두께는 비례적으로 증가하였다. 이는 반복횟수의 증가에도 코팅층이 형성될 수 있는 적절한 운동에너지가 작용한 것을 알 수 있다. 가스유량속도에 따라 코팅층의 두께도 증가하였으나 1.7 V의 분말공급량에서는 25 LPM의 유량까지는 코팅층의 두께가 증가했지만, 35 LPM(L/min)의 유량에서는 두께가 감소하였다. 15 LPM의 낮은 유량속도에서는 분말공급량이 충분하더라도 성막에 필요한 운동에너지의 부족으로 코팅 층의 두께가 비례적으로 증가하지 않았다. $TiO_2$ 코팅층의 미세구조는 주사전자현미경 및 고성능 투과전자현미경을 이용하여 분석하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권11호
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• pp.728-733
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• 2009

Cu based amorphous ($Cu_{54}Zr_{22}Ti_{18}Ni_{6}$) powders were deposited onto Al 6061 substrates by cold spray process with different powder preheating temperatures (below glass transition temperature: $350^{\circ}C$, near glass transition temperature: $430^{\circ}C$ and near crystallization temperature: $500^{\circ}C$). The microstructure and macroscopic properties (hardness, wear and corrosion) of Cu based amorphous coating layers were also investigated. X-ray diffraction results showed that cold sprayed Cu based amorphous coating layers of $300{\sim}350{\mu}m$ thickness could be well manufactured regardless of powder preheating temperature. Porosity measurements revealed that the coating layers of $430^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ preheating temperature conditions had lower porosity contents (0.88%, 0.93%) than that of the $350^{\circ}C$ preheating condition (4.87%). Hardness was measured as 374.8 Hv ($350^{\circ}C$), 436.3 Hv ($430^{\circ}C$) and 455.4 Hv ($500^{\circ}C$) for the Cu based amorphous coating layers, respectively. The results of the suga test for the wear resistance property also corresponded well to the hardness results. The critical anodic current density ($i_{c}$) according to powder preheating temperature conditions of $430^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ was lower than that of the sample preheated at $350^{\circ}C$, respectively. The higher hardness, wear and corrosion resistances of the preheating conditions of near $T_{g}$ and $T_{x}$, compared to the properties of below $T_{g}$, could be well explained by the lower porosity of coating layer.