Aluminum alloy(AC8A) matrix composites reinforced with SiC particles(10% in vol.) were fabricated by Centrifugal Spray Deposition(CSD) process. The microstructures were investigated in order to evaluate both the mixing mode between aluminum matrix and SiC particles, and the effect of SiC particles on the cooling behaviours of droplets during flight and preforms deposited. A non-continuum mathematical calculation was performed to explain and to quantify the evolution of microstructures in the droplets and preforms deposited. Conclusions obtained are as follows; 1. The powders produced by CSD process showed, in general, ligament type, and more than 60% of the powders produced were about 300 to 850 um in size. 2. AC8A droplets solidified during flight showed fine dendritic structure, but AC8A droplets mixed with SiC particles showed fine equiaxed grain structure, and eutectic silicon were formed to crystallize granularly between fine aluminum grains. 3. SiC particles seem to act as a nucleation sites for pro-eutectic silicon during solidification of AC8A alloy. 4. The microstructure of composite powders formed by CSD process showed particle embedded type, and resulted in dispersed type microstructure in preforms deposited. 5. The pro-eutectic silicon crystallized granularly between fine aluminum grains seem to prohibit grains from growth during spray deposition process. 6. The interfacial reactions between aluminum matrix and SiC particles were not observed from the deposit performs and the solidified droplets. 7. The continuum model seem to be useful in connecting the processing parameters with the resultant microstructures. From these results, it was concluded that the fabrication of aluminum matrix composites reinforced homogeneously with SiC particles was possible.
이상적인 수복재료는 치아의 저작기능과 심미성을 회복할 수 있어야 하며 동시에 생체 적합성과 구강 내 환경변화에 대한 내구성을 가지고 있어야 한다. 그러나 수복물이 장기간 구강 내 환경에 노출되면 수복물 표면의 마모와 변색 및 수복물 자체의 파괴가 발생될 수 있다. 콤포머도 복합 레진처럼 낮은 마모 저항성을 주요한 단점으로 지적할 수 있다. 본 연구에서는 현재 유치 수복에 많이 사용되고 있는 Dyract(Dentsply, USA), Elan(Kerr, USA), F-2000(3M, USA)의 3종의 콤포머(polyacid modified resin composites)를 알칼리성 용액(0.1N NaOH)에 보관하였을 때 각 제품의 무게손실, 분해층 깊이 및 시편내에서 용출된 Si Al과 Ba의 농도를 평가하여 제품간의 분해저항성을 평가하고 비교를 하고자 하였다. 각 제품 당 6개의 시편을 제작하여 무게 측정을 한 후, 0.1N NaOH용액, 3ml에 저장하여 $60^{\circ}C$에서 보관하였다. 2주후 제거하여 1.23% HCl로 2시간동안 중화하고 증류수로 세척한 후 $60^{\circ}C$에서 건조하였다. 분해저항성은 무게손실, 분해층 깊이 및 시편내의 Si, Al과 Ba의 농도 변화를 근거로 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 제품의 무게 손실량은 $1.43%{\sim}2.14%$까지 다양하였으며 제품 간에 유의한 차이는 없었다. 2. 각 제품의 표면하 분해층 깊이는 $182.92{\mu}m{\sim}227.70{\mu}m$였으며 제품간에 유의한 차이는 없었다. 3. 각 제품으로부터 용출된 Si와 Al양은 각 제품마다 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), Si는 Dyract에서 Al은 F-2000에서 가장 많은 양이 방출되었다. 용출된 Ba양은 각 제품마다 유의한 차이가 없었다. 4. 무게 손실량과 표면하 분해층 깊이 사이의 상관 관계에서 비교적 높은 상관관계를 보였다(r=0.64, p<0.05). 5. 주사전자현미경 관찰시 0.1N NaOH용액에 보관한 후 콤포머기질과 필러사이의 결합의 파괴를 관찰할 수 있었으며, 기질이 소실되어 필러입자가 두드러진 양상을 보였다. 또한 필러입자의 표면은 분해에 의해 탈회된 모습을 보였다. 이상의 결과에서 현재 유치 수복에 사용되고 있는 3종의 콤포머는 분해저항성에 있어 유의한 차이를 보이지 않았다.
In this paper, the effect of binder additive on the fracture toughness was metal matrix composite produced by squeeze casting method. In this study using the matrix is AC4CH and reinforcement used Aluminum borate whisker. Each MMC was produced by add inanimate binder ($SiO_2,\;Al2O_3,\;TiO_2$) to whiskers for increase the binding together of whiskers. Fracture toughness test were carry out in accordance with the ASTM E-399 standard test method, W=25mm, b=12.5mm CT(half size) specimen. However Base metal AC4CH was not meet the qualification of $P_m/P_Q<1.1$, so that test were performed $J_{IC}$ test. $K_{J_{IC}}$ value was measuring by $J_{IC}$ value change into $K_{IC}$. $J_{IC}$ test was carry out in accordance with the ASTM 1820.
A possibility of production of aluminium matrix composites by using the lost foam process was investigated. Silicon carbide particles, graphite particles, and stainless steel wires were used as reinforcement materials. The reinforcement materials were introduced to the polystyrene to form patterns via injection molding process. The results obtained from this experiment can be summarized as follows. In Al/SiCp system, the particles with the radius of $100{\mu}m$ and over were entrapped in the matrix in the case of upward freezing of which solidification direction was opposite to floating direction of the particles. And few particles were entrapped in the matrix in downward freezing. In Al/graphite system, almost no particles were entrapped in the matrix except the area chill attatched. When the thickness of polystyrene slice was 4mm in Al/stainless steel wire system, the floating tendency of fibers was observed to increase as the distance from the ingate was increased.
Ni and Ni-Cr porous metals which are estimated to be easy to fabricate by squeeze casting are used as strengtheners for composite materials. As a matrix material, Al-7%wtSi-0.3 wt%Mg(AC4C) has been used. In case of Ni/AC4C and Ni-Cr/AC4C composite, $750^{\circ}C$ melt temperature and minimum 25 MPa squeezing pressure are needed to produce sound composite materials. The observation of interfacial reaction zone at various heat treatment condition showed that solutionizing temperature of above 520^{\circ}C$, the interfacial reaction zone increased proportionally with increasing heat treatment tim and reaction products formed by interfacial reaction are mainly composed of $Al_3Ni$ and $Al_3Ni_2$ phases. The tensile strength of Ni/AC4C and Ni-Cr/AC4C composite is lower than the matrix metal and this can be explained by the brittle intermetallic compounds formed at the interface of Ni and Ni-Cr reinforcements. But the properies of hardness, wear resistance and thermal expansion are better than the matrix due to the strengthening effect of Ni-Cr porous metals.
본 연구에서는 4종의 복합레진(Palpique Estelite, Filtek P 60, Spectrum, Charisma)을 선택하였다. 각 제품당 5개의 시편을 제작하여 무게 측정을 한 후, NaOH 용액에 2주 동안 보관하였고 1.23% HCl로 중화하고 세척, 건조시켜 무게 측정을 하였다. 주사전자현미경과 공초점 레이저 주사현미경으로 복합레진의 분해층 표면과 분해깊이를 관찰하였고, 분해 저항성은 용액내로 용출된 Si, Al, Ba의 농도를 근거로 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 제품의 무게손실량은 Palpique Estelite가 가장 많았고, Filtek P 60, Charisma, Spectrum 순이었다. 2. 각 제품의 표면하 분해층 깊이는 Filtek P 60이 가장 깊었고, Charisma, Palpique Estelite, Spectrum 순이었다. 3. Si 용출량은 Charisma가 가장 많았고, Spectrum, Palpique Estelite, Filtek P 60 순이었다. 4. 무게손실과 분해층 깊이 사이에는 높은 상관관계를 보였다(r=0.704, p<0.05). 5. 주사전자현미경 관찰시 NaOH용액에 보관한 후 레진 기질과 충전제 사이의 결합의 파괴 양상인 분해층 표면을 관찰할 수 있었고 공초점 레이저 현미경 관찰시 레진의 분해층 깊이를 관찰할 수 있었다.
The LTCCs (low-temperature co-fired ceramics) are very important for electronic industry to build smaller RF modules and to fulfill the necessity for miniaturization of devices in wireless communication industry. The dielectric materials with sintering temperature $T_{sint}$<$900^{\circ}C$ are required. In this study, we investigated with glass-ceramic composition, which was crystallized with two crystals. The microstructure, crystal phases, thermal and mechanical properties, and dielectric properties of the composites were investigated using FE-SEM, XRD, TG-DTA, 4-point bending strength test and LCR measurement. The starting temperature for densification of a sintered body was at $779{\sim}844^{\circ}C$ and the glass frits were formatted to the crystal phases, $CaAl_2Si_2O_8$(anorthite) and $CaMgSi_O_6$(diopside), at sintering temperature. The sintered bodies exhibited applicable dielectric properties, namely 6-9 for ${\varepsilon}_r$. The results suggest that the glass-ceramic composite would be potentially possible to application of low dielectric L TCC materials.
본 논문은 InP 식각정지층을 갖는 MHEMT 소자의 항복전압을 증가시키기 위한 시뮬레이션 설계 논문이다. MHEMT 소자의 게이트 리세스 구조 및 채널 구조를 변경하여 시뮬레이션을 수행하였고 비교 분석하였다. MHEMT 소자의 드레인 측만을 완전히 제거한 비대칭 게이트 리세스 구조인 경우 $I_{dss}$ 전류가 90 mA에서 60 mA로 줄어들지만 항복 전압은 2 V에서 4 V로 증가함을 확인하였다. 이는 $Si_3N_4$ 보호층과 InAlAs 장벽층 사이의 계면에서 형성되는 전자-포획 음의 고정전하로 인해 채널층에서의 전자 공핍이 심화되어 나타나는 현상으로 이는 채널층의 전류를 감소시켜 충돌이온화를 적게 형성시켜 항복전압을 증가시킨다. 또한, 동일한 구조의 비대칭 게이트 리세스 구조에서 채널층을 InGaAs/InP 복합 채널로 바꾸어 설계한 구조에서는 항복전압이 5 V로 증가하였다. 이는 높은 드레인 전압에서 InP 층의 적은 충돌이온화와 이동도로 인해 전류가 더 감소했기 때문이다.
Metal matrix composites had generated a lot of interest in recent times because of significant in specific properties, it was also highlighted as the material of frontier industry because strength, heat-resistant, corrosion-resistant and wear-resistant were superiored. In recent years, the study of metal matrix composite has increased by aluminum alloy. The study is based on the tribological properties of AC4CH that is a part of the mechanical property of metal matrix composites. Metal matrix composite that is produced from matrix material AC4CH and reinforcement SiO$_2$, Al$_2$O$_3$ and TiO$_2$ are added to the metal matrix composite fur strength so binding among the whisker can take place. Each metal matrix composite is produced using the squeeze casting method. To test for tribe a pin-on-disk machine and lubricant is used without paraffine 8.2CST at room temperature which is 40$\^{C}$. As the results of this study, the tribological properties of each specimen are more improved than AC4CH. The variation of coefficient resistance is more stable at the AC4CH and TiO$_2$, but the variation rates are higher at the inanimate binder.
최근 들어 분리공정의 발달과 산업의 고도화에 따라 기체 및 액체분리의 중요성이 강조되면서 열적, 화학적 그리고 기계적 안정성이 좋으며, 수명이 길고, 세척과 재생이 용이하며, 미생물에 의한 손상이 없는 무기막에 대한 연구가 진행중이다. 무기막은 기공의 크기에 따라 크게 다공성 막과 비다공성 막의 두 종류로 구분된다. 비다공성 금속막은 특정 기체에만 투과성을 가지며, 이때 기체는 용해-확산(solution-diffusion)기구에 의해 금속막을 투과하므로 특정기체에 대한 선택도는 매우 크나 투과도가 매우 작고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 다공성 막은 기체 투과율이 큰 반면 기체 선택도가 작은 단점을 가지고 있다. 현재 기체분리에 사용되고 있는 무기막은 기공크기가 40${\AA}$ 이상으로 기체 분리가 Kundsen diffusion에 의해 이루어지므로, 기체 투과도는 큰 반면에 기체에 대한 선택도는 그리 크지 않다. 따라서 최근 들어서는 다공성 담체에 기공이 작은 ($d_{pore}<20{\AA}$)박막을 담지시켜 기체의 분리 선택도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유기금속 화학증착법(metal-organic chemical vapor deposition:MOCVD)을 이용하여 수소 선택성을 가지는 $SiO_2/Al_2O_3$ 복합막을 비율별로 제조하여 증착속도를 알아보고, 열과 수분에 노출시켜 박막의 기체투과도 변화를 살펴보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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