• 제목/요약/키워드: Grain structure

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양전자 소멸 측정을 이용한 발광 박막 구조 결함 특성 (The Defect Characterization of Luminescence Thin Film by the Positron Annihilation Spectroscopy)

  • 이권희;배석환;이종용
    • 한국진공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.250-256
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    • 2013
  • 양전자 소멸 분광법으로 발광 박막 시료에 3.0 MeV 에너지를 가진 양성자 빔을 $0.0{\sim}20.0{\times}10^{13}$ protons/$cm^2$의 조사에 의해 생성된 결함을 측정하여 박막구조 특성에 대하여 실험하였다. 동시 계수 도플러 넓어짐 양전자 소멸법 스펙트럼의 수리적 해석 방법인 S-변수를 사용하고, 양전자 수명 측정 방법에 의한 양전자 수명 ${\tau}_1$${\tau}_2$, 이에 따른 세기 $I_1$$I_2$를 사용하여, 박막구조에 대한 결함 특성 변화를 측정하였다. 측정된 S-변수는 박막에 조사된 양성자의 빔 조사량에 따라 양성자가 빈자리에 포획되어 감소하는 값을 보였다. 양전자 수명 ${\tau}_1$은 증가하고, ${\tau}_2$은 일정한 값을 나타내었으나, 반면에 세기 $I_1$$I_2$는 큰 변화가 없었다. 그 이유는 양성자 조사 빔의 변화에 따라서 단일 빈자리의 크기는 증가하고, 다 결정체 알갱이 빈자리 때문에 양성자에 의한 다수의 빈자리 결함의 양은 큰 차이가 없기 때문이다. 그리고 Bragg 피크로 인하여 박막 시료의 특정 깊이에 결함을 형성하여 박막 전체의 결함으로 잘 나타나지 않기 때문으로 판단된다.

열간단조용 비조질강의 기계적 성질에 미치는 V, Nb의 영향 (Effect of V and Nb on Mechanical Properties of Non-Heattreated Hot Forging Steels)

  • 위겸복;정운태;이경섭;왕성도
    • 한국재료학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.65-75
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    • 1992
  • 0.4wt% C을 함유하는 기존의 기계구조용 탄소강에 V과 Nb을 단독 또는 복합으로 첨가한 열간단조용 비조질강의 기계적 성질을 조사하고, 미세조직과 셔출물의 분포 및 형상을 관찰하였으며 첨가원소의 영향을 정량화 하기 위해 중회귀분석을 행하였다. 인장시험 결과 모든 재료의 인장강도는 $70kg/\textrm{mm}^2$ 이상으로 기존의 소입.소려재(S45C)와 동등하거나 그 이상이었으며, 충격시험 결과 대부분 재료의 충격에너지는 40J 이하로 기존 재료의 약 50%정도였 다. V함량이 0.10에서 0.l5wt%로 증가하였을 경우 인장강도는 약 20% 증가하였으나 충격에너지는 감소하였다. 이는 VC의 미세석출에 의해 석출강화 효과와 함께 펄라이트의 부피분율이 증가하고 층간거리가 감소했기 때문이다. 반면 Nb 함량이 0.05에서 0.10wt%로 증가한 경우에는 강도와 인성의 근소한 증가경향을 나타내었다. 이는 NbC의 석출애 의한 결정립 미세화 효과가 VC 보다 우세했기 때문이다. 또한 V+Nb의 복합첨가는 단독첨가시에 비하여 충격인성의 향상에 보다 효과적이었으며, 본 실험에서 최적 강도와 인성의 조합을 보인 합금조성은 0.4C-1.19Mn-0.05S-0.12V-0.07Nb로 인장강도는 $84kg/\textrm{mm}^2$ 이상, 충격인성은 34J 이상이었다.

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남해안에서 자생하는 거머리말(Zostera marina L.)식물의 분포와 생육지 환경 (The Distribution and Habitation Characteristics of Zostera marina L. along the Southern Coast of Korea)

  • 이상용;이성미;지해근;최청일
    • 환경생물
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    • 제19권4호
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    • pp.313-320
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    • 2001
  • 한반도 남해 연안 습지 지역에 자생하는 거머리말의 부포, 식물체 군집과 생육환경의 특성을 파악하기 위하여 2000년 6월부터 12월까지 식물체와 생육환경을 조사하였다. 조사기가 중 제주도 2개 생육지를 포함하여 남해 동부연안의 안골포에서 서부연안인 진도 강계까지 총 28개 생육지에서 자생 거머리말의 분포를 파악하였다. 거머리말의 생육지는 연안과 섬의 만, 보초, 하구와 같이 파랑의 영향이 적은 수심 0.5${\sim}$8.0m의 조간대와 조하대 지역이었다. 거머리말 생육지의 염부은 18.2${\sim}$34.5%$_o$의 범위로 광염성의 특성을 나타내었으며, 저질은 모래의 함량이 49.7${\sim}$99.1%, 평균 입도 1.5${\sim}$4.4${\phi}$의 사질, 사니질과 니사질의 퇴적상으로 구분되었다. 영양지의 식물체 길이는 54.7${\sim}$171.4cm로 생육지의 수심과 생육 위치 및 생육환경에 따라 큰 변이를 나타내었으며, 식물체의 형태학적 정량 형질의 특성을 분석한 결과 식물체는 단협엽형과 장광협형의 특징을 나타내었다. 식물체의 형태학적 형질은 건중량과 양의 상관관계를 나타내었으며, 형태학적 형질간에도 양의 상관관계를 나타내었다.

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천연광물 흡착제 및 고염기도 PAC를 이용한 용존성 Cs의 처리특성 (Removal Characteristic of Soluble Cs in Water Using Natural Adsorbent and High Basicity Coagulant Poly Aluminium Chloride)

  • 김복성;김영석;정윤선;강성원;오대민;채호준
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권7호
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    • pp.385-390
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    • 2017
  • 응집 침전기술인 방사능 오염물질의 처리장치의 용존성 Cs 처리특성을 평가하였다. 방사능 오염물질 처리장치는 전흡착부, 고형물침전부, 후흡착부로 구성하였다. 흡착제는 천연광물 일라이트를 입자크기에 따라 LPI (Large Particle Illite), SPI (Small Particle Illite)로 구분하여 사용하였고, 응집제는 고염기도 PAC (poly aluminum chloride)을 사용하였다. 흡착제는 판상구조형태로 주로 석영, 조장석, 백운모로 구성되었으며, LPI, SPI의 Surface area는 각각 $4.201m^2/g$, $4.227m^2/g$으로 나타났고 입자크기는 각각 $197.4-840.9{\mu}m$, $3.28-53.57{\mu}m$로 나타났다. 천연광물인 일라이트의 흡착효율은 LPI는 82.8%, SPI는 85.6%로 나타났고 흡착제 회수에 대한 간접적인 지표인 탁도의 제거율은 96.4%, 98.3%로 나타났다.

중성자 영상 분석을 활용한 고대 제철법 재현 사철강괴의 금속학적 특성 연구 (A Study on the Metallurgical Characteristics for Sand Iron Ingot Reproduced by the Traditional Iron-making Method on Ancient Period under the Neutron Imaging Analysis)

  • 조성모;김종열;;김태주;조남철
    • 보존과학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.631-640
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    • 2019
  • 본 연구는 전통제철법인 정련 및 단접을 적용한 사철강괴(SI)의 미세조직을 파괴분석법인 현미경분석과 비파괴분석법인 중성자 영상 분석을 통해 분석결과를 비교하였다. 시료는 전통제철법으로 생산한 사철강괴이며, 파괴분석용의 SI-A와 비파괴분석용의 9 ㎠의 SI-B를 제작하였다. 파괴분석으로 금속현미경과 주사전자현미경이 이용되었으며, 비파괴분석으로 일본 훗카이도 대학의 소형 중성자원 이용시설을 통한 중성자 영상 분석을 이용하였다. 파괴분석결과 미세한 ferrite 및 pearlite가, 시료의 가장자리에서 Widmanstätten ferrite와 조대한 ferrite가 관찰되었다. 또한 비파괴분석법인 중성자 영상 분석 결과 체심입방격자 구조의 grain size가 3 ㎛ 정도의 α-Fe인 ferrite와 층상의 pearlite가 관찰되었다. 이렇듯 중성자 영상 분석을 이용하면 비파괴로 연구대상의 재료과학적 특성을 확인할 수 있고 문화재에 적용 시 최적의 연구결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

수중 원통형 다공성 모래퇴적물의 음향특성 (Acoustic Characteristics of Sand Sediment with Circular Cylindrical Pores in Water)

  • 윤석왕;이용주;노희설
    • 한국음향학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.110-119
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    • 2002
  • 수중퇴적물의 투과음향특성을 실험실 조건에서 고찰하였다. 물로 포화된 입자지름 0.5 mm이하의 모래퇴적물을 (재질의 두께가 1 mm이고 부피가100mm×100m×42m인 아크릴상자 안에) 형성시켜 수중모래퇴적물 시료를 제작하였다. 수중 모래퇴적물 시료의 다공율을 조절할 수 있도록 퇴적물 내부에 내경 3 mm, 길이 42 mm인 원통형 관들을 이용하여 물로 채워진 관을 위치시켜서, 원통다공율이 각각 0 %, 5%, 11%, 18%, 26%인 다섯 개의 수중 모래퇴적물 시료를 만들었다. 수중 모래퇴적물 시료의 음향특성을 다공율과 0.3 MHz에서 4 MHz의 구간에서 주파수의 함수로 분석하였다. 수중 모래퇴적물 시료를 투과한 음향신호는 시료 전체로부터 나온 첫번째파 (first-kind wave)와 관을 통하여 나온 두번째파 (second-kind wave)를 구분하여 관측하였다. 중심주파수 1 MHz에서는 첫번째파가 지배적이었으나 중심주파수 2.25 MHz에서는 두번째파가 지배적이었다. 첫번째파의 경우, 다공율이 증가되면 음압투과계수는 작아지고 음속은 물의 음속에 가깝게 낮아지며, 주파수가 증가되면 투과계수는 점차 작아지나 음속의 변화는 없었다. 두번째파의 경우, 다공율이 커지면 투과계수가 커지고 음속은 변화가 없었으며, 주파수가 증가되어도 투과계수와 음속의 변화는 없었다.

High Strength Nanostructured Metastable Alloys

  • Eckert, Jurgen;Bartusch, Birgit;Schurack, Frank;He, Guo;Schultz, Ludwig
    • 한국분말재료학회지
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    • 제9권6호
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    • pp.394-408
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    • 2002
  • Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

RF reactive magnetron sputtering으로 제조한 TiO2 박막의 구조 및 광학적 특성 (Structural and Optical Properties of TiO2 Thin Films Prepared by RF Reactive Magnetron Sputtering)

  • 강계원;이영훈;곽재천;이동구;정봉교;박성호;최병호
    • 한국재료학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.452-457
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    • 2002
  • Titanium oxide films were prepared by RF reactive magnetron sputtering. The effect of sputtering conditions on structural and optical properties was investigated systemically as a function of sputtering pressure(5~20 mTorr) and $O_2/Ar$ flow ratio(0.08~0.4). The results of the X-ray diffraction showed that all films had only the anatase $TiO_2$ phase. At low sputtering pressure and $O_2/Ar$ flow ratio, the films had preferred orientations along [101] and [200] directions. As the sputtering pressure and $O_2/Ar$ flow ratio increased, the intensity of the 101 and 200 diffraction peaks decreased gradually. The microstructure of the sputtered films showed the fine grain size (20nm~50nm) and columnar microcrystals perpendicular to the substrate. With increasing the sputtering pressure and decreasing $O_2/Ar$ flow ratio, the sputtered films showed the more porous columnar structure. XPS analysis showed that stoichiometric $TiO_2$ films were deposited at 7 mTorr sputtering pressure and 0.2 $O_2/Ar$ flow ratio. The results of the X-ray diffraction showed that all films had only the anatase $TiO_2$ phase. Ellipsometeric analysis showed that the refractive index increased from 2.32 to 2.46 as the sputtering pressure decreased. The packing density calculated using the refractive index varied from 0.923 to 0.976, indicating that $TiO_2$films became denser as the sputtering pressure decreased.

Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7나노 결정립 합금 분말 코아의 자기적 특성 (The Magnetic Properties of Nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7 Alloy Powder Cores)

  • 노태환;최혁열;안상재
    • 한국자기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.7-12
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    • 2004
  • F $e_{73.5}$C $u_1$N $b_3$S $i_{15.5}$ $B_{7}$ 비정질 리본 합금을 490∼61$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 열처리하고 이를 볼 밀링 하여 얻은 250∼850$\mu\textrm{m}$크기의 자성분말과 5wt%의 세라믹 절연체로 구성된 분말 코아의 자기적 특성에 열처리 온도가 미치는 영향을 조사하였다. 5$50^{\circ}C$에서 1 h동안 열처리하여 직경 11 nm의 $\alpha$-Fe상 나노 결정립 구조로 되었을 때(전기비저항은 110$\mu$$.$cm)가장 높은 실효투자율 및 품질계수를 나타내었으며 그 값은 각각 125와 53이었고, 실효투자율의 경우 약 500 KHz에 이르기까지 일정한 크기를 유지하였다. 그리고 이 열처리 조건에서 230 mW/㎤(f=50 KHz, $B_{m}$ =0.1 T)의 대단히 낮은 자심손실을 나타내었다. 그러나 이 합금의 분말 코아는 종래의 분말 코아 재료(MPP,센더스트 등)에 비해 그리 우수하지 못한 직류 바이어스 특성 특히 저 자장 하에서의 낮은 퍼센트 투자율을 나타내었는데, 이는 종래의 소재와 유사한 투자율을 얻는데 너무 큰 입도의 분말이 필요한 것에 그 원인이 있는 것으로 이해되었다.

소량의 첨가원소가 Strip-Cast Nd-Fe-B 향금의 미세 조직 형성에 미치는 영향 (Effect of Small Additives on the Microstructure of Strip-Cast Nd-Fe-B Alloys)

  • 이대훈;장태석;김동환;김승호
    • 한국자기학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.196-200
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    • 2004
  • 고에너지 Nd-Fe-B소결자석 제조용 strip-cast합금의 미세조직을 개선하기 위하여, Nd$_{14}$Fe$_{80}$B$_{6}$6의 기본 조성에 소량의 Cu (0.3 ~ 1.0 at%) Co (0.5 ~ 1.5 at%)를 각각 첨가하고 strip-casting법으로 합금을 제조한 후, 이들 Fe 치환원소의 첨가량 변화가 합금의 상형성, 상분포 및 조직 형성에 미치는 영향을 조사하였다. Cu첨가량이 증가함에 따라 용탕의 유동성이 증가하여 strip 두께가 감소함과 함께 strip표면에 수직한 방향으로의 수지상정 발달이 억제되었으나, Co첨가량이 증가한 경우에는 strip두께의 증가와 함께 strip표면에 수직한 방향으로 수지상정이 잘 발달하여 <001>방향으로의 preferred orientation이 증가하는 경향을 보였다. 이들 Cu와 Co의 첨가는 모두 수지상정을 미세화하는 효과가 있었으나, Cu는 Fe의 정출을 안정화시키는 경향이 있어서 Cu가 함유된 함금에서는 종종 Fe가 종종 정출한 반면, Co는 초정 Fe의 정출을 억제하는 효과가 있었다. 한편, 소량의 Zr (0.3, 0.5 at%)을 첨가하였을 때에는 전체적인 결정립의 조대화와 함께 수지상정의 붕괴를 초래하였다.