• Title/Summary/Keyword: CuSn Alloys

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전남지역 출토 삼국시대 청동거울의 합금 특성과 제작 방법 고찰 (A Study on Manufacturing Technique and Alloy Characteristics of Bronze Mirrors from Jeollanam-do Region in the Three Kingdoms Period)

  • 이은지
    • 보존과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.767-777
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    • 2021
  • 본 연구는 전라남도 고흥과 담양지역에서 출토된 청동거울의 금속학적 분석으로 제작방법을 확인하고자 하였다. 연구한 대상 유물은 담양 제월리 고분에서 출토된 청동거울 2점, 고흥 봉룡리에서 발견된 청동거울 1점으로 총 3점이다. 분석 결과 X선을 이용한 조사에서 육안으로 관찰되지 않던 균열과 부식으로 인해 발생된 결실부와 주조제작으로 인해 형성된 기공을 확인할 수 있었다. 청동거울의 주성분은 Cu-Sn-Pb이며 Cu 73~79 wt%, Sn 17~21 wt%, Pb 3~4 wt%로 2 wt% 이상의 Pb이 포함되어 있어 청동거울에 필요한 주조성 및 기계적 성질을 조절하기 위한 것으로 확인된다. 또한 미세조직 관찰 결과 주조한 상태에서 추가적인 열처리가 이루어지지 않은 α상과 α+δ공석상의 조직으로 비교적 이른 시기에 제작된 삼국시대 청동거울로 추정할 수 있다.

경주 양북면 봉길리 유적출토 청동검의 제작기술에 관한 연구 (Bronze Technology Observed in a Bronze Dagger Excavated from Bongili in Yangboongmyon, Gyeongju)

  • 주진옥;박장식
    • 보존과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.143-148
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    • 2010
  • 본 연구에서는 경주 봉길리에서 출토된 청동검 한 점의 미세조직과 화학성분을 분석하였다. 그 결과 이 동검에는 납이 포함되지 않은 주석함량 10%의 청동합금이 사용되었으며 제작과정에 두드림 공정이 적용된 것으로 밝혀졌다. 지금까지 보고된 한반도 출토 동검의 절대다수가 납 청동을 주조하여 제작된 것임을 고려할 때 무연청동에 두드림 공정을 적용하였다는 점에서 본 동검은 다른 것들과 구별된다. 이 동검은 고고학적 가치가 큰 희귀한 자료로서 고대 경주지방에 독특한 청동기 기술을 구사하는 집단의 존재 가능성을 시사한다.

무은 솔더의 신뢰성 평가에 관한 연구 (A Study on Reliability Assessment of Ag-free Solder)

  • 김종민;김기영;김강동;김선진;장중순
    • 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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    • 제13권2호
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    • pp.109-116
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    • 2013
  • The solder is any of various fusible alloys, usually tin and lead, used to join metallic parts that provide the contact between the chip package and the printed circuit board. Solder plays an important role of electrical signals to communicate between the two components. In this study, two kinds of Ag-free solder as sample is made to conduct the thermal shock test and the high humidity temperature test. Low resistance is measured to estimate crack size of solder, using daisy chain. The low speed shear test is also performed to analyze strength of solder. The appropriate degradation model is estimated using the result data. Depending on the composition of solder, lifetime estimation is conducted by adopted degradation model. The lifetime estimated two kinds of Ag-free solder is compared with expected lifetime of Sn-Ag-Cu solder. The result is that both Ag-free composition are more reliable than Sn-Ag-Cu solder.

신라왕경 출토 청동유물에서 확인되는 청동기 제작기술의 변천 (Transitions in Bronze Technology Observed in Bronze Artifacts Excavated from the Shilla Wang-Gyong)

  • 정영동;박장식
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제37권
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    • pp.267-284
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    • 2004
  • 본 연구에서는 경주의 신라왕경 유적지에서 출토된 청동유물 8점의 금속학적 미세조직을 분석하여 이들의 제작에 적용된 청동기 기술의 변천과정을 추적하는 작업이 수행 되었다. 그 결과 합금의 조성 면에서는 주석함량이 22%를 지향하여 변화되고 있다는 사실과 의도적으로 납을 제외시킨 흔적이 명백하게 드러났다. 제작기법 면에서는 주조를 근간으로 하되 단순히 주조로만 이루어진 경우와, 주조와 단조 또는 주조와 담금질을 병행한 경우, 그리고 주조와 단조와 담금질을 모두 병행한 경우가 관찰되었다. 한편 비소를 함유하는 유물에서는 주석함량이 비교적 낮게 나타났으며 두드림 작업이 생략되고 있었다. 담금질처리가 수행된 점이나 합금원소에서 납을 제외시킨 점 그리고 비소가 함유된 유물에 두드림이 생략된 점은 모두 당대의 장인들이 합금의 조성과 제작기법 간의 상관관계를 이미 완벽하게 파악하고 있었음을 보여준다. 이러한 처리는 모두 주석함량이 높은 청동기에서 소재의 취성을 낮추기 위하여 필수불가결한 것으로 이를 인식하여 실천할 때에 비로소 청동기 기술체계는 완숙한 단계에 도달한 것으로 볼 수 있다. 본고에서는 왕경 출토 청동기에서 확인되는 다양한 수준의 제작기술을 제시함으로써 이 시기가 우리나라의 청동기 기술수준이 정점에 이르게 되는 변화의 시기였음을 보이고자 한다.

Sn-40Bi-X 합금의 기계적 물성과 미세조직 분석 (Mechanical Properties and Microstructural Analysis of Sn-40Bi-X Alloys)

  • 이종현;김주형;현창용
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.79-79
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    • 2010
  • 저온용 무연 솔더의 대표 조성으로 고려되고 있는 Sn-58Bi(융점: $138^{\circ}C$) 공정(eutectic) 조성은 우수한 강도에도 불구하고 연성(ductility) 측면에서의 문제점이 지속적으로 보고되고 있다. 따라서 이 합금계의 연성을 최대로 개선시킬 수 있으면서도 실제 상용화가 가능한 합금 조성의 개발 연구가 요청된다. 본 연구에서는 Sn-Bi 2원계 조성에서 최대의 연성을 나타내는 것으로 보고된 Sn-40Bi 조성에 미량의 합금원소를 첨가함으로써 최대의 연성을 확보하는 한편, 그 연성 특성이 변형속도에 어느 정도 민감한지를 인장 실험을 통해 결정하고자 하였다. 합금원소로는 0.1~0.5 wt%의 Ag, Mn, In, Cu를 선택하였으며, 인장 시편을 제조하여 $10^{-2}$, $10^{-3}$, $10^{-4}\;s^{-1}$의 3종류로 변형속도를 변형시켜가며 응력-변형 곡선(stress-strain curve)을 측정하였고, 조성별, 변형속도별로 최대인장강도(ultimate tensile stress, UTS) 및 연신율 결과들을 정리하였다. 합금원소를 첨가한 조성의 경우는 모든 시험 조건에서 Sn-40Bi보다 우수한 연신률을 나타내는 것으로 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$의 빠른 변형속도에서는 그 향상 정도가 상대적으로 감소하는 경향이 관찰되었다. 특히 Sn-40Bi-0.5Ag 조성의 경우 느린 변형속도에서 특히 눈에 띄는 연신률 값을 나타내며, 모든 변형속도 조건에서 가장 우수한 연성을 나타내었다. 한편 Sn-40Bi-0.1Cu 조성의 경우 변형속도에 따른 연신률의 변화 정도, 즉, 변형속도에 따른 연신률의 민감도가 매우 커 $10^{-4}\;s^{-1}$ 속도에서는 Sn-40Bi-0.5Ag에 버금가는 연신률 값이 측정되었으나, $10^{-2}\;s^{-1}$ 속도에서는 가장 나쁜 연신률 특성을 보여주었다. Sn-40Bi-0.2Mn 조성은 최고의 연신률 향상 특성을 나타내지는 않았으나, In을 첨가한 경우보다는 대체적으로 우수한 연성을 나타내었다. 이상의 각 합금별 연성 특성은 인장시험 전의 미세조직 관찰 결과와 인장시험 후 파면부의 조직변화 관찰 결과로부터 해석되었다. 그 결과 석출상의 형성 여부, 인장 시험 중 재결정 조직의 형성 여부, 라멜라(lamellar) 조직의 분율과 라멜라 간격(lamellar spacing)의 정도 또는 $\beta$-Sn과 라멜라 조직 사이의 결정립계와 라멜라 조직 내 결정립계에서의 슬라이딩 모드(sliding mode) 변형 정도, 석출상의 크기와 분포 정도 등이 연신률 및 변형속도 민감도와 같은 연성 특성에 가장 큰 영향을 미치는 인자인 것으로 분석되었다.

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LTCC/Kovar 간의 Brazing 특성 연구 (Study on the Brazing Characteristics of LTCC/Kovar)

  • 이우성;조현민;임욱;유찬세;이영신;강남기
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2000년도 추계 기술심포지움 논문집
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    • pp.57-57
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    • 2000
  • 본 논문에서는 MCM 및 패키지의 Lid로 사용되는 합금인 Kovar (Fe-Ni-Co alloy) 와 LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) 간의 Brazing 특성을 연구하였다. 기존에 사용되고 있는 알루미나 패키지의 경우, 주로 80$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 Brazing을 실시하고 있으며, 조성은 Ag-Cu 계열을 사용하고 있다. 하지만, LTCC 의 경우, 소결온도가 85$0^{\circ}C$ 내외로서 기존의 방법을 그대로 적용하기는 어려움이 있다. 또한 Brazing 특성에 따른 접착 강도는 Brazing Alloy 의 영향뿐만 아니라 LTCC 와 전도체 전극사이의 Metallization 에 크게 영향을 받는다. 따라서, 본 논문에서는 Brazing Alloy의 종류 (Ag-Cu, Au-Sn) 및 Brazing 조건에 따른 Brazing 특성뿐만 아니라, 전도체 전극내 유리질 함량에 따른 Brazing 특성을 평가하여 LTCC/Kovar 간의 최적의 Brazing 조건을 구현하고자 하였다.

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풍납토성 출토 청동유물의 제작기술 및 납 원료의 산지추정 (Manufacturing technique and provenance Analysis of Bronze Artefacts excavated from Pungnap earthen fortress)

  • 한우림;김소진;한민수;황진주;이은우
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제48권2호
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    • pp.110-119
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    • 2015
  • 풍납토성은 백제 초기의 토성으로 토기 및 주거유물과 더불어 다량의 청동기가 출토되었다. 본 연구에서는 풍납토성 출토 청동기의 제작기술과 청동기 내에 포함된 납 원료의 산지를 추정하기 위해 출토지가 명확한 7점의 청동기 시편에 대한 분석을 실시하였다. 금속심이 남아있는 4점에 대한 미세조직 및 성분 분석 결과, 3점은 Cu-Sn-Pb의 3원계 합금이며 나머지 1점은 Cu-Sn의 2원계 합금의 청동기로, 조직 내에 뚜렷한 쌍정이 관찰 됨을 확인할 수 있다. 또한 주성분 이외에 S(황), Fe(철)가 검출되어 황동광($CuFeS_2$) 또는 반동광($Cu_5FeS_4$)을 원광석으로 사용하였음을 알 수 있다. 납동위원소비 분석을 이용한 산지 추정 결과 4점의 청동포수, 청동세환 2점, 청동유물 편(나)의 청동기에 산지는 zone 3(충청남 북도, 전라남 북도)의 지역으로 표시되었다. 청동유물 편(라)는 중국 북부로 표시되었으며 청동검은 zone 2(경상남 북도)의 원료를 사용하여 제작하였을 것으로 판단된다.

아말감과 이종(異種)금속의 거리에 따른 부식에 대한 고찰 (A Study on Corrosion according to Distance between Amalgam and Dissimilar Metals)

  • 김주원;정은경
    • 치위생과학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • 본 실험은 제조회사 매뉴얼과 통법에 의해서 Amalgam 합금, Ni-Cr alloy의 Crown용 Verabond, Denture용 Talladium $^{TM}alloy$로 각각 24개의 총 72의 시편을 하악 제1대구치근 원심 치관 폭경과 임상에서의 MOD cavity를 고려하여 제작하였고 인공 타액 80ml를 담은 200ml 용 비이커에 시편을 넣어 0mm, 7mm, 40mm 거리에서 7일 후 갈바닉 부식을 측정하였다. 유리금속은 유도 플라즈마 방출 분광기(Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometer(ICP-AES, JY-50P, VG Elemental Co. France)로 전해액내의 Cu, Ag, Ni, Cr, Sn, Zn, Hg를 정량 분석했으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, Cu, Sn, Ag, Hg, Zn은 아말감이 금 합금과 접촉했을 때가 크라운용 Ni-Cr alloy와 덴쳐용 Talladium alloy 보다 아주 많이 유리 했으며 금 합금이 구강조직과 생체 적합성이 가장 좋다지만 아말감과 함께 있을 때 가장 불리 했슴을 알 수 있었다. 둘째, 아말감이 금 합금과 접촉했을 때, 금 합금의 조성에서 Ni, Cr 같은 중금속이 함유되지 않았기 때문인지 전혀 유리되지 않았으나 Sn은 조성에는 없었지만 $227.1{\pm}18.0035{\mu}g/cm^2$나 유리 되었고 Hg도 유리되었는데 이는 아말감 자체의 유리 물질임을 추측할 수 있었다. 셋째, 아말감 합금과 금 합금 사이에서의 0mm, 7mm, 40mm 거리에서는 Cu, Ag는 유의성이 있었으며 Hg는 유의성이 없었다. 이는 금합금은 절대 아말감과 같이 사용해서 안되며 이종 보철물 사이의 거리에 관계없이 사용을 금해야 하는 것으로 사료된다. 넷째, 아말감합금이 Crown용 Ni-Cr 합금과 접촉했을 때 아말감의 Ag이 유리 되지 않았으며 Zn, Ni, Sn, Hg, Cu의 순으로 유리되었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 다섯째, 아말감합금이 Denture용 Talladium alloy 합금과 접촉했을 때 0mm, 7mm, 40mm 거리에서도 유의성이 있었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 여섯째, 인공 타액에서 접촉 시 Amalgam alloy와 Gold, Verabond, Talladium alloy의 Cu, Sn, Ag, Hg, Zn, Ni, Cr의 ICPES 검사 결과 Cu, Hg가 유의성을 있었다. 일곱째, 인공타액에서 아말감합금과 두 비귀금속인 Ni-Cr alloy(crown용), Denture용 Talladium alloy가 접촉한 경우 거리에 따른 Hg, Ni, Cr의 유리 부산물에서 유의성을 확인했다.

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인공타액에서 수종 아말감의 부식시 용해성분 및 표면 부식 생성물에 관한 실험적 연구 (EXPERIMENTAL STUDY ON THE DISSOLUTION COMPONENTS AND CORROSION PRODUCTS OF SEVERAL AMALGAMS IN ARTIFICIAL SALIVA)

  • 조승주;이명종
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제19권1호
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    • pp.1-26
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    • 1994
  • The purpose of this study was to investigate the dissolution components during corrosion of amalgams and to identify surface corrosion products in the modified Fusayama artificial saliva. Four type of amalgam alloys were used: low copper lathe cut amalgam alloy (Cavex 68), low copper spherical amalgam alloy (Caulk Spherical Alloy), high copper admixed amalgam alloy (Dispersalloy) and high copper single composition amalgam alloy (Tytin). Each amalgam alloy and Hg were triturated according to the manufacturer's direction by means of mechanical amalgamator (Capmaster, S.S.White), and then the triturated mass was inserted into the cylindrical metal mold which was 10mm in diameter and 2.0mm in height and condensed with compression of 150kg/$cm^2$ using oil pressor. The specimens were removed from the mold and stored at room temperature for 7 days and cleansed with distiled water for 30 minutes in an ultrasonic cleaner. The specimens were immersed in the modified Fusayama artificial saliva for the periods of 1 month, 3 months and 6 months. The amounts of Hg, Cu, Sn and Zn dissolved from each amalgam specimen immersed in the artificial saliva for the periods of 1 month, 3 months and 6 months were measured using Inductivity Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICPQ-1000, Shimadzu, Japan) and amount of Ag dissolved from amalgam specimen was measured using Atomic Absorption Spectrophotometry (Atomic Absorption/Flame emission spectrophotometer M-670, Shimadzu, Japan). A surface corrosion products of specimens were analysed using Electron Spectroscopy Chemical Analyser (ESCA PHI-558, PERKIN ELMER, U.S.A.). The secondary image and back scattered image of corroded surface of specimens was observed under the SEM, and the corroded surface of specimens was analysed with the EDX. The following results were obtained. 1. The dissolution amount of Cu was the most in high copper admixed amalgam(Dispersalloy) and the least in high copper single composition amalgam(Tytin). 2. Sn and Zn were dissolved during all the experiment periods, and dissolution amounts were decreased as the time elapsed. 3. Initial surface corrosion products were ZnO and SnO. 4. Corrosion of ${\gamma}$ and ${\gamma}_2$ phase in low copper amalgams was observed and Ag-Cu eutectic alloy phase was corroded in low copper spherical amalgam(Caulk Sperical Alloy). 5. Corrosion of ${\gamma}$ and $\eta$' phase in high copper amalgams was observed and Ag-Cu eutectic alloy phase was corroded in high copper admixed amalgam(Dispersalloy). 6. Sn-Cl was produced in the subsurface of low copper amalgams and high copper admixed amalgam.

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동특성 다구찌 기법을 통한 Cu합금 와이어의 스폿용접 품질향상 연구 (A Study on the Improvement of Spot Welding Quality of Wire Cu Alloy by Taguchi Method for Dynamic Characteristics)

  • 석호삼;김연성;유춘번
    • 품질경영학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.1003-1020
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    • 2017
  • Purpose: The purpose of this study is to find the optimum working conditions for spot welding of wire Cu alloys to achieve high-level quality. The parts subject to spot welding are brush card assemblies, which are the main module of the electric movement method of the car seat. Methods: In this study, the signal-to-noise ratio(SN ratio) and the loss function [L(y)] are used as Taguchi method for dynamic characteristics. Results: The results of the study are as follows. First, the analysis of variance using SN ratio showed 6 significant factors(p = 0.1% or less) among 7 factors except press force. Second, the optimal design of the dynamic characteristics is the tip exchange cycle: 50,000 ea., the welding time is 110 ms, the pressing force is 11 kgf/cm2, the rise time is 40 ms, and the tip dressing is 3,000 ea., Tip angle is 12o and electric current is 1,800 A. Conclusion: The validity of the spot welding process of the manufacturer's brush card assembly was verified and proved to be consistent with the study results. The results of this study are expected to standardize the welding conditions and guarantee the quality level required by the customers.