• 한국주조공학회지
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• 제24권6호
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• pp.340-346
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• 2004

초정 $Mg_2Si$와 미세한 $MgZn_2$ 석출상을 갖는 고강도 내마모 Al합금을 개발하기 이하여 Al-l2wt%Mg-5.5wt%Zn합금에 0-5wt%까지 Si을 첨가 시켰으며, 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Si의 함량이 증가함에 따라 형성되는 $Mg_2Si$상의 양이 증가하였으며, 동시에 고강선 온도가 점차적으로 증가함에 따라 효과적인 열처리가 가능해지는 것을 관찰할 수 있었다. 5wt%Si이 첨가된 합금의 경우 적절한 열처리를 통해 미세한 $MgZn_2$ 석출상이 기지에 균일하게 분포한 미세조직을 얻을 수 있었고 이를 통해 인장강도를 현저하게 증가시킬 수 있었다. 또한 Si이 첨가된 Al-Mg-Zn합금은 유동도 및 열간 균열저항성과 같은 주조성면에서도 다른 고강도 Al합금에 비하여 월등히 우수한 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.376-377
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• 2011

최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.139-139
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• 2017

최근 환경오염 문제로 인한 연비 규제 강화 속도가 빨라지고 있으며 이에 따른 연비 향상 기술이 크게 대두 되고 있다. 연비 향상 기술 중 경량화 방안소재로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 비철금속을 주로 사용하고 있으며, 이중 알루미늄은 다른 경량화 금속소재보다 우수한 경쟁력을 가지고 있다. 하지만 경제적인 측면에서 철 대비 비용적인 어려움을 가지고 있고 용접성이 떨어지기 때문에, 자동차 부품의 일부만 알루미늄 소재를 선택하여 사용하고 있는 실정이며 알루미늄의 높은 이온화 경향으로 인해 기존 자동차 철강 소재와 접촉 시 쉽게 부식되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 알루미늄의 금속원소를 첨가하는 연구가 지속적으로 개발 되고 있다. 알루미늄 합금에서 마그네슘의 첨가는 좋은 용접성과 내식성, 강도를 향상시킨다. 하지만 3%이상의 마그네슘 첨가는 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상이 석출되게 되며, 입계에 연속적으로 형성된 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상은 응력 부식 균열 (Stress corrsion cracking)과 입계 부식(Intergranular corrosion)을 야기하는 결과를 가져온다고 알려져 있다. 이 문제를 해결하기 위해 Al 5000계열 합금의 Zn의 첨가를 통해 ${\tau}(Al_xMg_yZn_z)$을 입계에 석출시켜서 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$상의 석출을 방지함으로써 내식성을 향상시키거나 Al 5000계열 합금의 열처리를 통해 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상을 고용시킴으로써 응력부식균열의 발생을 억제하는 연구도 있다. 하지만 열처리 후 Polarization test를 이용한 내식성 연구는 잘 안 알려져 있다. 따라서 이번 연구에서는 Al5000계열의 주조한 합금을 DSC분석을 통하여 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상의 고용 온도가 약 $470^{\circ}C$라는 것을 확인한 후, 실온에서 $100^{\circ}C/hr$으로 가열하고 조건에 따라 $450^{\circ}C$에서 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 30시간 항온 유지시킨 후 공냉을 진행하였다. 열처리를 마친 시편은 에폭시를 이용하여 마운팅 하였으며, 시편표면을 2000#까지 연마 후 증류수로 세척한 다음 질소를 이용하여 건조 후 분극 시험을 진행하였다. 3.5wt% NaCl 용액에서 분극 곡선을 통해 부식거동을 확인한 결과 24시간까지 시간이 증가 할수록 내식성이 우수해지는 것을 확인하였으며, 추가적으로 조직사진, SEM & EDS 분석과 XRD, TEM 분석을 통해 내식성은 입계에 존재하는 Mg의 조성이 감소하게 되면 내식성이 향상되는 것을 관찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권8호
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• pp.660-667
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• 1997

AI-Mg-합금의 용융산화에 의해 생성되는 AlO$_{2}$O$_{3}$-복합재료의 미세구조에 미치는 합금원소의 영향을 연구하였다. AI-1Mg 합금과 AI-3Mg 합금을 기본으로하여 Si, Zn, Sn, Cu, Ni, Ca, Ce를 1, 3, 5 %를 무게비로 첨가하였다. 각 합금을 1473K에서 20시간 유지하여 산화시킨 후 산화층의 거시적 형상과 미세구조를 광학현미경으로 관찰하였다. 각 미세구조의 상분율을 상분석기로 측정하였다. 산화층의 최첨단면은 SEM과 EDX로 관찰하고 분석하였다. Cu나 Ni를 첨가한 합금으로부터 성장한 산화층의 미세구조가 가장 치밀하였다. Zn이 포함된 합금으로부터 성장한 산화층 최첨단 성장면에는 ZnO가 관찰되었다. Zn이 포함되지 않은 다른 합금의 성장 전면에는 항상 MgAi$_{2}$O$_{4}$상이 관찰되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.276-276
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• 2012

본 연구에서는 진공증착을 이용하여 제작한 Al-Mg막을 $400^{\circ}C$에서 각각 2, 3, 10분간 열처리를 실시하였다. 합금화 정도는 GDLS와 XRD를 이용하여 표면 및 단면의 조성 분포를 분석하였으며, 염수분무시험을 통하여 내식성과의 연관성을 검토하였다. 열처리를 하지 않은 합금막의 경우 열처리를 한 경우와 비교하여 표면 및 단면에 순수한 Al 또는 Mg이 존재하여 내식성이 상대적으로 우수하였다. 열처리 결과 Al-Mg계 금속간 화합물 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17}$이 관찰되었다.

• Applied Microscopy
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• 제37권2호
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• pp.123-133
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• 2007

Al합금(Al-2.5Cu-1.5Mg wt.%)의 석출물 특히 S-상석출입자 $(Al_2CuMg)$ 부근의 변형장 (strain fields)에 대해 LACBED 관찰 연구가 처음으로 수행되었다. 변형장 강도에 대한 정량적 분석을 위해서는 대응되는 LACBED패턴 시뮬레이션 필요하다. 이를 위해 S-입자에 대해서 형태가 단순한 $a_s$-축을 가진 원기둥 모양을 갖고 변형장의 격자변위 벡터가 이 축에 수직 방향을 갖는다고 가정했다. 이런 단순한 모델을 가지고 변형장에 대한 관찰 패턴과 시뮬레이션 사이 합리적인 일치를 얻었다. 그러나 합금의 초기 시효 단계에서는 의미 있는 변형장이 관측되지 않았다. 따라서 이 실험의 결과로 예상되는 것은 합금의 최대 경도를 갖는 시료에는 S-상 석출 입자들이 Al-모체에 복잡한 변형장 그물망을 만들고 이것이 합금 경도에 기여 할 것으로 사료된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2000년도 특별강연 및 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.71-74
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• 2000

자기 구속 균열 시험법인 Tapered 시편 균열 시험법을 이용하여 Al-Mg 합금의 CW $CO_2$ 레이저 용접시 Mg 함량 변화에 따른 고온균열감수성 변화를 조사하였다. Mg 함량 1.9wt.%에서 최대균열감수성을 나타내고 있으며 이보다 Mg 함량이 증가하거나 감소하면 고온균열 감수성이 감소한다. 용접금속 결정립 크기 또한 고온균열감수성과 관련이 있으며 Mg 함량이 증가할수록 결정립이 미세화되며, 1.9wt.%Mg 이상에서 결정립이 미세화될수륵 고온균열 감수성 이 감소한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.148-148
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• 2013

본 연구에서는 스퍼터링(sputtering)에 의해 Mg 함량을 달리하여 제작한 Al-Mg 합금막의 열처리 유 무별 부식 및 방식 거동을 확인하고자 내식성 평가 및 분석을 실시하였다. 내식성 평가는 염수분무시험을 통해 이루어졌으며, 염수분무시험 후 생성된 부식생성물은 SEM, EDS, XRD 평가 기법을 이용하여 초기 중기 후기 단계로 나누어서 분석을 실시하였다. 이상의 결과를 통해서 부식 진행 단계 별로 내식성에 미치는 부식생성물의 영향을 확인할 수 있었으며, Mg 함량에 따른 열처리 유 무 별 Al-Mg 합금막의 방식 메커니즘을 규명할 수 있었다.

• 한국주조공학회지
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• 제41권1호
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• pp.3-10
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• 2021

알루미늄 합금과 주철의 복합주조 공정 중에는 주철로부터 철 성분이 용해되어 알루미늄 용탕에 혼입될 수 있으므로 다양한 Fe함유 금속간 화합물이 형성되며, 이로 인해 알루미늄 합금의 인장 특성이 크게 저하 될 수 있다. 반면 불순물로 첨가되는 Fe와 는 달리 Cu의 경우 알루미늄 합금의 기계적 물성을 향상시키기 위해 첨가되는 합금원소이다. 본 연구에서는 Fe와 Cu의 첨가로 인한 알루미늄 합금의 미세조직 및 인장특성의 변화를 조사하였다. 첨가된 Fe 함량이 1% 이상일 경우 조대한 Al₅FeSi 상과 같은 Fe 함유 화합물들이 다량 형성되어 인장 특성이 현저히 감소하는 것으로 나타났다. Cu가 첨가 된 알루미늄 합금의 경우 Al2Cu 상이 추가로 형성되었으며, 인장 강도가 뚜렷하게 향상되는 결과를 보였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.28-37
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• 1994

본 소고에서는 Al-Zn-Mg 계통의 고강도 알루미늄합금의 제조과정에서 실시하는 열처리 공정을 통해 얻어지는 시효경화 효과, 합금원소 첨가에 따른 석출물의 생성과 이에 따른 석출경화 효과와 용착금속의 응고균열 발생과의 상호관계를 조사하고 용접열영향부의 용질원자 확산과 입계의 liquid film에 의한 액화(liquation) 균열의 생성을 분석하여 설명하고자 한다.