• 대한치과기공학회지
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• 제35권4호
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• pp.295-302
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• 2013

Purpose: The grindability of Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys in order to develop Ti alloys for dental applications with better machinability than unalloyed titanium has been evaluated. Methods: Experimental Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys were made in an argon-arc melting furnace. Slabs of experimental alloys were ground using a SiC abrasive wheel on an electric handpiece at one of the four rotational speeds of the wheel (12000, 18000, 25000 or 30000rpm) by applying a force(100gf). Grindability was evaluated by measuring the amount of metal volume removed per minute(grinding rate) and the volume ratio of metal removed compared to the wheel material lost, which was calculated from the diameter loss (grinding ratio). Experimental datas were compared the results with those of cp-Ti(commercially pure titanium) Results: It was observed that the grindability of Ti-10%Zr-X%Cr(X=0,1,3) alloys increased with an increase in the Cr concentration. More, they are higher than cp-Ti, particularly the Ti-10%Zr-3%Cr alloy exhibited the highest grindability at all rotational speeds except 12000rpm. There was significant difference in the grinding rate and grinding ratio between Ti-10%Zr-3%Cr alloy and cp-Ti at all rotational speeds(p<0.05). Conclusion: The Ti-10%Zr-3%Cr alloy exhibited better grindability at high rotational speeds, great potential for use as a dental machining alloy.

• 한국표면공학회지
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• 제49권3호
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• pp.260-264
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• 2016

In this study, fractured surface morphology and mechanical properties of Ni-Cr-Mo alloys with various contents of Mo for dental material use have been evaluated by mechanical test. The alloys used were Ni-13Cr-xMo alloys with Mo contents of 4, 6, 8, and 10 wt.%, prepared by using a vacuum arc-melting furnace. Ni-13Cr-xMo alloys were used for mechanical test without heat treatment. The phase and microstructure of alloys using an X-ray diffraction (XRD) and optical microscopy (OM) were evaluated. To examine the mechanical properties of alloys according to microstructure changes, the tensile test and the hardness test were carried out using tensile tester. To understand the mechanism of Mo addition to Ni-Cr alloy on mechanical property, the morphology and fractured surfaces of alloys were investigated by field-emission scanning electron microscope (FE-SEM). As a result, 79Ni-13Cr-8Mo alloy was verified that the tensile strength and the hardness were better than others. Varying Mo content, the changes of microstructures of alloys were identified by OM and SEM and that of 79Ni-13Cr-8Mo alloy was proved fabricated well. Microstructures of alloys were changed depending on Mo content ratio. It has been observed that 8% alloy had the most suitable mechanical property for dental alloy.

• 자원리싸이클링
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• 제7권3호
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• pp.27-35
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• 1998

전기로 제강업체에서 생성되는 분진을 매립할 경우 토양 및 수질오염등의 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있지만 적절한 처리공정을 거치게 되면 고부가가치를 얻을 수 있는 Fe, Zn, Pb, Cd 등의 원소들이 함유되어 있다. 이에 국내외 제강업체에서는 폐자원의 재자원화 측면 뿐만 아니라 환경오염 억제 차원에서 이러한 전기로 분진중 유가금속의 회수를 위한 처리공정의 개발이 시급히 요구되고 있으나, 현재 전기로 분진의 대부분은 재활용 처리되지 않고 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전기로 분진에 함유된 산화철을 Fe로 회수하기 위한 기초자료를 얻고자 실제 전기로 분진의 화학적 조성과 유사한 시료를 제조하여 $1500^{\circ}C$ Ar 분위기 하에서 탄소첨가량 및 연기도의 변화가 슬래그내의 $Fe_2O$ 회수율에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 합성시료의 고온용융특성 조사에서 탄소환원당량 대비 탄소첨가량이 증가함에 따라 연화점 및 용융점이 증가하였으며 슬래그중 $Fe_2O$의 환원속도는 탄소환원당량대비 탄소첨가량이 100%, 염기도 1.7에서 가장 높았다. 또한 $Fe_2O$의 환원반응차수는 거의 1차반응임을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권4호
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• pp.69-74
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• 2014

심해저 망간단괴를 용융환원 제련시 발생된 슬래그에 규사와 cokes를 일정량 배합하여 아크로에서 재용융하여 Fe-Si-Mn 합금철을 제조하는 과정에서 발생하는 2차 슬래그는 아직 특정 용도가 개발되지 않은 폐슬래그로 취급되는데, 이 폐슬래그의 재활용 방안에 대하여 요업 원료로의 활용가능성과 건설재료로의 활용가능성을 검토하였다. 망간단괴 폐슬래그를 포틀랜드시멘트, 캐스타블내화물과 같은 요업원료로 사용하는 것은 조성 차이가 많아서 직접적인 활용이 곤란하고, 다른 활용방법으로서 폐슬래그를 도로 노반재나 성토재 및 복토재 등과 같은 건설재료로 활용하는 것이 무난하다고 판단된다. 도로 건설재료로 사용시 혹시 있을지도 모를 토양 오염에 대비하여 유해물질들에 대한 용출시험을 KS 기준에 따라 수행한 결과 폐슬래그의 무해성을 확인할 수 있었다. 따라서, 망간단괴 폐슬래그를 도로 성토재나 노반재와 같은 건설재료로 활용하는 방안을 제안코자 한다.

• 한국재료학회지
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• 제15권1호
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• pp.31-36
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• 2005

It is well known that PCB (Printed Circuit Board) is a complex mixture of various metals mixed with various types of plastics and ceramics. In this study, high temperature pyre-metallurgical process was investigated to extract valuable metallic components from the PCB scrap. For this purpose, PCB scrap was shredded and oxidized to remove plastic materials, and then, quantitative analyses were made. After the oxidation of the PCB scrap, $30.6wt\%SiO_2,\;19.3wt\%Al_2O_3\;and\;14wt{\%}CaO$ were analyzed as major oxides, and thereafter, a typical composition of $32wt\%SiO_2-20wt\%Al_2O_3-38wt{\%}CaO-10wt\%MgO$ was chosen as a basic slag system for the separation of metallic components. Moreover a size effect of crushed PCB scrap was also investigated. During experiments a high frequency induction furnace was used to melt and separate metallic components. As a result, it was found that the size of oxidized PCB scrap was needed to be less 0.9 m to make a homogeneous liquid slag and to recycle metallic components over $95\%$.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권7호
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• pp.589-597
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• 2010

In the present study, the effect of variation in alloying elements on the carbide formation behavior during casting and homogenization treatment of M2 high speed steels was investigated. M2 high speed steels of various compositions were produced by vacuum induction melting. Contents of C, Cr, W, Mo, and V were varied from the basic composition of 0.8C, 0.3Si, 0.2Mn, 4.0Cr, 6.0W, 5.0Mo, and 2.0V in weight percent. Homogenization treatment at $1150^{\circ}C$ for 1.5 hr followed by furnace cooling was performed on the ingots. Area fraction and chemical compositions of eutectic carbide in as-cast and homogenized ingots were analyzed. Area fraction of eutectic carbide appeared to be higher in the ingots with higher contents of alloying elements the area fraction of eutectic carbide also appeared to be higher on the surface regions than in the center regions of ingots. As a result of the homogenization treatment, $M_2C$ carbide, which was the primary eutectic carbide in the as-cast ingots, decomposed into thermodynamically stable carbides, MC and $M_6C$. The latter carbide was found to be the main one after homogenization. Fine carbides uniformly distributed in the matrix was found to be MC type carbide and coarsened by homogenization.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권1호
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• pp.58-63
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• 2011

The grain size and growth direction of a directionally solidified turbine blade were evaluated by the initial nucleation condition at the start block of directional solidification. The initial nucleation condition was controlled by inserting a Ni foil on the directional solidification plate of the directional solidification furnace. Fine grains with good orientation were obtained in the faster cooling condition at the start block. The nucleus number was compared with the cooling rate of the start block by electron back scattered diffraction (EBSD). DSC (differential scanning calorimeter) analysis was performed to compare the melting point and undercooling for nucleation of the coarse nuclei and fine nuclei of the start block. The faster cooling condition at the start block showed more undercooling for nucleation and smaller size of nuclei which resulted in a fine grain with good orientation in the directional turbine blade.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권2호
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• pp.4-23
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• 2020

이 연구는 우리나라 철 주조기술의 다양성과 기술 체계를 규명하기 위한 목적으로 진행되었으며, 이를 위해 고문헌 조사 및 유물 분석, 제작 도구와 제작 기술에 대한 현지 조사 그리고 주조와 거푸집에 사용된 재료의 과학 분석 등을 실시하였다. 불미기술은 송풍구인 풀무를 이용하여 주철을 녹인 뒤 그 쇳물을 토제 거푸집에 부어 주물을 완성하는 철 주조기술로 현재 유일하게 제주도에서만 전승되고 있는데, 모래 거푸집을 사용하는 육지와 비교해 토제 거푸집을 사용하고 있다는 것이 큰 차이점이라 할 수 있다. 무쇠솥 주조기술에는 석비레, 모래, 점토 등을 섞어 만든 모래 거푸집을 이용한 주물사주조법(鑄物砂鑄造法)과 점토에 볏짚과 갈대 등을 섞어 만든 토제 거푸집을 이용한 도토주조법(陶土鑄造法)이 사용되고 있다. 주물사주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 속심 제작, 쇳물 작업, 거푸집에 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 5단계의 작업공정을 거치며, 도토주조법에 의한 무쇠솥 주조는 거푸집 만들기, 거푸집 굽기, 질먹 입히기, 쇳물 작업, 쇳물 붓기, 완성품 다듬기 등 크게 6단계의 작업 공정으로 이루어진다. 두 주조법은 거푸집의 재료, 거푸집을 불에 굽고 질먹을 입히는 제작 공정에서 차이를 보인다. 이번에 연구한 불미기술은 토제 거푸집 무쇠솥 주조로 진흙 채취 및 반죽, 거푸집 제작, 초벌 굽기, 화적모살 및 질먹 바르기, 건조 및 비얄질, 거푸집 합장, 둑(용광로)제작, 재벌 굽기, 제련, 쇳물 붓기, 주물 다듬기 등 단계별 주조 공정에 사용된 재료 및 도구 분석과 제작 기술에 담겨진 과학 기술 원리를 규명하여 우리 고유 철 주조기술의 기술 체계를 밝혀 보았다. 그리고 무쇠솥 도토주조를 위해 이용한 재료와 완성품을 과학 분석한 결과, 거푸집은 주성분이 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃으로 이루어진 진흙과 모래이고, 이형재는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, K₂O가 함유된 흑연이며, 완성된 무쇠솥의 미세 조직은 시멘타이트(Fe₃C)와 펄라이트(페라이트와 시멘타이트의 층상 구조)로 이루어진 백주철 조직임을 확인하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제43권3호
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• pp.144-179
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• 2010

본고는 1970년대 이래 제철유적에 대한 조사가 꾸준히 증가되었음에도 불구하고 그 조사방법에 대한 연구는 이에 미치지 못하는 상황을 인식하는 데서 비롯되었다. 제철유적은 1990년대에 들어오면서 전국적으로 조사가 급증하였으며, 특히 최근에는 생산유적의 중요성이 부각되면서 더욱 주목받고 있는 유적의 하나이다. 하지만 분묘유적이나 취락, 성곽유적 등에 비해 제철유적의 조사방법에 대한 소개와 연구는 크게 부족하다고 할 수 있다. 그 이유는 제철조업의 프로세스는 매우 복잡하고 다양할 뿐 아니라, 공정의 이해를 위해서는 금속공학적인 기초지식까지 학습해야 하는 어려움이 있기 때문이다. 즉 고고학 조사와 연구에 있어 제철과 관련된 유구 유물의 성격이 이러한 프로세스와 어떠한 상관관계를 가지는지 밝히기가 몹시 어렵다는 이유 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 철생산 및 철기제작의 공정과 철재, 철괴 등 관련유물의 금속학적 특징에 대한 이해를 바탕으로, 제철유적 발굴조사의 순서와 방법, 유물의 분류 및 정리방법에 대한 시론을 제시함으로써 정밀한 조사와 심도 있는 분석이 이루어질 수 있도록 하는 것이 본 연구의 목적이다. 본고에서는 제철유적을 조업공정에 따라 채광, 제련, 정련, 단야, 용해, 제강유적의 6가지 유형으로 분류한 후, 사전조사와 지표${\rightarrow}$시굴${\rightarrow}$발굴조사로 이어지는 각 단계별 조사방법에 대해 정리하였다. 또한 가장 대표적인 제철관련유물인 철재의 분류 및 정리에 있어 새로운 방법을 모색해 보았다. 더불어 유적의 성격파악에 필요한 자연과학분석 및 제철로 복원실험의 필요성에 대해서도 언급하였으며, 내용의 구성에서는 사례 제시와 도면 사진자료를 최대한 활용하였다. 본고에서는 다양한 조사연구방법의 응용과 개발에 대해 심도 있게 논의하지는 못하였지만, 유구 유물의 세밀한 관찰을 통해 공정에 따른 다양한 제철유적의 조사연구 방법론 개발이 매우 시급한 과제임을 알 수 있었다. 그리고 유적의 종합적인 성격규명을 위해서는 고고학적 지식뿐만 아니라 자연과학 분야가 다양하게 응용되어야 하며, 더불어 실험고고학의 측면에서도 지속적인 제철로의 복원실험이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.532-538
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• 1998

한국산 천연베릴을 잉요하여 온도구배융제환류법에 의해 에메랄드($3BeO{\cdot}Al_2O_3{\cdot}6SiO_2:Cr^{3+}$) 단결정이 성장되었다. 리튬-몰리브데늄-바나디움 산화물계 융제는 $(MoO_3+V_2O_5)/Li_2O$, 와 $V_2O_5-Li_2O$를 서로 다르게 용융한 2종류의 융제를 혼합하여 제조하였다. 융제의 최적 조성은 산화몰리브데늄.바나디움에 대한 산화리튬의 몰비($(MoO_3+V_2O_5)/Li_2O$)가 3몰이었고 융제첨가제는 Li2O량에 대하여 $K_2O$ 또는 $Na_2O$를 0.2mole% 이내로 치환하였다. 베릴원료의 용융 농도는 융제량에 대하여 3~10% 함량이었고, $Cr_2O_3$ 발색제는 베릴량에 대하여 1%이었다. 융액은 용융, 성장, 회수 블록으로 나뉘어진 3지대 온도구배 결정성장로에서, $1100^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$ 사이의 안정상태에서 연속적으로 순환되도록 하였다. 에메랄드 단결정은 성장지대에서 950~$1000^{\circ}C$ 구간에서 1일 1회 2시간동안 열진동 처리하였을 때 미소핵의 생성이 억제된 대형 단결정을 성장시킬 수 있었다. 육각주상 에메랄드 단결정의 우선성장방향은 c(0001) 바닥면이었고, m(1010) 기둥면에 수직이었다.