The purpose of this study is to investigate the effect of impurity level and fabrication processes on the strength, fracture toughness and fatigue resistance of 7075, 7050 and 7175 high strength aluminum forgings. It has been verified that plane strain fracture toughness and fatigue characteristics of a specially processed 7175S-T74 alloy is superior to a conventionally processed 7075-T6/T73, 7050-T74 and 7175-T74 alloys. These beneficial effects primarily arise from two view points, i.e., the effect of reducing the impurity level of iron and silicon has significantly diminished the size and volume fraction of second phase particles such as $Al_7Cu_2Fe$ and $Mg_2Si$. Futher reduction of the amount of nonequilibrium second phase particles has been observed by applying a special fabrication process.
마그네슘 합금은 낮은 비중, 높은 비강도, 주조성 및 절삭가공성, 치수안정성, 내흠집성이 우수한 특성을 지니고 있는 경량금속으로써 우수한 주조성과 상온강도, 연신율을 나타낸다. 최근에는 마그네슘 합금을 사용한 IT 기기의 케이스 및 자동차 내, 외장 부품 등의 제품이 다양하게 출시되어지며 금속 질감의 감성 기능까지 적용시킨 전자 기기 제품에 대한 수요가 급증하고 있는 추세이다. 하지만 마그네슘 합금의 낮은 부식 저항성은 마그네슘 합금을 적용시킨 제품에 큰 단점으로 작용되고 있으며 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 플라즈마 전해산화법과 실리카 졸-겔 코팅법을 이용하여 마그네슘 합금의 내부식성을 향상시킴과 동시에 금속질감의 감성 기능을 구현하고자 하였다. 플라즈마 전해산화 공정으로 형성된 산화피막층과 $SiO_2$ 코팅으로 형성된 코팅층의 표면과 단면에 대해서는 FE-SEM(Field emission Scanning Electron Microscope)과 FE-TEM(Field emission Transmission Electron Microscope)으로써 확인하였고 전기화학적 특성 분석을 통한 동전위(Potentiodynamic polarization)와 EIS(Eletrochemical Impedance Spectroscopy) 그리고 Salt spray등을 분석하였다.
최근 자동차 배기가스 규제 및 전기자동차, 무인항공기 개발 등의 경량 소재에 대한 필요성이 지속적으로 증가하고 있다. 마그네슘 및 마그네슘 합금은 구조용 금속 소재 중 가장 밀도가 낮은 금속으로서 자동차, 항공, 기계 부품류 및 주방용품이나 전자제품 케이스류 등 다양한 산업분야에서 활용성이 크게 증가하고 있다. 하지만 마그네슘 합금은 화학적 반응성이 매우 크고 표면에 존재하는 피막의 치밀성과 화학적 안정성이 낮아서 쉽게 부식되는 단점이 있다. 따라서 내식성 향상을 위한 표면처리 기술 개발에 대한 필요성이 증대되고 있다. 양극 산화법은 금속표면에 양극 전류를 인가하여 산화피막을 인위적으로 형성시켜줌으로써 내식성을 향상시켜 주는 방법으로서 산업적으로 널리 사용되고 있는 표면처리 방법 중의 하나이다. 본 연구에서는 주석산나트륨의 농도에 따른 AZ31 마그네슘 합금의 양극 산화 피막 형성 거동을 연구하였다. DC 전류를 인가하여 양극산화 피막을 형성하였으며, 피막형성 전압 및 형성된 피막의 두께, 표면 거칠기 및 피막의 구조 등을 분석하여 주석산나트륨 농도에 따른 양극산화 피막의 형성 특성에 대하여 자세하게 고찰하였다.
플라즈마 전해산화기술은 알루미늄 소재에 대해 기존의 양극 산화막, 전해 경질크롬 도금 및 플라즈마 세라믹 용사기술 등에 의해 구현할 수 없는 고기능성을 부여하여 월등히 우수한 경도, 내부식, 내마모, 전기절연, 열저항, 피로강도 등을 얻을 수 있는 획기적인 기술이다. 또한 최근 환경에 대한 관심이 점차 높아지면서 친환경적 공정과정과 경금속 소재의 제품에 내구성을 향상시킬 필요성이 높아지고 있다. 이러한 요구에 부합하는 플라즈마 전해 산화기술은 알칼리 수용액 중에서 Al, Ti, Mg 등의 표면에 산화 피막을 형성시키는 기술로써 기존의 양극산화(Anodizing)을 대체 할 수 있다. 본 연구에서는 Al6061을 이용하여 플라즈마 전해산화 공정에 사용되는 전해액의 종류 및 농도, 시간의 변화에 따른 산화 피막의 변화를 내전압 측정 및 FE-SEM, EDS, XRD를 통해 분석하였다. 전해액에 sodium hexameta phosphate과 potassium phosphate를 이용하여 phosphate 종류의 변화에 따른 피막 특성의 변화를 연구하였다. 그로인해 phosphate의 종류 및 농도, 시간 변화를 이용하여 플라즈마 전해산화공정의 산화 피막 물성 제어를 할 수 있다.
Several oxynitride glasses were fabricated by means of adding $Si_3N_4$ powders as nitrogen source to Ca-Al-Si-O-N (CAS) and Mg-Al-Si-O-N (MAS) glass powders, and heat-treated in graphite crucible at 1600$^{\circ}C$ for 1 h. The physical and mechanical properties as well as impact resistance were generally increased and compared with each other. The impact resistance properties of those manufactured glasses were evaluated by DOP (depth of penetration) method which is a way to analyze armor materials. There were two means to be used herein; the copper jet impacted at hyper velocity by exploding K2l5 warhead and tungsten heavy alloy (WHA) impact bar at high velocity by firing in 30 mm solid propellent gun. The impact resistance properties against copper jet were increased and then decreased with increasing nitrogen content, while those against WHA bar were not changed apparently with nitrogen content.
반도체 기술의 경이적인 발전에 힘입이 최근 휴대용 이동통신기기, 노트북 컴퓨터 등 무선전자제품의 폭발적인 수요와 함께 이들의 소형화, 경량화가 요구되어 전원인 2차전지의 경량화, 고용량화, 장수명화의 필요성이 절실해졌다. Ni-MH 전지는 Ni-Cd전지에 비해 에너지밀도가 1.5~2배에 이르고 충방전 cycle이 길며 오염물질이 없어 환경 친화적이라는 장점이 었다. Ni-MH 전지의 성능은 음극재료인 수소저장합금에 의해 좌우되므로 수소저장능력이 크고 내식 성이 우수한 합금개발이 중요하다. $CaNi_5$는 수소저장능력이 크고 매장량이 많아 값이 싸다는 장점이 있지만 KOH 용액에서 내구성이 떨어진다는 단점이 있어 주로 Heat Pump 재료에만 사용이 제한되어왔다. 본 실험에서는 결정 구조의 nanocrystalline 및 amorphous화함으로써 해리압의 변화, 방전용량의 변화 등 새로운 전극 특성을 나타낸다고 보고되고 있는 MG (Mechanical Grinding)방법을 통해 CaNis 합금의 전극특성의 변화를 살펴보았고, 아울러 고상-기상반응에서 표면에 형성된 산화피막을 제거하여 안정한 불화물을 표면에 형성시킴으로써 불순물 가스에 대한 내구성을 높이고 활성화특성을 향상 시킨다고 보고되고있는 불화처리 방법을 이용하여 불화처리 시간을 달리하면서 용액 속에서의 pH의 변화, ICP분석, 전극의 성능 및 표면 특성변화를 충방전 test, SEM 등을 통해 고찰하였다.
Aluminum alloy is used by adding various elements according to the needs of the industry. Aluminum alloys such as 5052 and 6061 are known to possess excellent corrosion resistance by adding Mg. Despite their excellent physical properties, corrosion can occur. To solve this problem, an anodization technique generally can improve corrosion resistance by forming an oxide structure with maximized hydrophobic properties through coatings. In this study, the anodizing technique was used to improve the hydrophobicity of aluminum 5052 and 6061 by creating porous nanostructures on top of the surface. An oxide film was formed by applying anodizing voltages of 20, 40, 60, 80, and 100 V to aluminum alloys followed by immersion in 0.1 M phosphoric acid for 30 minutes to expand oxide pores. Contact angle and corrosion characteristics were different according to the structure after anodization. For the 5052 aluminum, the corrosion potential was improved from -363 mV to -154 mV as the contact angle increased from 116° to 136°. For the 6061 aluminum, the corrosion potential improved from -399 mV to -124 mV when the contact angle increased from 116° to 134°.
Safety in sports is important because if an athlete has an accident, he may not be able to lead an everyday life for the rest of his life. The safety of sports facilities is very effective in creating people's sports activities, with the benefits of staying away from physical injury, enjoying sports, and mental peace. Everyone has the right to participate in sports and recreation and to ensure that they want a safe environment. This study prepares a very good Nickel-Cobalt -Silicon carbide (Ni/Co-SiC) nanocomposite with convenient geometry on the leg press machine rod, employing the pulse electrodeposition technique to reduce the rod's wear and increase the durability of sports equipment and control sports damages. The results showed that the Ni/Co-SiC nanocomposite formed at 2 A/dm2 shows extraordinary microhardness. The wear speed for the Ni/Co-SiC nanocomposite created at 4 A/dm2 was 15 mg/min, showing superior wear resistance. Therefore, the Ni/Co-SiC nanocomposite can reduce sports equipment's wear and decrease sports injuries. Ni-Co/SiC nanocomposite layers with various scopes of silicon carbide nanoparticles via electrodeposition in a Ni-Co plating bath, including SiC nanoparticles to be co-deposited. The form and dimensions of Silicon carbide nanoparticles are watched and selected using Scanning Electron Microscopy (SEM).
Du-Hwan Jo;Seongil Kim;Jinkyun Roh;Doojin Paik;Myungsoo Kim
Corrosion Science and Technology
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제23권2호
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pp.139-144
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2024
Recently, due to the rapid spread and continuation of COVID-19, customer demand for health and hygiene has increased, requiring the development of new products that express antiviral and antibacterial properties. In particular, viruses are much smaller in size than bacteria and have a fast propagation speed, making it difficult to kill. POSCO has developed eco-friendly PCM color coated steel sheets with excellent antiviral properties by introducing inorganic composite materials to the color coating layer on the surface of Zn-Al-Mg alloy plated steels. The virus is not only destroyed by adsorption of metal ions released from the surface of the coating film, but is also further promoted by the generation of reactive oxygen species by the reaction of metal ions and moisture. As a result of evaluating the developed products under the International Standard Evaluation Act, the microbicidal activity was 99.9% for viruses, and 99.99% for bacteria and 0% fungi. In particular, excellent results were also shown in the durability evaluation for life cycle of the product. The developed product was applied as a wall of school classrooms and toilets and ducts for building air conditioning, resulting in excellent results. Developed products are being applied for construction and home appliances to practice POSCO's corporate citizenship.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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