• Tribology and Lubricants
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• 제38권4호
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• pp.162-169
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• 2022

Cobalt-chromium (CoCr)-based alloys have been used for wear applications because of their excellent mechanical properties and wear resistance. With growing concern over environmental problems, CoCr alloys are expected to be used for various tribological applications in degraded lubrication states. To expand the applicability of the materials, data should be accumulated across a broad spectrum of experimental parameters. In this work, the friction and wear characteristics of cobalt-chromium-tungsten (CoCrW) and cobalt-chromium-molybdenum (CoCrMo) alloys are investigated experimentally. The tests are conducted using a pin-on-reciprocating-plate tribotester in dry lubrication. CoCrW and CoCrMo are used as pin and plate materials to investigate the effect of the counter material. The results show that the friction coefficients between CoCrW and CoCrMo generally range from 0.4 to 0.5. The friction coefficient between the CoCrW pin and plate is found to be slightly small. However, the total wear between the CoCrW pin and plate is found to be the largest. In contrast, the total wear between the CoCrW pin and plate is relatively small. Furthermore, CoCrW may cause a faster wear progression of CoCrMo, especially for the case in which CoCrMo is used as the pin material. The results of this work provide a better understanding of the tribological properties of CoCrW and CoCrMo alloys. In addition, this work provides a practical guideline for the use of CoCrW and CoCrMo from the tribological design viewpoint.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.293-301
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• 2011

치과보철물의 소재는 생물 화학적, 물리적 안정성을 위하여 우수한 생체친화성이 요구된다. 그래서 본 연구에서는 새로운 기술인 레이저 선택용융 가공법으로 제작된 Co-Cr합금(SC시편), Ti합금(ST시편)을 일반적으로 사용되는 주조법으로 제작된 Co-Cr합금(CC시편), Ni-Cr합금(CN시편)과 비교분석하여 기계적 특성과 생물학적 안정성 평가를 실시하였다. 기계적 특성 평가를 위하여 인장시험을 통한 탄성계수를 측정하였다. 그리고 생물학적 안정성 평가를 위하여 유사체액(lactic acid-NaCl solution)을 이용한 용출물질 분석과 용출배지를 이용한 세포독성을 관찰하였다. 그 결과 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 Co-Cr 합금이 주조법으로 제작한 Co-Cr합금보다 탄성계수가 높게 나타났다. 그리고 용출물질 분석과 세포독성 평가에서 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 Co-Cr합금의 생물학적 안정성이 양호한 것으로 평가되었다. 결과에 의하여 레이저 선택용융 가공법으로 제작한 합금이 치과보철물 제작을 위한 합금으로 적용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권5호
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• pp.263-267
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• 2017

Co-Cr 합금은 체내 인공관절용으로 사용될 때 세포 독성이 없고, 생체조직과 반응을 일으키지 않는 뛰어난 생체적합성과 인장강도, 연신율, 내마모성 등의 기계적 성질과 우수한 내마모 특성을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 또한 Co-Cr 합금은 Carbon 원소를 첨가하여 고용체 강화와 탄화물에 의한 석출강화로 기계적 성질을 향상시키고 내식성을 크게 향상시키고 있다. 본 연구에서는 정밀주조법으로 제조된 인공관절용 Co-Cr 합금 시편의 GPS(Gas Pressured Sintering) 열처리공정에 따른 결정구조 및 미세조직 등의 재료특성 변화를 고찰하였다. XRD 분석을 통하여 as-cast 시편과 GPS 열처리 공정후 시편의 결정상 변화를 고찰하였으며, 제조된 합금의 입계사이에 metal carbide($Cr_{23}C_6$) 석출물들의 생성이 증가되었음을 OM, FE-SEM, EDS 분석으로 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제4권2호
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• pp.160-167
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• 1994

고보자력의 새로운 수평자기기록용 매체를 개발하기위해서 Co-P/Cr과 Co-P-Cr/Cr박막의 자기적 특성을 연구함였다. 상온데서 성막된 Co-P 이원합금의 경우 P의 함량이 9-12 at.%에서 835 Oe의 보자력을 나타내었다. Co-P 이원합금의 경우 P의 함량이 9-12 at.%에서 기판온도가 높을수록 보자력은 오히려 감소하였으며, 이것은 Co-P단일상이 Co와 $Co_{2}P$상으로의 분해에 기인하는 것으로 판단되낟. 그러나 P을 12 at.%이상으로 첨가하면 비정질상의 형성으로 보자력은 급격히 감소하였다. Co-P-Cr 삼원합금박막의 보자력은 Cr 함량이 증가함에 따라 증가하여 상온에서 성장한 $Co_{84}P_{10}Cr_{6}$의 박막에서 1020 Oe의 높은 보자력을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.434-439
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• 2020

최근, 치과 산업에서 레이저를 열원으로 합금을 제조하는 선택적 레이저 용융법(Selective laser melting, SLM)이 소개되고 있다. 하지만 SLM으로 제작된 금속-세라믹 수복물에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 SLM 그리고 CAST(casting)에 의해 제조된 Co-Cr 합금의 금속-세라믹(metal-ceramic) 결합 강도(bond strength)를 평가하는 것이다. SLM 그리고 CAST 방법을 사용하여 Co-Cr 시편을 제조하고 세라믹을 소결하여 시료를 제작하였다. 연구의 실험은 표본 준비 및 분석을 통해 2020년 1월부터 6월까지 수행되었다. 금속-세라믹 결합 강도는 만능 시험기에 의해 측정되었다. 부착 세라믹의 면적분(The area fraction of adherence ceramic, AFAC)은 SEM/EDS로 시편의 Si 함량을 측정하였다. 금속-세라믹 결합 강도 및 AFAC 결과는 t-test를 사용하여 분석하였다(α = .05). SLM 그리고 CAST Co-Cr 합금 사이의 결합 강도에 대해서는 유의한 차이가 발견되지 않았다(P>.05). SLM은 CAST 그룹보다 많은 세라믹 부착성(ceramic adherence)을 나타냈다(P<.001). 세라믹과 합금의 결합 강도는 제조 방법엥 영향을 받지 않았다. 그러나 SLM은 더 우수한 세라믹 부착성을 보였다. 이는 향후 임플란트 상부 보철물 제작에도 SLM으로 제작한 합금이 사용 가능한 것을 시사한다. CAST 방식의 단점을 극복하고 시간과 비용을 절약할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 1994년도 춘계연구발표회 논문개요집
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• pp.84-85
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• 1994

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.69-75
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• 1997

$SiO_{2}/CoNiCr/Cr$ 합금 박막을 RF magnetron sputtering 법으로 Cr의 두께를 변화시키면서 제조하였다. 제조된 박막을 진공 열처리하여 열처리 온도에 따른 포화자화, 보자력, 각형비를 조사하였다. $SiO_{2}/CoNiCr/Cr$ 합금 박막에서 포화자화 값은 Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 감소하고 보자력은Cr 하지층의 두께가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 박막의 포화자화 값은 600 emu/cc, 최대 보자력은 550 Oe를 나타내었다. $SiO_{2}/CoNiCr/Cr(1700{\AA})$ 합금 박막에서는 열처리 온도가 증가함에 따라 포화자화 값은 급격히 감소하고 보자력은 증가하였다. 열처리 온도가 $650^{\circ}C$에서 포화자화 값은 as-deposited상태보다도 1/10로 감소하였고 보자력은 1600 Oe로 최대값ㅇ르 나타내었다. Cr 하지층의 두께와 열처리 온도의 증가에 따른 포화자화의 감소는 하지층에서 자성층으로 Cr이 확산하므로써 자기 모멘트의 감소에 의한 것으로 판단된다. 또한 보자력의 증가는 박막 면에 수직한 방향으로 급격한 결정 성장에 기인한 것이다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권4호
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• pp.199-206
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• 2020

CoCr-based alloys have been developed as wear-resistant materials owing to their excellent mechanical properties and strong wear resistance. The purpose of this study is to experimentally assess the frictional and wear characteristics of CoCr-based alloys slid against two different counter materials subjected to various normal forces to determine the expansion applicability of CoCr-based alloys. CoCrMo and CoCr alloys were selected as the target materials and NiCr and NiCrB alloys as counter materials. Experimental tests were performed using a pin-on-reciprocating plate tribo-tester under dry lubrication. Before performing the tests, the surface of the specimens was observed through confocal microscopy and the hardness was measured using a micro-Vickers hardness tester. The wear volume of the plate was calculated at the end of the tests using confocal microscope data, and the wear rate was quantitatively obtained based on Archard's wear law. From the results, the wear rates of the CoCrMo specimens that slid against NiCr and NiCrB are 7.69 × 10^-6 ㎣/Nm and 5.26 × 10^-6 ㎣/Nm, respectively. The wear rates of the CoCr specimens that slid against NiCr and NiCrB were higher than those of the CoCrMo specimens by factors of approximately 4 and 8, respectively. The CoCrMo specimens further exhibited lower friction characteristics than the CoCr specimens. The findings of this study will be useful for expanded applications of CoCr-based alloys as wear-resistant materials for various mechanical parts.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권3호
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• pp.56-62
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• 2008

The biocompatibility and the fatigue strength of Co-Cr-Mo alloy are excellent, so it is used well for the material of artificial joints. The head of artificial joint needs mirror surface for reduction of abrasive resistance. Mirror finishing of Co-Cr-Mo alloy with geometrically defined single crystal diamond cutting tools is handicapped by micro chipping of tool edge. In general, it is said that the micro chipping of diamond tool is caused by work hardening of Co-Cr-Mo alloy for the cut. In the present research, mirror finishing of Co-Cr-Mo alloy by applying ultrasonic elliptical vibration cutting was carried out. The experimental results show that the micro chipping of diamond tool was suppressed and the tool wear was remarkably reduced as compared with the ordinary diamond cutting without elliptical vibration motion. It was confirmed that the good mirror surface of maximum surface roughness of 25 nmP-V was obtained for the cutting length of about 14 m. It is expected that mirror finishing of Co-Cr-Mo alloy can be achieved by applying ultrasonic elliptical vibration cutting practically.

• 동력기계공학회지
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• 제9권1호
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• pp.76-81
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• 2005

The effect of micro-pulse plasma nitriding temperature and time on the case thickness, hardness and nitride formation in the surface of Fe-12Cr-22Mn-X alloy with 3% Co and 1% Ti alloys elements investigated. External compound layer and internal diffusion layer was constituted in plasma nitride case of Fe-12Cr-22Mn-X alloys and formed nitride phase such as ${\gamma}'-Fe4N\;and\;{\varepsilon}-Fe2-3N$. Case depth increased with increasing the plasma nitriding temperature and time. Surface hardness of nitrided Fe-12Cr-22Mn-X alloys obtained the above value of Hv 1,600 and case depth obtained the above value of $45{\mu}m$ in Fe-12Cr-22Mn-3Co alloy and $60{\mu}m$ in Fe-12Cr-22Mn-1Ti alloy. Wear-resistance increased with increasing plasma nitriding time and showing the higher value in Fe-12Cr-22Mn-1Ti alloy than Fe-12Cr-22Mn-3Co alloy.