• 한국재료학회지
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• 제30권5호
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• pp.231-238
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• 2020

The composition of martensite transformation in NiAl alloy is determined using pure nickel and aluminum powder by vacuum hot press powder metallurgy, which is a composition of martensitic transformation, and the characteristics of martensitic transformation and microstructure of sintered NiAl alloys are investigated. The produced sintered alloys are presintered and hot pressed in vacuum; after homogenizing heat treatment at 1,273 K for 86.4 ks, they are water-cooled to produce NiAl sintered alloys having relative density of 99 % or more. As a result of observations of the microstructure of the sintered NiAl alloy specimens quenched in ice water after homogenization treatment at 1,273 K, it is found that specimens of all compositions consisted of two phases and voids. In addition, it is found that martensite transformation did not occur because surface fluctuation shapes did not appear inside the crystal grains with quenching at 1,273 K. As a result of examining the relationship between the density and composition after martensitic transformation of the sintered alloys, the density after transformation is found to have increased by about 1 % compared to before the transformation. As a result of examining the relationship between the hardness (Hv) at room temperature and the composition of the matrix phase and the martensite phase, the hardness of the martensite phase is found to be smaller than that of the matrix phase. As a result of examining the relationship between the temperature at which the shape recovery is completed by heating and the composition, the shape recovery temperature is found to decrease almost linearly as the Al concentration increases, and the gradient is about -160 K/at% Al. After quenching the sintered NiAl alloys of the 37 at%Al into martensite, specimens fractured by three-point bending at room temperature are observed by SEM and, as a result, some grain boundary fractures are observed on the fracture surface, and mainly intergranular cleavage fractures.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권2호
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• pp.122-132
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• 2010

Higher strength and fracture toughness of reactor pressure vessel steels can be obtained by changing the material specification from that of Mn-Mo-Ni low alloy steel (SA508 Gr.3) to Ni-Mo-Cr low alloy steel (SA508 Gr.4N). However, the operation temperature of the reactor pressure vessel is more than $300^{\circ}C$ and the reactor operates for over 40 years. Therefore, we need to have phase stability in the high temperature range in order to apply the SA508 Gr.4N low alloy steel for a reactor pressure vessel. It is very important to evaluate the temper embrittlement phenomena of SA508 Gr.4N for an RPV application. In this study, we have performed a Charpy impact test and tensile test of SA508 Gr.4N low alloy steel with changing impurity element contents such as Mn and P. And also, the mechanical properties of these low alloy steels after longterm heat treatment ($450^{\circ}C$, 2000hr) are evaluated. Further, evaluation of the temper embrittlement by fracture analysis was carried out. Temper embrittlement occurs in KL4-Ref and KL4-P, which show a decrease of the elongation and a shifting of the transition curve toward high temperature. The reason for the temper embrittlement is the grain boundary segregation of the impurity element P and the alloying element Ni. However, KL4-Ref shows temper embrittlement phenomena despite the same contents of P and Ni compared with SC-KL4. This result may be caused by the Mn contents. In addition, the behavior of embrittlement is not largely affected by the formation of $M_3P$ phosphide or the coarsening of Cr carbides.

• Tribology and Lubricants
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• 제11권4호
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• pp.21-27
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• 1995

The effects of interface boundary strength on wear and wear transition during sliding have been investigated in silicon carbide ceramics. Three different microstructures, i.e., solid state sintered silicon carbide, liquid phase sintered silicon carbide and liquid phase sintered silicon carbide composite reinforced with TiB$_{2}$ particulates, were designed by hot pressing. Examinations of crack patterns and fracture modes indicated that interface boundaries were relatively strong between silicon carbide grains in the solid state sintered silicon carbide, intermediate in the liquid phase sintered silicon carbide and weak between silicon carbide grains and TiB$_{2}$ particles in the composite. Wear data and examinations of worn surfaces revealed that the wear behavior of these silicon carbide ceramics could be significantly affected by the interface strength. In the solid state sintered silicon carbide, the wear occurred by a grooving process. In the liquid phase sintered silicon carbide and composite, on the other hand, an abrupt transition in wear mechanism from initial grooving to grain pull-out process occurred during the test. The transition occurred significantly earlier in the composite than in the carbide.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.231-239
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• 1999

세라믹 복합체의 미세구조는 이차상의 종류 및 양, 소결 조제, 그리고 소결 조건(즉, 소결온도, 압력, 유지시간)에 영향을 받는다. 또한, 내마모 특성은 미세구조와 작업 조건이 내마모 특성에 크게 영향을 미친다. 본 실험에서는 질화규소에 마그네시아의 양을 변화시켜 가압 소결(Hot Press) 방법으로 시편을 제조하였다. 마그네시아 양에 따른 미세구조, 기계적 특성(경도, 강도, 파괴인성), 그리고 다양한 분위기(공기, 물, paraffin oil)에서의 내마모 특성을 조사하였다. 질화규소에 마그네시아의 양이 증가하였을 때, 입계의 유리상이 $\beta$-상의 장주형 입자를 커지게 하고, 또한 Hertzian contact damage를 저하시킨다. 대기 중에서 내마모 거동은 강도뿐만 아니라 파괴인성과 관련이 있고, 물과 paraffin oil에서는 경도와 밀접하다. 물속에서 마모시험 중 많은 유리상이 물과 반응하는 것을 생각할 수 있다. 그러므로 마찰 화학적 반응(tribochemical reaction)은 마모도 저하시킨다. Paaraffin oil에서 높은 하중을 부하할 경우, Hertzian contact damage 때문에 초기 마모가 마모량에 지배적이다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권3호
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• pp.52-61
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• 2010

1990년대 후반 이후 국내 건설폐기물의 발생량은 급격하게 증가하였으며, 이를 처리하기 위해 많은 노력을 기울인 결과 97%이상 재활용이 이루어지고 있다. 이 과정에서 폐콘크리트는 단순 파쇄를 통해 순환골재로 생산되고 있으며, 대부분 뒤채움재나 매움재 등 저급한 용도로 재활용되고 있는 실정이다. 그 이유는 골재와 모르타르의 단체분리가 원활히 이루어지지 않아 천연골재 대비 낮은 품질의 순환골재가 생산되기 때문이다. 이에 본 연구에서는 기존 순환골재 생산 공정의 문제점을 파악하기 위하여 기존 공정에서 대표적으로 사용되고 있는 파분쇄 장비를 이용한 폐콘크리트 파분쇄 실험을 통해 골재와 모르타르의 단체분리 특성을 분석하였다. 이 과정에서 골재와 모르타르의 단체분리 효율을 향상시키기 위하여 가열 전처리 방법을 도입하였으며, 우수한 단체분리 특성을 확인하였다. 파분쇄 실험 결과 기존 파분쇄 장비를 통해 생산된 순환골재는 골재와 모르타르의 계면을 따라 선택적인 파분쇄가 발생하지 않아 그 품질이 저하되었으며, 나아가 골재 자체가 충격을 받아 파괴가 일어나는 문제가 존재하였다. 이를 해결하기 위하여 골재와 모르타르의 계면에서의 선택적인 파분쇄를 유도시키는 새로운 분쇄 메커니즘인 gentle breakage를 도입하였으며, 이를 위한 기초 실험으로 폐콘크리트를 자유낙하시켜 순환골재를 생산한 결과 기존 파분쇄 장비에 비해 우수한 단체분리 특성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.183-189
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• 2010

제3기 분지의 경계단층을 따라 발달하는 단층핵에서 단층비지 시료를 채취하여 현미경하에서 잔류입자들의 미구조 관찰과 잔류입자들을 이용한 프랙탈 차원 분석을 수행하였다. 타원형의 잔류입자들은 기질의 점토엽리(P엽리)에 평행 내지 아평행하게 형태선택배향을 이루는데 이는 풍부한 기질의 미세 입자 속에서 지속적인 단층 슬립 동안 회전에 의해 이루어진 것으로 생각된다. 잔류입자 크기 분포는 2.40-3.02 범위의 프랙탈 차원(D)을 갖는 멱 법칙을 따른다. 여기서 한 개의 시료를 제외한 모든 시료들은 Sammis et al. (1987)의 자기유사 파쇄 과정을 예측한 구속 분쇄 모델의 특정 차원 값 2.58보다 높은 값을 보이며 큰 단층 슬립과 다중단층작용을 지시한다. 아마도 비지대의 높은 차원 값은 구속 분쇄모델의 적용 범주를 지난 후부터는 파쇄 기구가 바뀌어 입자마모와 이에 부수적으로 조립입자의 선택적 파쇄가 일어남에 기인한 단층암의 비 자기유사 진화를 지시한다. 단층핵의 파쇄 진화를 통하여 후기의 입자마모 동안에 입자 파쇄가 부수적으로 일어날 수 있는 것과 마찬가지로 조기의 대량 파쇄 동안에도 부분적으로 입자마모가 수반될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국재료학회지
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• 제2권4호
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• pp.270-278
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• 1992

W-0.4wt% Ni, W-0.8wt% Ni 활성 소결체의 Ni rich상의 양이 응력 파단 성질에 미치는 영향을 조사하기 위하여, direct load creep tester를 사용, 100$0^{\circ}C$~120$0^{\circ}C$, 수소 분위기에서 응력 파단시험을 하였다. 100시간 응력 파단 강도는 니켈 함량이 0.4wt%, 0.8wt%로 증가 함에 따라, W-0.2wt% Ni의 경우와 비교하여 100$0^{\circ}C$에서 43%, 90%, $1100^{\circ}C에서$ 35%, 60% 높았으며, 이는 초기 결정립 조대화, 비이론밀도의 상승과 시험 중 결정립 성장 때문으로 생각된다. W-0.4wt% Ni의 크리프변형 활성화 에너지는 81.3kca1/mol으로, 변형기구는 Ni rich 상을 통한 W 확산과 결정립 내부 변형이다. 응력 파단 시험 후, 파단면은 입계 파괴 양상을 나타내었다. 소결시 생성된 고립 기공이 결정입계에 있는 Ni rich상을 따라 전파하였기 때문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1398-1407
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• 2000

The structural steels of power plant show the decrease of mechanical properties due to degradation such as temper embrittlement, creep damage and softening during long-term operation at high temper ature. The typical causes of material degradation damage are the creation and coarsening of carbides(M23C6, M6C) and the segregation of impurities(P, Sb and Sn) to grain boundary. It is also well known that material degradation induces the cleavage fracture and increases the ductile-brittle transition temperature of steels. So, it is very important to evaluate degradation damage to secure the reliable and efficient service condition and to prevent brittle failure in service. However, it would not be appropriate to sample a large test piece from in-service components. Therefore, it is necessary to develop a couple of new approaches to the non-destructive estimation technique which may be applicable to assessing the material degradation of the components with not to influence their essential strength. The purpose of this study is to propose and establish a new electrochemical technique for non-destructive evaluation of material degradation damage for Cr-Mo steels which is widely used in the high temperature structural components. And the electrochemical anodic polarization test results are compared with those of semi-nondestructive SP test.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권4호
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• pp.415-424
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• 2001

고온에서 장시간 사용으로 인하여 발생되는 경년열화 평가에는 파괴적인 방법이 신뢰성이 높지만 시험편 채취의 어려움이 있다. 그러므로 비파괴석인 방법에 의한 열화도 평가가 바람직하다. 본 연구에서는 2.23Cr-1Mo강에 대하여 장시간 등온열처리로 모의 열화시험편을 제작하여 고온설비부재에서 발생되는 탄화물의 석출 및 조대화, 분순물의 입계편석 등 금속학적 미세조직을 관찰하고, 미세조직의 변화와 유도 초음파의 전파특성과의 상관관계를 규명하고, 파괴시험치와 그 결과를 비교하여 초음파 비파괴평가에 의한 고온부재의 열화도 평가의 가능성을 실험적으로 검증하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.102-102
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• 2018

Electronic industry had required the finer size and the higher performance of the device. Therefore, 3-D die stacking technology such as TSV (through silicon via) and micro-bump had been used. Moreover, by the development of the 3-D die stacking technology, 3-D structure such as chip to chip (c2c) and chip to wafer (c2w) had become practicable. These technologies led to the appearance of HBM (high bandwidth memory). HBM was type of the memory, which is composed of several stacked layers of the memory chips. Each memory chips were connected by TSV and micro-bump. Thus, HBM had lower RC delay and higher performance of data processing than the conventional memory. Moreover, due to the development of the IT industry such as, AI (artificial intelligence), IOT (internet of things), and VR (virtual reality), the lower pitch size and the higher density were required to micro-electronics. Particularly, to obtain the fine pitch, some of the method such as copper pillar, nickel diffusion barrier, and tin-silver or tin-silver-copper based bump had been utillized. TCB (thermal compression bonding) and reflow process (thermal aging) were conventional method to bond between tin-silver or tin-silver-copper caps in the temperature range of 200 to 300 degrees. However, because of tin overflow which caused by higher operating temperature than melting point of Tin ($232^{\circ}C$), there would be the danger of bump bridge failure in fine-pitch bonding. Furthermore, regulating the phase of IMC (intermetallic compound) which was located between nickel diffusion barrier and bump, had a lot of problems. For example, an excess of kirkendall void which provides site of brittle fracture occurs at IMC layer after reflow process. The essential solution to reduce the difficulty of bump bonding process is copper to copper direct bonding below $300^{\circ}C$. In this study, in order to improve the problem of bump bonding process, copper to copper direct bonding was performed below $300^{\circ}C$. The driving force of bonding was the self-annealing properties of electrodeposited Cu with high defect density. The self-annealing property originated in high defect density and non-equilibrium grain boundaries at the triple junction. The electrodeposited Cu at high current density and low bath temperature was fabricated by electroplating on copper deposited silicon wafer. The copper-copper bonding experiments was conducted using thermal pressing machine. The condition of investigation such as thermal parameter and pressure parameter were varied to acquire proper bonded specimens. The bonded interface was characterized by SEM (scanning electron microscope) and OM (optical microscope). The density of grain boundary and defects were examined by TEM (transmission electron microscopy).