• Composites Research
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• 제23권2호
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• pp.10-16
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• 2010

가압주조법으로 제조된 알루미나 섬유와 SiC 입자 혼합금속복합재료의 마찰특성을 조사하였다. 핀 형태의 마모 시험편은 전체 부피비 20%에 섬유와 입자의 서로 다른 비를 갖고 있다. 혼합금속복합재료의 윤활마모시험은 핀과 디스크 타입의 마모시험기를 사용하여 수행되었는데, 상온과 고온 $100^{\circ}C$와 $150^{\circ}C$.에서의 건식마찰특성을 각각 수행하였다. 마모면의 미시분석은 주사전자현미경(SEM)으로 조사하여 마찰특성과 마모거동을 분석하였다. 시험 결과 마모저항은 상온에서는 섬유와 같은 방향인 (PR) 방향에서는 SiC입자의 증가에 따라 향상되었다. 고온에서는 섬유와 수직한 방향(N)의 마모특성은 PR방향의 섬유가 마모면으로 전체적으로 쉽게 뽑히기 때문에 PR방향의 금속보합재료의 마모특성보다 우수하였다. 한편 마찰계수는 온도증가에 따라 감소하였다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.12-22
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• 1999

알루미늄 기지 금속복합재료는 비강도, 비강성, 경도가 뛰어난 것으로 널리 알려져 있으며, 높은 마모 저항으로 인해 점점 중요한 재료로 인식되고 있다. 본 연구에서는 AC2B 알루미늄 합금을 기지재로 하고, 알루미나($Al_2O_3$) 및 탄소를 단섬유를 보강재로한 혼합금속복합재료를 제조하였다. 다양한 상대 마모 속도하에서의 연삭 마모 시험을 통해 금속복합재료의 상온 및 고온 마모 거동을 규명하였다. 금속복합재료의 마모 저항은 고속에서 보강재로 인해 향상되었다. 탄소 혼합 금속복합재료의 마모 저항은 탄소의 고체 윤활 효과로 인해 알루미나($Al_2O_3$) 복합재료보다 우수하였으며, 특히 고속에서의 내마모성이 가장 향상되었다. 금속복합재료의 마찰계수는 상온과 고온에서 상대 속도의 변화에도 큰 차이를 보이지 않았다.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권6호
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• pp.1327-1345
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• 2016

$Al_2O_3$/SiC particulate reinforced (Metal Matrix Composites) MMCs which were produced by using stir casting process, bending strength and hardening behaviour were obtained using an analysis of variance (ANOVA) technique that uses full factorial design. Factor variables and their ranges were: particle size $2-60{\mu}m$; the stirring speed 450 rpm, 500 rpm and the stirring temperature $620^{\circ}C$, $650^{\circ}C$. An empirical equation was derived from test results to describe the relationship between the test parameters. This model for the tensile strength of the hybrid composite materials with $R^2$ adj = 80% for the bending strength $R^2$ adj = 89% were generated from the data. The regression coefficients of this model quantify the tensile strength and bending strengths of the effects of each of the factors. The interactions of all three factors do not present significant percentage contributions on the tensile strength and bending strengths of hybrid composite materials. Analysis of the residuals versus was predicted the tensile strength and bending strengths show a normalized distribution and thereby confirms the suitability of this model. Particle size was found to have the strongest influence on the tensile strength and bending strength.

• Composites Research
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• 제13권1호
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• pp.50-60
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• 2000

본 연구는 섬유/입자 혼합금속복합재료의 강화기구를 분석하는 이론적 해석방법을 제시하였다. 혼합금속복합재료의 인장강도 및 탄성계수는 같은 보강재의 부피분율 가진 단섬유복합재료에 비해서 강도가 최대 20%까지 증가한다. 이러한 증가효과는 본 연구에서 새로이 제안된 클러스터 모델을 도입한 후 이에 따른 강화효과를 Modified Rule of Mixture을 적용하여 분석하였다. 해석결과 클러터구조는 인장강도에 대해서 섬유의 효율을 탄성계수에 대해서는 배향인자를 증가시키는 것으로 나타났다. 이론적 해석 결과는 $Al_2O_3$섬유/입자 예비성형체에 AC8A를 침투시켜 제조한 금속복합재료에 대한 실험결과와 비교되었으며 이를 통해 해석이론이 타당함을 확인하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제17권4호
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• pp.338-346
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• 1997

Mechanical properties of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites fabricated by the reaction squeeze casting were compared with those of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Ai composites. Al-Ni intermetallic compounds ($10{\sim}20 {\mu}m$) formed by the reaction between nickel powder and molten aluminum were uniformly distributed in the Al matrix. These intermetallic compounds were identified as $Al_3Ni$ using X-ray diffraction analysis and they resulted in beneficial effects on room and high temperature strength and wear resistance. Microhardness values of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composite were greater by about 100Hv than those of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Al composite. Wear resistance of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites was superior to that of ($15%Al_2O_3{\cdot}SiO_2$)/Al composites regardless of the applied load. While tensile and yield strength of ($10%Al_2O_3{\cdot}SiO_2+5%Ni$)/Al hybrid composites were greater at room temperature and $300^{\circ}C$, strength drop at high temperature was much smaller in hybrid composites.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.109-115
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• 2000

In the present study, (10%$Al_2O_3$+5%Si)/AZ91 Mg hybrid composite was fabricated using the squeeze casting method. During squeeze casting, molten Mg was infiltrated into the preform of 10%$Al_2O_3$+5%Si and reaction product of $Mg_2Si$ intermetallic compound was formed by the reaction between molten Mg and Si powder. Microstructure has been observed and mechanical properties were evaluated for the reaction squeeze cast (RSC) hybrid composite. It was found that Si powder totally reacted with molten Mg to form $Mg_2Si$. Reinforcement ($Al_2O_3$) and the reaction product ($Mg_2Si$) are fairly uniformly distributed in Mg matrix for the squeeze cast hybrid composite. Mechanical properties were improved with hybridization of reinforcements, namely higher hardness and enhanced wear resistance comparing squeeze cast (15%$Al_2O_3$)/AZ91 Mg composite.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.75-84
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• 2003

본 연구의 목적은 가압주조법에 의해 제조된 Saffil/Al, Saffil/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al, Saffil/SiC/Al 과 같은 혼합금속 복합재료의 마모 물성을 조사하고자 하는 것이다. 마모 시험은 건조와 윤활상태 하에서 pin-on-disk 형태의 마모 시험기로 수행되었다. 세가지 금속복합재료의 마모 물성시험에서 Saffil섬유, $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$입자, SiC입자의 효과들을 조사하였다. 마모 메커니즘은 복합재료의 마모된 표면들을 관찰하여 분석하였다. 마모과정 동안 마찰계수(COF)의 변화는 컴퓨터에서 자동적으로 기록되었으며, 건조 조건에서 Saffi1/SiC/Al은 고온과 높은 하중 하에서 가장 좋은 마모 저항을 보여주었다. 한편 Saffil/ Al과 Saffi1/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al의 마모 저항은 비슷한 결과를 보였다. 건조조건에서 적당한 하중과 상온에서 지배적인 마모 메커니즘은 연삭 마모이며, 하중이나 온도가 증가함에 따라 응착마모로 변화되며, 고온에서는 융착마모를 나타내었다. 건조 상태에서 세가지 복합재료를 비교시 액체 파라핀에 의한 윤활시험시 마모 특성이 가장 좋은 결과를 나타내었다. 윤활조건에서는 Saffil/Al복합재료가 가장 좋은 마모 저항성을 보였으며, 이 경우 마찰계수도 가장 작게 나타났다. 윤활 조건에서 금속복합재료의 주요 마모 메커니즘은 microploughing 이었으나, microcracking 역시 다른 정도에서는 미소 균열도 발생한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.139-142
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• 2002

This study presents a mathematical model predicting the stress-strain behavior of fiber reinforced (FMMCs) and fiber/particle reinforced metal matrix composites (F/P MMCs). MMCs were fabricated by squeeze casting method using Al2O3 short fiber and particle as reinforcement, and A356 aluminum alloy as matrix. The fiber/particle ratios of F/P MMCs were 2:1, 1:1, 1:2 with the total reinforcement volume fraction of 20 vol.%, and the FMMCs were reinforced with 10 vol,%, 15 vol. %, 20 vol. % of fibers. Tensile tests were conducted and compared with predictions which were derived using laminate analogy theory and multi-failure model of reinforcements. Results show that the tensile strength of FMMCs with 10 vol.% of fiber was well matched with prediction, and as the fiber volume increases, predictions become larger than experimental results. The difference between the prediction and experiment is considered to be a result of matrix allowance of fiber damage in tensile loading. As the fiber volume fraction in FMMCs increases, the fiber damage increases and so that the tensile strength is reduced. The strength of F/P MMCs approaches more closely to the prediction than FMMCs reinforced with 20 vol.% of fibers because F/P MMCs contains small quantity of fibers and thus has a positive effect in fiber strengthening.

• 폴리머
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• 제26권5호
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• pp.644-652
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• 2002

전자파 차폐용 개스킷으로 적용할 수 있는 금속계 입자와 상온경화형 실리콘 수지의 페이스트계에 대한 정량적인 해석을 수행하였다. 금속입자 충전 복합재료의 전기 전도성 및 유변학적 거동은 입자의 형상, 크기, 분산상태에 많은 영향을 받는다. 고충전계에서 입자들은 매우 복잡한 응집상태를 형성하며 전단속도와 같은 외부요인에 의해 응집구조가 변하고 이에 따라 전기 전도도가 달라지게 된다. 본 연구에서는 금속입자의 평균직경 및 분산성에 따른 영향을 점도측정 및 전기 전도도 측정 방법을 통해 해석하였으며 이를 통해 금속입자의 선정기준을 제시하였다. 금속입자의 종류에 따라 점도분포, 전단응력의 영향, 전기 전도성의 변화 등이 차이를 보였다. 상대적으로 직경이 큰 입자에서 전단응력에 의한 영향이 두드러지게 나타났으며 동일 함량에서 분산성의 제어를 통해 점도 및 전기 전도도의 개선이 가능함을 보였다.

• Composites Research
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• 제22권5호
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• pp.15-23
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• 2009

가압주조법으로 제조한 $Al_2O_3$ 섬유와 SiC 입자 혼합 보강 금속복합재료(MMCs)의 상온과 고온에서 윤활마모특성을 조사하였다. 마모시험은 거리와 온도의 변화에 따라 속도를 고정시켜 25Kgf의 하중하에서 수행하였으며 MMCs의 시험편은 가압의 수평(PR)방향과 수직(N)방향에서 채취하였다. 혼합비의 영향을 관찰한 결과 상온에서는 20%섬유만 보강한 PR방향 MMCs의 마모거동은 N방향 보다 우수한 결과를 보였으나, 혼합보강 MMCs는 반대로 나타내었다. 고온($100^{\circ}C$)에는 모든 MMCs에서 PR방향의 마모거동이 N 방향보다 우수한 결과를 보인 것은 보강재와 마찰면간 윤활필름이 강호작용에 기인한 것으로 밝혀졌다. $150^{\circ}C$에서는 혼합 MMCs의 마모거동은 온도영향으로 PR이 N 보다 우수한 결과를 보였다.