• 한국주조공학회지
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• 제31권5호
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• pp.284-287
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• 2011

본 연구는 Mg-Al 합금에 첨가된 희토류 금속(rare earth metal, RE)과 스트론튬(Sr)이 상온 및 고온 기계적 특성에 미치는 영향을 비교하고, 그 결과를 미세조직의 변화와 연관지어 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해 4종의 Mg-6%Al-(3-X)%REX% Sr 합금(X = 0~3)을 마련하여 RE를 Sr으로 대체하면서 상온 및 고온 인장 특성, 크립 저항성을 평가하였다. RE가 Sr으로 대체됨에 따라, 층상구조의(${\alpha}$ + $Al_4Sr$)상이 ${\alpha}$ 덴드라이트 사이에 생성되면서 침상의 $Al_4RE$상이 점차 소멸하였으며 Mg-6%Al-3%Sr 합금에서는(${\alpha}$ + $Al_4Sr$과 블록형태의 Mg-Al-Sr상이 관찰되었다. Sr 함량이 증가할수록 항복강도와 크립저항성은 지속적으로 향상되는 경향을 나타내었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권4호
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• pp.299-304
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• 2019

Nb-Si-B alloys with Nb-rich compositions are fabricated by spark plasma sintering for high-temperature structural applications. Three compositions are selected: 75 at% Nb (Nb0.7), 82 at% Nb (Nb1.5), and 88 at% Nb (Nb3), the atomic ratio of Si to B being 2. The microstructures of the prepared alloys are composed of Nb and $T_2$ phases. The $T_2$ phase is an intermetallic compound with a stoichiometry of $Nb_5Si_{3-x}B_x$ ($0{\leq}x{\leq}2$). In some previous studies, Nb-Si-B alloys have been prepared by spark plasma sintering (SPS) using Nb and $T_2$ powders (SPS 1). In the present work, the same alloys are prepared by the SPS process (SPS 2) using Nb powders and hypereutectic alloy powders with composition 67at%Nb-22at%Si-11at%B (Nb67). The Nb67 alloy powders comprise $T_2$ and eutectic ($T_2+Nb$) phases. The microstructures and hardness of the samples prepared in the present work have been compared with those previously reported; the samples prepared in this study exhibit finer and more uniform microstructures and higher hardness.

• Metals and materials international
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• 제24권6호
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• pp.1213-1220
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• 2018

The effects of Cr and Fe addition on the mechanical properties of Ti-6Al-4V alloys prepared by direct energy deposition were investigated. As the Cr and Fe concentrations were increased from 0 to 2 mass%, the tensile strength increased because of the fine-grained equiaxed prior ${\beta}$ phase and martensite. An excellent combination of strength and ductility was obtained in these alloys. When the Cr and Fe concentrations were increased to 4 mass%, extremely fine-grained martensitic structures with poor ductility were obtained. In addition, Fe-added Ti-6Al-4V resulted in a partially melted Ti-6Al-4V powder because of the large difference between the melting temperatures of the Fe eutectic phase (Ti-33Fe) and the Ti-6Al-4V powder, which induced the formation of a thick liquid layer surrounding Ti-6Al-4V. The ductility of Fe-added Ti-6Al-4V was thus poorer than that of Cr-added Ti-6Al-4V.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권12호
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• pp.842-851
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• 2009

The long-term reliability of Sn-0.3wt%Ag-0.7wt%Cu solder joints was evaluated and compared with Sn-3.0wt%Ag-0.5wt%Cu under thermal shock conditions. Test vehicles were prepared to use Sn-0.3Ag-0.7Cu and Sn-3.0Ag-0.5Cu solder alloys. To compare the shear strength of the solder joints, 0603, 1005, 1608, 2012, 3216 and 4232 multi-layer ceramic chip capacitors were used. A reflow soldering process was utilized in the preparation of the test vehicles involving a FR-4 material-based printed circuit board (PCB). To compare the shear strength degradation following the thermal shock cycles, a thermal shock test was conducted up to 2,000 cycles at temperatures ranging from $-40^{\circ}C$ to $85^{\circ}C$, with a dwell time of 30 min at each temperature. The shear strength of the solder joints of the chip capacitors was measured at every 500 cycles in each case. The intermetallic compounds (IMCs) of the solder joint interfaces werealso analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results showed that the reliability of Sn-0.3Ag-0.7Cu solder joints was very close to that of Sn-3.0Ag-0.5Cu. Consequently, it was confirmed that Sn-0.3Ag-0.7Cu solder alloy with a low silver content can be replaced with Sn-3.0Ag-0.5Cu.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권12호
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• pp.897-905
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• 2012

Directional solidification experiments were carried out in a hypoeutectic Al-11.3Si-3.5Cu system to investigate the microstructural evolution with the solidification rate. At a fixed temperature gradient, a dendritic microstructure was observed at a constant speed of more than $25{\mu}ms^{-1}$, a cellular interface developed at $5{\mu}ms^{-1}$ and the growth rate of $0.5{\mu}ms^{-1}$ led to the stability of the planar interface. The results revealed that primary silicon phases formed among cells, even though the studied Al-Si alloy system formed the composition within a hypoeutectic silicon composition. This suggests that the liquid concentration among cells during solidification reached a higher concentration, i.e., the eutectic concentration. It is, however, interesting that primary silicon phases did not form during a dendritic growth of more than $25{\mu}ms^{-1}$. These experimental observations are explained using the theoretical models on the interface temperatures.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.377-385
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• 2022

Thermal batteries are specialized as primary reserve batteries that operate when the internal heat source is ignited and the produced heat (450~550℃) melts the initially insulating salt into highly conductive eutectic electrolyte. The heat source is composed of Fe powder and KClO₄ with different mass ratios and is inserted in-between the cells (stacks) to allow homogeneous heat transfer and ensure complete melting of the electrolyte. An ideal heat source has following criteria to satisfy: sufficient mechanical durability for stacking, appropriate heat calories, ease of combustion by an igniter, stable combustion rate, and modest peak temperature. To satisfy the aforementioned requirements, Fe powder must have high surface area and porosity to increase the reaction rate. Herein, the hydrothermal and spray drying synthesis techniques for Fe powder samples are employed to investigate the physicochemical properties of Fe powder samples and their applicability as a heat source constituent. The direct comparison with the state-of-the-art Fe powder is made to confirm the validity of synthesized products. Finally, the actual batteries were made with the synthesized iron powder samples to examine their performances during the battery operation.

• 한국자기학회지
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• 제12권5호
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• pp.189-194
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• 2002

Sm-Co소결자석의 자기적 특성에 미치는 Zr의 영향을 연구하기 위해 Zr함량별로 잉곳을 제조하여 용체화처리 및 시효 조건에 따른 소결자석의 미세구조와 자기적 특성을 조사하였다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ (0.013$\leq$x$\leq$0.026) 합금의 주조조직은 x가 증가함에 따라 공정조직의 분율이 작아지고 공정 영역의 크기가 감소하였다. 반면, 수지상 조직은 x=0.022합금이 가장 미세하였다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ 소결자석은 Sm $Co_{5}$상과 S $m_2$C $O_{17}$상으로 이루어진 셀 구조를 형성하며 셀 경계상인 Sm $Co_{5}$상의 두께는 20nm이고 120$^{\circ}$의 각을 갖고 형성되었다. 또한, Zr 함량이 증가함에 따라 셀 크기가 감소하였다. 그러나 x=0.026 합금은 셀 경계가 분명하게 정의되지 않고 셀 형태가 x=0.022합금에 비해 불규칙하였다. 이러한 미세조직 차이로 인해 x=0.022 합금의 자기적 특성이 가장 높았다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ 합금의 최적 용체화처리온도는 117$0^{\circ}C$였고, 보자력 향상을 위한 2단시효 공정중 최적의 1단 시효 온도는 85$0^{\circ}C$였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권1호
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• pp.8-14
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• 2001

Ni기 초내열합금 GTD 111의 미세조직의 변화와 크리프 파단특성에 대해 연구하였다. 조직관찰을 통해 본 합금의 응고거동과 주조 후 응고과정에서 석출거동을 분석하였다. MC탄화물의 생성위치가 $\gamma$/$\gamma$' 상 보다 수지상 중심에서 가까운 것으로 MC탄화물이 $\gamma$/$\gamma$'공정상보다 먼저 응고된 것을 확인할 수 있었다. $\eta$상은 Ti가 많은 $\gamma$'상에서 변태되어 형성되었으며, $\gamma$/$\gamma$'공정상에서 η상으로의 변태에 따라 $\eta$상 근처에 PFZ가 형성되고 PFZ 내부에 TaC가 석출됨을 확인하였다. $871^{\circ}C$이상의 온도에서 크리프 파단은 결정입계를 따라 진행되는 것이 명확하였으며, 표면에서 형성된 균열과 내부에서 생성된 균열이 전파, 조합되어 최종파단을 초래하였다. 결정입계 균열의 생성은 최종응시 형성된 미세공동과 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었으며, $\eta$상과 PFZ는 균열 생성에 큰 영향을 주지 않았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권3호
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• pp.37-42
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• 2001

지금 까지 전자패키지 접합에 사용되어온 Sn/37Pb 솔더는 낮은 용융온도와 우수한 물리적 특성, 그리고 저렴한 가격 등으로 널리 사용되었다. 그러나 납의 독성으로 인한 환경문제와 인체 유해성이 문제화되면서 이를 대체할 무연솔더의 요구가 시급한 실정이다. 또한 제품의 소형화에 따른 접합부의 미세화로 인한 접합부신뢰성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 현재 Sn/37Pb 솔더를 사용하여 제품에 사용되고 있는 48 $\mu$BGA 패키지를 사용하여 Sn/Ag 계열 의 두 무연솔더인 Sn/3.5Ag/0.75Cu와 Sn/2.0Ag/0.5Cu/2.0Bi를 접합하여 장기신뢰성을 시효처리를 통하여 제시하였다. 시효처리는 $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $170^{\circ}C$ 온도에서 각각 300, 600, 900 시간동안 하였으며, 시효처리에 따른 전단강도와 각 솔더의 활성화에너지를 구하여 Sn/37Pb 솔더와 비교하였다. 두 무연솔더의 시효강도는 Sn/37Pb 솔더 보다 우수하였으며, 시효처리에 따라 형성된 솔더내부의 금속간화합물의 형상으로부터 균열의 성장과 형성에 대하여 논하였다. 이런 실험결과들로부터 두 무연솔더의 장기신뢰성 측면에서 대체가능성을 제시하였다.

• 한국광물학회지
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• 제20권1호
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• pp.7-19
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• 2007

전북 장수군 대유광산에 부존하는 페그마타이트내 전기석에는 네 종류의 유체포유물이 풍부하게 포획되어 있다. 유체포유물의 크기는 $5{\sim}100\;{\mu}m$이고, 상온에서 관찰되는 상(phase)의 거동에 따라 I, II, III, IV형으로 분류된다. I형은 액체가 풍부하고 기포의 크기가 50 vol% 이하인 것으로 공융온도(eutectic point)는 $-54{\sim}-29^{\circ}C$, NaCl상당 염 농도(이하염도)는 $0{\sim}12\;wt%$, 균질화온도는 $181{\sim}230^{\circ}C$이다. II형은 기포의 크기가 $80{\sim}90\;vol%$ 이상을 차지하는 포유물로서 역시 낮은 공융온도($-54{\sim}-22^{\circ}C$)를 보이며, 염도는 $3{\sim}8\;wt%$, 균질화온도는 $177{\sim}304^{\circ}C$ 범위이다. III형은 액체가 풍부하고 암염(halite)을 딸결정으로 포함하는 포유물로서 균질화온도는 $230{\sim}328^{\circ}C$, 염도는 $31{\sim}40\;wt%$이다. III형은 규산염용융포유물과 연관되어 산출되며 가열실험 중에 90% 이상의 포유물이 기포가 사라진 후에 암염이 용해되는 거동을 보인다. IV형은 $CO_{2}$를 함유하면서 칼리암염(sylvite)이나 암염을 딸결정으로 포함하는 포유물물로서 전기석에 가장 풍부하게 포획되어 있다. $CO_{2}$시스템의 밀도는 $0.80{\sim}0.75\;g/cm^{3}$, 균질화 온도는 $190{\sim}317^{\circ}C$, 염도는 $2{\sim}35\;wt%$이다. 멜트(melt)에서 가장 먼저 용리된 유체로부터 형성된 유체포유물은 규산염용융포유물과 공간적으로 연관되어 산출되는 III형이며 I형에 비해 전기석의 중앙부에서 산출되는 II형이 I형보다 먼저 포획된 것으로 추측된다. 용융체에서 용리되진 유체의 염도는 용리압력과 밀접한 관련성이 있으며, 염도의 요동(fluctuation)은 페그마타이트가 형성되는 동안 압력의 요동이 있었음을 의미한다. IV형은 가장 후기에 포획된 유체포유물이며, 광산 주변에 분포하는 석회암체 등의 변성퇴적암류로부터 $CO_{2}$ 성분과 다양한 성분의 유체가 공급되어 생성된 것으로 여겨진다. 정동이 발달하고 있지 않으며, 백운모를 함유하고 있는 대유페그마타이트는 변성작용에 의한 부분용융에 의해 형성된 멜트에서 결정화되었으며, 상당히 높은 압력의 환경에서 대유페그마타이트의 결정화작용 과정에서 용리한 유체의 성분이 전기석에 포획되어 있다. 이때 용리된 유체는 다양한 성분을 지니고 있었으며, 매우 낮은 공융온도와 다양한 딸결정은 포유물 내에 NaCl, KCl 이외에 적어도 $CaCl_{2},\;MgCl_{2}$와 같은 성분을 포함하고 있음을 지시한다. 유체의 용리는 적어도 $2.7{\sim}5.3$ kbar 이상의 압력과 $230{\sim}328^{\circ}C$ 이상의 온도에서 시작되었다.