• 한국분말재료학회지
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• 제14권3호
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• pp.202-207
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• 2007

Novel polymer mold process for fabrication of microcomponents using metal nanopowders was developed and experimentally optimized. Polymer mold for forming green components was produced by using a hard master mold and polydimethylsiloxane (PDMS). In the preparation of metallic powder premix for the green components without any defect, 90 wt.% 17-4PH statinless steel nanopowders and 10 wt.% organic binder were mixed by a ball milling process. The green components with very clear gear shape were formed by filling the powder premix into the PDMS soft mold in surrounding at about $100^{\circ}C$. Cold isostatic pressing (CIP) was very potent process to decrease a porosity in the sintered microcomponent. The microgear fabricated by the improved process showed a good dimension tolerance of about 1.2%.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제20권1호
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• pp.59-62
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• 2019

Y2O3-MgO nanocomposites are promising materials for hypersonic infrared windows and domes due to their excellent midIR transmittance and mechanical properties. In this work, influence of SPS heating rate on the microstructure, IR transmittance, and mechanical properties of Y2O3-MgO nanocomposites was investigated. It was found that the average grain size decreases with a decreasing heating rate, which can be attributed to high defect concentration by rapid heating and deformation during densification. Also, the residual porosity decreases with a decreasing heating rate, which is ascribed to the enhancement of grain boundary diffusion by a large grain-boundary area (a small grain size). Consequently, high transmittance and hardness were attained by the low heating rate. On the other hand, the mechanical strength showed little difference with the heating rate change, which is somewhat different from the general knowledge on ceramics and will be discussed in this letter.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.166-173
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• 2019

본 연구에서는 오토클레이브를 활용한 촉진양생 조건에서 실리카 원료의 반응 특성 및 이를 활용한 무기계 MiDF 콘크리트의 기초 특성을 검토하였다. 다양한 나노 물질의 반응성을 알아보기 위한 용출 특성 실험에서 오토클레이브 양생 시 Si 이온의 용출은 비결정질의 원료에서 더 높게 나타났다. 상수 분위기에서 오토클레이브 양생된 고형물은 비결정질 원료일수록 높은 질량 감소를 보였는데, 이는 이온의 용출량이 높기 때문으로 사료된다. $Ca(OH)_2$ 수용액 조건에서는 비결정질 원료가 많은 질량 증가를 보였는데, 이는 C-S-H의 생성에 기인한 것이다. 나노 실리카 재료가 MiDF의 특성에 미치는 실험에서 실리카 퓸은 대체율 5.5%까지 MiDF의 압축강도 증가와 흡수율 감소에 기여하였고, 비결정질의 고분말도 나노 실리카는 대체율이 증가함에 따라 압축강도는 저하하였지만 흡수율 감소에 기여하였다. 또한 나노 실리카를 첨가한 시험체는 기대와 달리 10,000nm 이하의 공극은 증가하였지만, 10,000~100,000nm 범위의 공극은 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통해 비정질의 나노 사이즈 실리카를 활용하여 MiDF 콘크리트의 공극 및 흡수율을 저감이 가능함을 알 수 있었다. 그러나 목표로 하였던 50~10,000nm 사이의 공극을 줄이기 위해서는 시멘트 매트릭스에 나노 재료를 더욱 잘 분산시키는 것이 필요할 것이며, 이에 관한 연구가 지속될 필요가 있다.

• 한국주조공학회지
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• 제41권5호
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• pp.434-444
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• 2021

본 연구에서는 미소기공과 Si석출상의 파단으로 구성되는 유효기공 면적분율에 대한 인장특성의 결함민감도 관점에서 Al-Si합금의 인장특성을 공정 Si입자의 분포양상 변화에 대하여 평가하고자 하였다. Al-xSi(x=2,5,8,11)합금의 주방상태 미세조직인 망상구조의 공정 Si입자는 T4처리를 통하여 과립형태로 변형시켰으며, CT분석과 주사전자현미경 관찰을 통하여 미소기공의 분포와 크기를 평가하였다. CT분석과 주사전자현미경의 비교분석을 통하여 인장변형과정에서의 균열성장이 최대 기공율을 포함하는 국부영역에서 발생함을 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 이들 분석방법에는 미소기공 인접영역에서의 소성변형집중과 미소기공의 분포양상에 의해 파생되는 실제적인 차이를 포함하기 때문에 정확히 일치된 결과를 얻을 수 없었다. 유효기공 면적분율의 변화에 대한 인장강도와 연신율의 변화는 과립형태보다 망상구조 정출상의 분율변화에 더욱 민감한 의존도를 가진다.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권3호
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• pp.210-215
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• 2017

In this study, STS316L powders prepared by gas atomization are used to manufacture bulk structures with dimensions of $10{\times}10{\times}10mm^3$ using selective laser melting (SLM). The microstructures and hardness of the fabricated 316L stainless steel has been investigated with the laser beam overlap varied from 10% to 70%. The microstructures of the fabricated STS316L samples show a decrease in the balling and satellite of powders introducing defect in the bulk samples and the porosity caused by the gap between the molten metal pools disappearing as the overlap ratio increases, whereas a low overlap ratio results in significant balling and a large amount of isolated powders due to the increased gap between the melt pools. Furthermore, the highest value in Vickers hardness is obtained for the sample fabricated by 30% overlapped laser beams. These results show that the overlap ratio of laser beams in the SLM process should be considered as an important process parameter.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6114-6118
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• 2013

본 연구에서는 초음파 탐상시험의 펄스 반사법으로 각각 용접결함에 따른 초음파 펄스파형모형을 연구하였다. 균열은 예리하고 선명한 신호들을 발생한다. 탐촉자를 결함주위로 이동하면 에코높이는 변한다. 긴 균열에서는 탐촉자가 결함 주위를 원형으로 목돌림주사법을 사용하여 탐상하면 에코높이는 급격히 감소한다. 그 에코 봉우리는 바늘과 같이 얇고 날카롭다. 기공은 단일 결함으로부터 발생하는 에코는 예리하고 선명하다 하지만 집단의 기공들은 다수의 반사들이 중첩되고 트레이스가 들쭉날쭉한 에코가 발생한다. 슬래그 개재물은 크랙과 슬래그 결함위치에서 각각 목돌림 주사법을 사용하여 탐상하면 그 에코형상은 어느 정도 차이를 볼 수 있었다. crack은 그 에코높이가 급격히 변하는 반면에 슬래그 개재물은 증가${\rightarrow}$감소${\rightarrow}$증가${\rightarrow}$감소된다. 또한 다수 밀집된 기공의 위치에서 결함은 대표적 에코형상과 같은 잡다한 에코형상은 슬래그에서는 볼 수 없었다. 용입불량은 결함의 에코형상은 크랙과 같이 날카롭고 예리하게 나타났고, crack과 비슷한 에코형상은 갖고 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권2호
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• pp.186-192
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• 1999

+325~-200 mesh의 합성 뮬라이트에 평균입경 9.1$\mu\textrm{m}$의 장석을 첨가하여 무가압분물충전성형법으로 성형한후 1200~140$0^{\circ}C$에서의 치밀화 거동을 관찰하였다. 적절한 성형강도를 얻기 위해 충전된 분말내로 PVA 4% 결합제 용액을 침투시켰다. 가소성을 얻기 위한 점토없이 성형이 가능한 무가압분말충전성형법에 의해 제조된 성형체를 열처리하는 경우, 기존의 방법처럼 점토의 상전이로 인한 결함발생이 없었으며 장석의 용융에 의해 치밀한 미세구조를 얻을 수 있었다. 장석 첨가량이 30%인 시편의 경우 130$0^{\circ}C$에서 4시간 동안 소결했을 때 흡수율 0, 기공율 1% 미만의 치밀한 미세조직을 얻을 수 있었다. 그러나 그 이상의 유지시간이나, 140$0^{\circ}C$ 이상의 소결온도에서는 뮬라이트의 거대 입성장이 일어났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권2호
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• pp.160-167
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• 2011

Plasma sprayed ceramic coatings inherently contain pores and usually also cracks. Post-treatment of the plasma sprayed coatings is a way to close the connected pores and cracks. In this study, post-sealing treatment in plasma sprayed $Al_2O_3$ coatings was employed to overcome the reduction of coating properties. $Al_2O_3$ plasma thermal spray coating was made on aluminum alloys plate, $CrO_3$ post coating and heat treatment at $550^{\circ}C$ was carried out in order for final $Cr_2O_3$ to be saturated through phase transformation. Chromia sealing began at the fine defect in coated microstructure, while larger pores were permeated later. The increase in concentration and treatment frequency of sealing solution resulted in the decrease of porosity of coating layer, while cracks occurred partially after the third treatment. After twice treatment of 10M $CrO_3$ solution, microhardness and breakdown voltage of $Al_2O_3$ coatings were found to increase by ${\fallingdotseq}$ 50% and ${\fallingdotseq}$ 390% respectively than without post-treatment.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권7호
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• pp.7-15
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• 2020

Recently, the fourth industrial revolution has been presented as a new paradigm and additive manufacturing (AM) has become one of the most important topics. For this reason, process monitoring for each cross-sectional layer of additive metal manufacturing is important. Particularly, deep learning can train a machine to analyze, optimize, and repair defects. In this paper, image classification is proposed by learning images of defects in the metal cross sections using the convolution neural network (CNN) image labeling algorithm. Defects were classified into three categories: crack, porosity, and hole. To overcome a lack-of-data problem, the amount of learning data was augmented using a data augmentation algorithm. This augmentation algorithm can transform an image to 180 images, increasing the learning accuracy. The number of training and validation images was 25,920 (80 %) and 6,480 (20 %), respectively. An optimized case with a combination of fully connected layers, an optimizer, and a loss function, showed that the model accuracy was 99.7 % and had a success rate of 97.8 % for 180 test images. In conclusion, image labeling was successfully performed and it is expected to be applied to automated AM process inspection and repair systems in the future.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.159-160
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• 2006

A novel approach to the manufacture of biocompatible ceramic scaffold for tissue engineering using micro-stereolithography system is introduced. Micro-stereolithography is a newly proposed technology that enables to make a 3D micro structure. The 3D micro structures made by this technology can have accurate and complex shape within a few micron error. Therefore, the application based on this technology can vary greatly in nano-bio fields. Recently, tissue-engineering techniques have been regarded as alternative candidate to treat patients with serious bone defects. So many techniques to design and fabricate 3D scaffolds have been developed. But the imperfection of scaffold such as random pore size and porosity causes a limitation in developing optimum scaffold. So scaffold development with controllable pore size and fully interconnected shape have been needed for a more progress in tissue engineering. In this paper, bone scaffold was developed by applying the micro-stereolithography to the mold technology. The scaffold material used was HA(Hydroxyapatite) nano powder. HA is a type of calcium phosphate ceramic with similar characteristic to human inorganic bone component. The bone scaffold made by HA is expected, in the near future, to be an efficient therapy for bone defect.