• Corrosion Science and Technology
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• 제22권5호
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• pp.359-367
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• 2023

The localized corrosion resistance of the Ni-based Inconel 718 alloy after solution heat treatment was evaluated using electrochemical techniques in a solution of 25 wt% NaCl and 0.5 wt% acetic acid. Solution heat treatment at 1050 ℃ for 2.5 hours resulted in an increased average grain diameter. Both Ti carbides (10 ㎛ diameter) and Nb-Mo carbides (1 - 9 ㎛ diameter) were distributed throughout the material. Despite heat treatment, the shape and composition of these carbides remained consistent. An increase in solution temperature led to a decrease in pitting potential value. However, the pitting potential value of solution heat-treated Inconel 718 was consistently higher than that of as-received Inconel 718 at all tested temperatures. Localized corrosion initiation occurred at 0.4 V_SSE in a temperature environment of 80 ℃ for both as-received and solution heat-treated Inconel 718 alloys. X-ray photoelectron spectroscopic analysis indicated that the composition of the passive film formed on specimen surfaces remained largely unchanged after solution heat treatment, with O1s, Cr2p_3/2, Fe2p_3/2, and Ni2p_3/2 present. The difference in localized corrosion resistance between as-received and solution heat-treated Inconel 718 alloys was attributable to microstructural changes induced by the heat treatment process.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.33-39
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• 2024

본 연구에서는 대표적인 해양 폐기물인 패각을 자원화하여 건설재료에 활용하고, 재료의 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 꼬막, 굴 등 국내에서 많이 발생하는 패각을 세척 및 전처리하여 잔골재 대체재로서 활용하였으며, 패각의 대체율 및 세척 여부 등의 조건에 따라 시멘트 모르타르 시편을 제작하였다. 서로 다른 조건하에 타설된 모르타르 시편의 압축강도를 평가하고, XRD, SEM, micro-CT 등의 미세구조 분석 방법들을 활용하여 각 시편의 고체 및 공극 구조를 분석하였다. 결과를 통해, 굴과 꼬막 패각이 서로 다른 탄산칼슘의 동질이상으로 구성되어 있는 것을 확인하였으며, 각각의 미세구조 특성에 의해 잔골재 대체재로 활용 시, 모르타르의 역학적 물성 차이에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제34권3호
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• pp.170-174
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• 2024

In this study, we report the microstructural evolution and shear strength of an Sn-Sb alloy, used for die attach process as a solder layer of backside metal (BSM). The Sb content in the binary system was less than 1 at%. A chip with the Sn-Sb BSM was attached to a Ag plated Cu lead frame. The microstructure evolution was investigated after die bonding at 330 ℃, die bonding and isothermal heat treatment at 330 ℃ for 5 min and wire bonding at 260 ℃, respectively. At the interface between the chip and lead frame, Ni₃Sn₄ and Ag₃Sn intermetallic compounds (IMCs) layers and pure Sn regions were confirmed after die bonding. When the isothermal heat treatment is conducted, pure Sn regions disappear at the interface because the Sn is consumed to form Ni₃Sn₄ and Ag₃Sn IMCs. After the wire bonding process, the interface is composed of Ni₃Sn₄, Ag₃Sn and (Ag,Cu)₃Sn IMCs. The Sn-Sb BSM had a high maximum shear strength of 78.2 MPa, which is higher than the required specification of 6.2 MPa. In addition, it showed good wetting flow.

• Advances in nano research
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• 제16권3호
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• pp.289-301
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• 2024

In this work, an analytical model employing a new higher-order shear deformation beam theory is utilized to investigate the bending behavior of axially randomly oriented functionally graded carbon nanotubes reinforced composite nanobeams. A modified continuum nonlocal strain gradient theory is employed to incorporate both microstructural effects and geometric nano-scale length scales. The extended rule of mixture, along with molecular dynamics simulations, is used to assess the equivalent mechanical properties of functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beams. Carbon nanotube reinforcements are randomly distributed axially along the length of the beam. The equilibrium equations, accompanied by nonclassical boundary conditions, are formulated, and Navier's procedure is used to solve the resulting differential equation, yielding the response of the nanobeam under various mechanical loadings, including uniform, linear, and sinusoidal loads. Numerical analysis is conducted to examine the influence of inhomogeneity parameters, geometric parameters, types of loading, as well as nonlocal and length scale parameters on the deflections and stresses of axially functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (AFG CNTRC) nanobeams. The results indicate that, in contrast to the nonlocal parameter, the beam stiffness is increased by both the CNTs volume fraction and the length-scale parameter. The presented model is applicable for designing and analyzing microelectromechanical systems (MEMS) and nanoelectromechanical systems (NEMS) constructed from carbon nanotubes reinforced composite nanobeams.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권4호
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• pp.152-158
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• 2018

PVT(Physical vapor transport)법은 고품질의 대면적 웨이퍼를 생산하기에 이점을 가져 질화물계 반도체의 상용화를 위해 많은 연구가 진행되고 있는 단결정 성장 방법이다. 하지만 복잡한 공정 변수들로 인하여 비평형적인 성장 조건을 갖게 될 경우 수많은 결함들이 발생하게 된다. 결정성장 후 어닐링 공정은 결정성 개선을 위해 널리 사용된다. 효과적인 결정성 개선을 위해서는 적절한 온도, 압력과 시간을 설정하는 게 중요하다. 본 연구에서는 PVT법으로 성장된 AlN 단결정 및 어닐링 조건에 따른 단결정의 결정 미세구조 변화를 X-ray topography, Electron Backscattered Diffraction(EBSD), Rietveld refinement를 통해 분석하였다. Synchrotron Whitebeam X-ray topography 분석 결과 어닐링을 진행하지 않은 단결정에 2차상 및 sub grain, impurity가 존재하였으며 이로 인해 결정성이 저하되는 것을 확인 할 수 있었다. EBSD 결과 어닐링을 진행한 시편의 경우 결정립수가 증가함과 동시에 basal plane의 뒤틀림이 일어나는 것을 관찰할 수 있었다. Rietveld refinement 결과 일부 격자들이 a, b, c축 방향으로 응력을 받아 변형된 것으로 분석되었다. 이는 어닐링 과정 중 hot zone 내의 상하 온도구배에 의해 발생한 응력으로 결정립 방향의 뒤틀림이 일어날 뿐만 아니라 격자 상수가 달라진 것으로 분석된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제26권4호
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• pp.373-388
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• 2010

보철물의 실패는 파절로 인해 다수 발생하게 되지만 파절 발생시 그 원인을 파악하는 것은 어렵다. 보철물의 실패를 예방하고 예후를 예측하기 위해 보철물의 원인을 분석하는 것이 중요하며, 원인을 밝히기 위해 파절면 분석을 시행하게 된다. 파절면 분석은 파절면 뿐 아니라 주위 환경(응력 상황)에 대한 분석이 동반되며, 이를 이용하여 균열 진행, 파절 양상, 파절 원인 등을 파악하게 된다. 이 연구의 목적은 임상적으로 기능 시 파절된 임플란트 유지나사의 파절면 분석을 시행하여 파절 기전 및 파절 원인(하중 양상)을 밝히는 것이다. 파절된 임플란트 유지나사는 3년간 강릉-원주 대학교에 임플란트 유지나사의 파절을 주소로 내원한 환자를 대상으로 수집하였다. 먼저 임상 및 방사선 사진 분석을 시행하였으며, 시편 세척 과정을 거쳐 주사 전자 현미경을 이용한 파절면 분석을 시행하였다. 임플란트 파절면 분석 시 피로 줄무늬, 톱니바퀴 모양, 벽개 파절, 딤플 파절 등의 파절 지표를 통해 제작 금속, 파절 시 하중상태에 따른 각기 다른 파절 양상을 관찰할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.214-221
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• 2018

본 논문에서는 페로니켈슬래그 미분말 및 혼화재의 복합사용이 VR 하수관 강도발현에 미치는 영향분석에 관한연구를 실시하였다. 치환율을 변수로 시험을 실시하였으며, 휨강도 및 압축강도의 결과분석과 SEM 분석을 통한 강도발현 성능연구를 실시하였다. 휨강도 및 압축강도, SEM을 통한 미시적 분석을 통해, 각 경우 별 상관관계를 도출 할 수 있었다. 치환율은 OPC 질량대비 20%, 30%를 구분하여 페로니켈 슬래그 미분말 및 혼화재를 일정 비율로 치환하여 실시하였다. 치환율 20%일 경우 강도발현 성능이 우수한 것으로 나타났으며, 휨 강도와 압축강도는 페로니켈 슬래그 미분말, 생석회, 석고, 염화칼슘을 혼화재로 복합사용 하였을 때 강도발현 성능이 가장 우수하였으며, 조밀한 미세구조 형태를 나타냈고, 재령 28일 이후에도 점진적 강도발현 가능성이 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.111-117
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• 2017

이 연구는 제조 공정에 따른 국산 왕겨재의 재료특성 변화를 조사하는 것과 고강도 콘크리트 혼화재로서의 활용 가능성을 검토하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해 왕겨재의 소성온도 ($400^{\circ}C$, $650^{\circ}C$ 그리고 $900^{\circ}C$) 및 분쇄 여부를 주요 변수로 두고 그것의 입도 분포, 구성 성분, 그리고 미세구조가 분석되었다. X-ray fluorescence (XRF)를 이용한 성분 분석 결과, $650^{\circ}C$ 이상의 고온소성 공정을 거칠 경우, 왕겨재의 산화규소($SiO_2$) 함량이 92% 이상으로 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 주사 현미경 촬영을 통해 $650^{\circ}C$ 에서 소성된 왕겨가 다공성 구조인 것을 확인하였으며, 이 공정이 적용된 시편의 흡습성능이 모든 시편들 중 가장 우수하였다. 분쇄 공정 적용시 공극구조가 파괴되기 때문에 흡습능력은 더 감소하는 경향을 보였다. 반면, $900^{\circ}C$ 에서 소성된 시편은 공극구조가 발견되지 않았고, 흡수율 역시 가장 낮게 나타났다. 분석결과를 근거로, $650^{\circ}C$ 에서 소성된 왕겨재는 포졸란 반응 활성화제 뿐만 아니라 흡습성능에 의한 자기수축 저감제로서 고강도 콘크리트를 위한 혼화재로서 적합한 것으로 결론 내려진다.

• 한국주조공학회지
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• 제42권6호
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• pp.337-346
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• 2022

본 연구에서는 Al-7Si-(0.3~0.5)Mg-(0~0.5)Cu 합금의 용체화 처리 조건 최적화를 위해 545℃ 온도 조건에서 최대 7시간까지 용체화 처리를 수행한 후 광학현미경 및 FE-SEM을 활용한 미세조직 관찰 및 브리넬 경도 측정을 수행하였다. 합금 내 공정 Si 상은 용체화 처리 초반 3시간 동안 급격한 조대화 현상을 나타내었으며, 이후에는 용체화 처리가 진행되어도 Si 상 크기는 크게 변화하지 않았다. 한편 공정 Si 상의 구상화의 경우, 용체화 처리 시간이 7시간에 도달할 때 까지 지속적으로 진행되었다. Cu가 첨가된 합금의 주방상태에서는 Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆ 상과 θ-Al₂Cu 상이 확인되었으나, 545℃에서 3시간 동안 진행된 용체화 처리 이후에는 모두 분해되었다. 주방상태에서 확인된 π-Al₈FeMg₃Si 상은 5시간의 용체화 처리 이후에 사라지거나(0.3wt%Mg) 혹은 7시간의 용체화 처리 이후에도 존재(0.5wt%Mg)하였다. 초정 α상 내 Mg 및 Cu 함량은 용체화 처리 시간이 5시간에 도달할 때 까지 증가하였으며, 이는 Mg 및 Cu를 함유한 금속간 화합물의 용체화 시간에 따른 분해 거동과 일치하였다. Al-7Si-Mg-Cu 합금의 용체화 처리 과정에서 확인한 미세조직 변화를 종합적으로 고려할 때, 본 연구에서 다룬 합금의 석출강화 효과 극대화를 위해서는 545℃ 조건에서 최소 5시간의 용체화 처리가 필요한 것으로 판단되며, 용체화 처리 조건 별로 측정된 브리넬 경도 데이터로부터 동일한 최적 용체화 처리 조건을 도출할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.25-35
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• 2018

본 연구에서는 카올린과 플라이애시의 두 종류의 결합재를 혼합하여 알칼리 활성화시킨 후, 경화체의 강도 및 미세구조 분석을 수행하였다. 이를 위해, 경화된 시험체에 대해 압축강도, X선 회절분석(XRD), 열중량(TG) 분석 및 SEM/EDS 분석을 실시하였다. 카올린-플라이애시 혼합 결합재는 카올린 혼합에 관계없이 모든 경화체에 대해서 재령에 따라 압축강도가 증가하는 경향을 나타냈으며, 플라이애시 중량에 대한 카올린의 혼합비가 증가할수록 압축강도는 낮아지는 것으로 나타났다. XRD 분석 결과에서는 제작된 모든 시험체에 대해서 플라이애시 및 카올린의 원재료에 함유된 구성광물 이외에 새로운 결정질 물질 형성은 확인되지 않았지만, 이에 반해 TG 분석에서는 모든 시험체 내에서 N-A-S-H gel이 반응생성물로 형성된 것을 알 수 있었다. 모든 시험체들의 내부는 대체적으로 치밀하지 않은 것으로 나타났으며, 카올린 치환율에 따른 강도 발현의 차이가 있음에도 불구하고, 내부의 조직구조에서 뚜렷한 차이는 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서 보여준 반응생성물의 Si/Al가 낮을수록 시험체의 강도가 상대적으로 높은, Si/Al와 강도와의 상관관계에 따라, 반응생성물의 Si/Al가 낮도록, 즉 사용되는 결합재의 $Al_2O_3$의 용해도를 높일 수 있는 화학적 첨가제가 고려된다면, 카올린-플라이애시 혼합 결합재의 강도 개선 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.