• 열처리공학회지
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• 제36권4호
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• pp.198-205
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• 2023

We investigated the effects of Al and Mg on the microstructure and hardness of the coating layer of galvanized steel sheets, by thermodynamic calculations, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Vickers hardness tests of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers. Regardless of the alloy composition of the galvanizing bath, a Fe-Al layer was observed between the coating layer and steel sheet. The Zn-0.2Al coating layer consists of major h.c.p. Zn phase and minor f.c.c. Al phase. The fraction of f.c.c. Al phase (containing a significant amount of Zn) of the coating layer increases with increasing the chemical composition of Al of the galvanizing bath. The h.c.p. MgZn₂ phase was formed in the Al/Mg-containing Zn-6Al-2Mg and Zn-10Al-5Mg coating layers, forming Zn-Al-MgZn₂ eutectic microstructure. The primary MgZn₂ phase was additionally formed in the Zn-10Al-5Mg coating layers containing high concentrations of Al and Mg. The Vickers hardness values of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers were 59.1 ± 1.2 HV, 161.2 ± 5.7 HV, and 215.5 ± 40.3 HV, respectively. The addition of Al and Mg increased the hardness of the coating layer by increasing the fraction of the Al phase (containing Zn) and MgZn₂ intermetallic compound, which were harder than the Zn phase.

• 한국음향학회지
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• 제28권3호
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• pp.222-228
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• 2009

본 논문에서는 편종의 조율 방안을 모색하기 위하여 유물 편종과 현대 편종의 음향 스펙트럼을 비교분석하였다. 유물 편종은 세종대왕기념관에서 소장하고 있는 편종을, 현대 편종은 국립국악원에서 연주되는 편종을 사용하였다. 음향 스펙트럼과 TV 홀로그래피를 이용한 모드분석을 통해 현대 편종의 모드진동수와 모드형상을 파악하였다. 유물 편종의 경우는 음향 스펙트럼 분석만 하였다. 각각의 음고에 해당하는 현대 종과 유물 종의 기명진동수는 9.8 센트부터 203 센트까지 차이를 나타냈다. 유물 편종의 조율 상태가 양호하지 못한 점, 현대 국악에서 기준 황종음고를 서양의 C4로 정하는 경향 등을 그 차이의 원인으로 해석할 수 있다. 편종의 음색을 결정하는 고차 모드진동수의 기명진동수에 대한 상대적인 비율을 조사한 결과, (3,0)a와 (3,0)b모드를 제외한 모든 고차 모드진동수에서 유의미한 차이를 나타냈다. 이 차이는 통계적으로 유의미할 뿐만 아니라 최소가지진동수 이상이었다 이것은 유물 편종과 현대 편종 사이에 음색의 차이가 있음을 시사한다. 조율방안을 모색하기 위해서는 보다 많은 유물 편종에 대한 추가적인 음향 분석, 주물 분석 및 구조에 대한 연구가 필요하다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권2호
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• pp.169-181
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• 2007

Statement of problem: Titanium is well known as a proper metal for the dental restorations, because it has an excellent biocompatibility, resistance to corrosion, and mechanical property. However, adhesion between titanium and dental porcelains is related to the diffusion of oxygen to the reaction layers formed on cast-titanium surfaces during porcelain firing and those oxidized layers make the adhesion difficult to be formed. Many studies using mechanical, chemical and physical methods to enhance the titanium-ceramic adhesion have been actively performed. Purpose: This study meant to comparatively analyse the adhesion characteristics depending on different titanium surface coatings after coating the casts and wrought titanium surfaces with Au and TiN. Material and method: In this study, the titanium specimens (CP-Ti, Grade 2, Kobe still Co. Japan) were categorized into cast and wrought titanium. The wrought titanium was cast by using the MgO-based investment(Selevest CB, Selec). The cast and wrought titanium were treated with Au coating($ParaOne^{(R)}$., Gold Ion Sputter, Model PS-1200) and TiN coating(ATEC system, Korea) and the ultra low fusing dental porcelain was fused and fired onto the samples. Biaxial flection test was done on the fired samples and the porcelain was separated. The adhesion characteristics of porcelain and titanium after firing and the specimen surfaces before and after the porcelain fracture test were observed with SEM. The atomic percent of Si on all sample surfaces was comparatively analysed by EDS. In addition, the constituents of specimen surface layers after the porcelain fracture and the formed compound were evaluated by X-ray diffraction diagnosis. Result: The results of this study were obtained as follows : 1. The surface characteristics of cast and wrought titanium after surface treatment(Au, TiN, $Al_2O_3$ sandblasting) were similar and each cast and wrought titanium showed similar bonding characteristics. 2. Before and after the biaxial flection test, the highest atomic weight change of Si component was found in $Al_2O_3$ sandblasted wrought titanium(28.6at.% $\rightarrow$ 8.3at.%). On the other hand, the least change was seen in Au-Pd-In alloy(24.5at.% $\rightarrow$ 9.1at.%). 3. Much amount of Si components was uniformly distributed in Au and TiN coated titanium, but less amount of Si's was unevenly dispersed on Al2O3 sandblasting surfaces. 4. In X-ray diffraction diagnosis after porcelain debonding, we could see $Au_2Ti$ compound and TiN coating layers on Au and TiN coated surfaces and $TiO_2$, typical oxide of titanium, on all titanium surfaces. 5. Debonding of porcelain on cast and wrought titanium surface after the biaxial flection is considered as a result of adhesion deterioration between coating layers and titanium surfaces. We found that there are both adhesive failure and cohesive failure at the same time. Conclusion: These results showed that the titanium-ceramic adhesion could be improved by coating cast and wrought titanium surfaces with Au and TiN when making porcelain fused to metal crowns. In order to use porcelain fused to titanium clinically, it is considered that coating technique to enhance the bonding strength between coating kKlayers and titanium surfaces should be developed first.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제27권1호
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• pp.9-13
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• 2018

Samples of anodic oxide film used in semiconductor and display manufacturing processes were prepared at different electrolyte temperatures to investigate the corrosion resistance. The anodic oxide film was grown on aluminum alloy 6061 by using a sulfuric acid ($H_2SO_4$) electrolyte of 1.5 M at $0^{\circ}C$, $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, and $20^{\circ}C$. The insulating properties of the samples were evaluated by measuring the breakdown voltage, which gradually increased from 0.43 kV ($0^{\circ}C$) to 0.52 kV ($5^{\circ}C$), 1.02 kV ($10^{\circ}C$), and 1.46 kV ($15^{\circ}C$) as the electrolyte temperature was increased from $0^{\circ}C$ to $15^{\circ}C$, but then decreased to 1.24 kV ($20^{\circ}C$). To evaluate the erosion of the film by fluorine plasma, the plasma erosion and the contamination particles were measured. The plasma erosion was evaluated by measuring the breakdown voltage after exposing the film to $CF_4/O_2/Ar$ and $NF_3/O_2/Ar$ plasmas. With exposure to $CF_4/O_2/Ar$ plasma, the breakdown voltage of the film slightly decreased at $0^{\circ}C$, by 0.41 kV; however, the breakdown voltage significantly decreased at $20^{\circ}C$, by 0.83 kV. With exposure to $NF_3/O_2/Ar$ plasma, the breakdown voltage of the film slightly decreased at $0^{\circ}C$, by 0.38 kV; however, the breakdown voltage significantly decreased at $20^{\circ}C$, by 0. 77 kV. In addition, for the entire temperature range, the breakdown voltage decreased more when sample was exposed to $NF_3/O_2/Ar$ plasma than to $CF_4/O_2/Ar$ plasma. The decrease of the breakdown voltage was lower in the anodic oxide film samples that were grown slowly at lower temperatures. The rate of breakdown voltage decrease after exposure to fluorine plasma was highest at $20^{\circ}C$, indicating that the anodic oxide film was most vulnerable to erosion by fluorine plasma at that temperature. Contamination particles generated by exposure to the $CF_4/O_2/Ar$ and $NF_3/O_2/Ar$ plasmas were measured on a real-time basis. The number of contamination particles generated after the exposure to the respective plasmas was lower at $5^{\circ}C$ and higher at $0^{\circ}C$. In particular, for the entire temperature range, about five times more contamination particles were generated with exposure to $NF_3/O_2/Ar$ plasma than for exposure to $CF_4/O_2/Ar$ plasma. Observation of the surface of the anodic oxide film showed that the pore size and density of the non-treated film sample increased with the increase of the temperature. The change of the surface after exposure to fluorine plasma was greatest at $0^{\circ}C$. The generation of contamination particles by fluorine plasma exposure for the anodic oxide film prepared in the present study was different from that of previous aluminum anodic oxide films.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.81-92
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• 1996

Ar/Ar-$H_{2}$ 플라즈마법으로 V, Ta, B산화물과 금속의 환원 및 정련을 행하였다. 다시말해 Ar 플라즈마에서의 고온환원반응 및 Ar-(20%)$H_{2}$ 플라즈마에서의 정련 반응에 대한 연구를 각각 수행하였다. Ar 플라즈마 환원에 의하여 $C/V_{2}O_{5}$=4.50의 비에서 순도 96wt%의 조금속 Vdmf 얻었고, 바나듐 산화물의 열분해에 의한 $O_{2}$의 손실로 인해 $C/V_{2}O_{5}$=4.50에서 최대환원도가 얻어졌다. Ar-(20%)$H_{2}$ 플라즈마 정련에서는 $C/V_{2}O_{5}$=4.40의 비에서 99.2wt%의 금속 V을 얻었고, 주된 정련반응은 잔류탄소와 잔류산소의 반응으로 판단된다. 금속 Ta은 Ar 플라즈마 환원에 의하여 $C/Ta_{2}O_{5}$=5.10의 비에서 99.8wt%가 얻어졌고, $Ta_{2}O_{5}$의 열분해에 의한 $O_{2}$ 손실은 발생하지 않았다. Ar-(20%)$H_{2}$ 플라즈마 정련시 탈산반응이 탈탄반응보다 현저했으며, $C/Ta_{2}O_{5}$비가 4.50-5.10의 범위에서 99.9wt%의 금속 Ta을 제조하였다. 이 비에서는 탈산반응에 의한 잔류산소의 감소로 Ta외 Vickers 경도가 약 220Hv였다. 한편, Ar 및 Ar-$H_{2}$ 플라즈마에 의한 $B_{2}O_{3}$의 환원에는 C이 환원제로서 적합하지 않았으나, Fe원 소재와 C, $B_{2}O_{3}$ 및 페로보론을 고주파 유도 용해하였을 때 용강중에서의 $B_{2}O_{3}$의 환원으로 Fe-B-Si 합금을 얻었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권1호
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• pp.208-227
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• 2013

본고에서는 더부골 고분군 출토 청동용기 27점에 대한 미세조직과 성분분석을 통해 고려 말 민간에서 사용된 청동용기의 제작방법과 기술체계의 변화를 살펴보았다. 본 연구대상 청동용기는 합금조성과 제작공정을 고려하여 네 가지 형식으로 나눌 수 있는데 1) 구리-주석(22% 정도) 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질, 2) 구리-주석(10% 이하)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$서냉, 3) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$담금질, 4) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질이 있다. 청동용기의 제작방법과 기술체계의 연구에 있어서 합금조성과 제작공정은 중요한 부분을 차지한다는 것이 본고에서 확인되었다. 합금조성에 있어서 납의 첨가는 담금질 처리온도, 불순개재물의 차이, 청동용기의 표면색상에 영향을 미친 것으로 판단된다. 담금질 처리는 납을 첨가한 경우 $586{\sim}520^{\circ}C$에서 실시되었고, 납을 포함하지 않은 경우 $799{\sim}586^{\circ}C$에서 수행되었다. 미세조직 내에 존재하는 불순개재물에서도 합금재료로서 납의 첨가 유무에 따라 셀레늄의 존재 유무가 나타났는데 이는 구리-주석(22% 정도) 합금의 경우 구리제련과정에서 이미 납이 포함되지 않은 구리광석을 사용했을 가능성을 제시한다. 또한 청동용기가 매장환경하에서 부식될 때 합금재료로서 납의 첨가 여부로 인해 표면색 차이가 나타나는 것으로 밝혀졌는데. 합금 조성에 따른 표면 색상분석에서 납이 첨가되면 청동용기의 표면색이 연녹색 또는 암녹색을 띠었고, 그렇지 않은 경우에는 암갈색 또는 검은색을 띠는 것으로 확인되었다. 제작공정에 있어서는 담금질 처리 유무에 따라 청동용기의 두께 차이가 나타났는데 주조 후 서냉시켜 만든 용기의 두께는 1mm 이상이었지만 담금질 과정이 포함된 용기의 두께는 대부분 1mm 이하였다. 제작공정은 사회적 분위기도 반영하는데, 고려 말 동과 숙련된 장인이 부족했지만 청동용기의 수요가 증가하면서 비싼 주석 대신 납을 사용하고, 고온에서 형태 가공을 하지 않고 짧은 시간에 대량으로 만들 수 있는 방법을 선택한 것으로 추정된다. 이번 연구결과는 고려시대 장인들이 여러 가지 합금비율에 따른 다양한 제작기법을 사용한 기술혁신으로 부족한 원료상황을 극복했다는 것을 보여준다. 최근 들어 많은 양의 청동용기들이 발굴 조사되고 있다. 본 연구는 적절한 분석방법을 통해 관련 기술 특성에 대한 지식뿐만 아니라 그러한 기술체계가 확립될 수밖에 없었던 사회적 배경에 대한 중요한 자료로 판단된다.

• 박물관보존과학
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• 제30권
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• pp.23-46
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• 2023

동아대학교 석당박물관 소장 지자총통은 조선 중기에 사용하던 전장유통식 중화기무기로 천자총통 다음으로 큰 화기류이다. 지자총통의 표면에는 표면 이물질들로 인해 고유의 색상이 가려져 있는 상태로, 보존처리가 필요한 상황으로 판단되었다. 안정적인 보존처리를 위해 감마선(γ선), X선 비파괴 투과조사, 내시경카메라 관찰을 실시하여 내부 구조와 보존상태를 파악하였고, p-XRF 성분분석, SEM-EDS 성분분석, XRD 분석 등을 활용하여 지자총통의 재질 성분과 표면 오염물 등에 관한 성분분석을 진행하였다. 휴대용현미경 관찰과 정밀 3D스캔으로 지자총통 표면 명문의 상태, 새김형태 등을 확인하였다. 감마선, X선 비파괴 투과조사 결과, 지자총통 내부에 다량의 기포가 관찰되었으며, 육안관찰로 확인되는 표면의 채플릿은 비파괴투과조사 결과로는 확인되지 않았다. p-XRF 성분분석 결과 지자총통은 구리(Cu), 주석(Sn), 납(Pb) 합금으로 만들어진 청동으로 확인되었으며, SEM-EDS를 활용한 표면 이물질 성분분석 결과, 백색이물질은 칼슘(Ca), 황(S), 티타늄(Ti)이 주성분으로 확인되었다. 티타늄은 백색수정액의 주성분인 이산화티타늄(TiO₂)으로 추정되었으며, 적색이물질은 바륨(Ba)이 주성분으로 확인되어 페인트의 체질안료인 황산바륨(BaSO₄)으로 추정되었다. 티타늄과 바륨을 주성분으로 하는 백색과 적색 오염물은 근래에 이르러 표면에 묻은 것으로 추정된다. 황색이물질은 알루미늄(Al), 규소(Si)로 확인되어 토양성분에서 유래한 것으로 추정했다. 백색이물질의 XRD 성분분석결과 황화칼슘(CaS)으로 확인되었고, SEM-EDS와 XRD 성분분석결과로 백색이물질은 석고(CaS)로 확인하였다. 성분분석의 결과를 토대로 표면 이물질 제거, 안정화처리, 강화처리를 진행하였다. 보존처리를 진행하던 중에 휴대용 현미경과 정밀 3D스캔을 통해 알려지지 않았던 명문 우(右), 병(兵), 상(上), 이(二)를 발견하였다. 또한, 명문의 새김방법과 깊이, 너비 등을 측정하였다. 우병상(右兵上)은 창원 합포성 내 위쪽이며, 이(二)는 두 번째 돈대로 파악할 수 있다.