• 대한기계학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.122-131
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• 1995

The research trends for metal matrix composites have been on basic mechanical properties, fatigue behavior after aging and fractographic observations. In this study, the fatigue crack initiation as well as the fatigue crack growth behavior and the fracture mechanism were investigated through observations of the fracture surface on silicon carbide particles reinforced aluminum metal matrix composites(SiCp/Al). Based on the fractographic study done by scanning electron microscope and replica, crack growth path model and fracture mechanism are presented. The mechanical properties, such as the tensile strength, yield strength and elongation of SiCp/Al composites are improved in a longitudinal direction, however, the fatigue life is shorter than the basic Al6061 alloys. From fractographic observations, it is found that the failure mode is ductile in basic Ai6061 alloys. And because some SiC particles were pulled out from the matrix and a few SiC particles could be seen on the fracture surface of SiCp/Al, crack growth paths are believed to follow the interface of the matrix and its particles.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권2호
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• pp.103-111
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• 1998

입자 보강 복합재료의 부피분율을 평가하기 위한 초음파 비파괴 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 복합재의 미시구조를 설명할 수 있는 이론 모델과 초음파의 속도 측정을 필요로 한다. 측정한 속도를 이론예측값과 같게 두면 미지의 입자 부피분율이 계산된다. Mori-Tanaka 방법에 기초한 탄성계수 해석 모델이 소개되어 있다. 이러한 접근 방법을 SiC 입자 보강 Al 기지 ($SiC_p/Al$) 복합재에 적용하였다. 이 방법으로 보강재의 부피분율을 비교적 정확하게 결정할 수 있었다. 또한 금속간 화합물이 부피분율 평가에 미치는 영향을 논하였다. 이 방법은 입자 보강 금속기지 복합재의 생산현장에서 복합재의 품질 평가를 위하여 적용될 수 있다.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.585-589
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• 2001

많은 연구결과들은 국부적 용융체의 존재가 고온인장 변형 시 발생하는 내부공극의 발달을 억제할 수 있음을 보고하고 있다. 그러나 이러한 국부적 용융체가 존재한다고 해서 반드시 고변형속도 초소성 현상이 관찰될 수 있는 것은 아니다. 금속기지와 보강재간의 계면에 국부적 용융체의 양이 너무 많이 존재하면 두상간의 결합력이 떨어져 금속기지상으로부터 보강재가 분리되는 현상이 야기될 수 있기 때문이다. 그러므로, $Si_3$$N_{4p}$ 2124 Al 복합재의 초소성 유동 특성을 이해하기 위해 변형온도에 따른 미세구조 변화와 계면특성을 조사하였다. 본 연구를 룽해 $Si_3$$N_{4p}$ 2124 Al 복합재에서 Al-기지와 $Si_3$$N_{4p}$ 강화상간의 계면상의 국부적 용융이 시작되는 온도부근에서는 큰 초소성 특성이 얻어지지만, 국부적 용융이 시작되는 온도를 지난 인장온도범위에서는 오히려 초소성 특성이 현저하게 저하되는 현상이 관찰되었다. 위의 실험결과는 $Si_3$$N_{4p}$ 2124 Al복합재의 고변형속도 초소성 거동에 기여하는 최적의 액상량이 존재한다는 것을 의미한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1994년도 춘계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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• pp.76-76
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• 1994

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.175-183
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• 2000

The internal residual stresses within the multilayered structure with shan interface induced by the difference in thermal expansion coefficient between the materials of adjacent layers often provide the source of failure such as delamination of interfaces and etc. Recent development of the multilayered structure with functionally graded interface would be the solution to prevent this kind of failure. However a systematic thermo-mechanical analysis is needed fur the customized structural design of multilayered structure. In this study, theoretical model for the thermo-mechanical analysis is developed for multilayered structures of the Al-$SiC_p$ functionally graded composite for electronic packaging. The evolution of curvature and internal stresses in response to temperature variations is presented for the different combinations of geometry. The resultant analytical solutions are used for the optimal design of the multilayered structures with functionally graded interface as well as with sharp interface.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1996년도 재료학회 춘계학술발표회
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• pp.22-22
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• 1996

• Composites Research
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• 제15권1호
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• pp.32-40
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• 2002

가압주조법을 이용하여 전자 패키징용 고부피분율 $SiC_p/Al$ 금속복합재료를 제조하였다. $SiC_p$ 예비성형체를 제조하기 위하여 예비성형체 금형을 고안하였으며, $Al_2O_{3f}$섬유 보강재를 $SiC_p$ 입자 보강재의 1/10비율로 첨가하고, 무기 성형제($SiO_2$)를 0.8% 이하로 사용하여 49~70 vol.% 의 예비성형체 제작에 성공하였다. 제조된 고부피분율 예비성형체로 금속용탕을 원활히 침투시키기 위해 온도, 가압력 등의 제조조건을 정하였으며, 이러한 새로이 고안된 금형조건을 FEM 열전도 해석에 도입하여 금속복합재료 제조시 몰드 내부에서 발생하는 온도변화를 분석하였다. 제조된 금속복합재료에 대해서는 충격특성 및 열팽창계수 특성평가를 실시하였다. 본 연구를 통해 제조된 금속복합재료의 충격흡수 에너지는 0.2~0.3J, 열팽창계수는 $8~10ppm/^{\circ}C$, 밀도는 $2.9~3.0g/cm^3$로 나타나 패기징 재료로서 적합한 특징을 가진 복합재료가 성공적으로 개발되었음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제2권6호
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• pp.461-467
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• 1992

최근 선진국에서 강화되고 있는 CAFE(Corporate Average Fuel Economy :기업평균연비) 규제를 극복하기 위해서는 차량의 경량화가 필수적이며 이를 위해 기존의 금속재료에 비하여 비강도, 탄성계수, 인성등이 우수한 기계적 성질을 가지면서 고분자 기지의 복합재료에 비해서 고온강도, 전기 및 열전도도와 내마모성이 우수한 금속기지 복합재료의 개발은 필수적이고도 중요한 위치를 차지한다. 따라서 본 연구에서는 자동차용 부품재 및 일반산업용 재료로 사용되고 있는 AC4A Al합금에 Si$C_w$prefohm을 용탕 단조법으로 강화하여 복합재료를 제조란 후 matrix와 함계 기계적성질, 마멸특성, 조직실험을 행한 결과 용탕 단조법에 의한 AC4A/Si$C_w$ 복합재료의 최적 제조조건은 용탕온도 80$0^{\circ}C$, 금형은도 40$0^{\circ}C$, preform은도 750-80$0^{\circ}C$, 가압압력 75MPa이었으며 Si$C_w$강화재가 I/M재에 비하여 경도값은 두배이상으로 상승하였고 Si$C_w$ 20v/o에서는 가압에 의한 큰 효과는 없었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.97-100
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• 2002

In this research, the impact behavior of the boundary between MMC-reinforced SiC whisker and Al alloy were studied. It is known that the resultant of the interfacial reaction between SiC whisker and Al alloy has brittle and low toughness property. In this paper, impact behavior of graded MMC & Al alloy shows the interfacial opening at the boundary. Generally this phenomenon is generated by thermal residual stress, brittle interfacial reaction resultant and difference of the deflection. So, these results may be interpreted as a macroscopic method of measuring the interfacial strength between matrix and reinforcement

• 대한기계학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.2498-2508
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• 1993

$Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites are fabricated by squeeze infiltration method. From the misconstructive of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites fabricated by squeeze infiltration method, uniform distribution of reinforcements and good bondings are found. Hardness value of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites increases linearly with the volume fraction of reinforcement because SiC whisker and $Al_{2}$O$_{3}$ fiber have an outstanding hardness. Optimal aging conditions are obtained by examining the hardness of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites with different aging time. Tensile properties such as Young's modulus and ultimate tensile strength are improved up to 30% and 40% by the addition of reinforcements, respectively. Failure mode of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is ductile on microstructural level. Through the abrasive wear test and wear surface analysis, wear behaviour and mechanism of 6061 aluminum and $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites are characterized under various testing conditions. The addition of SiC whisker to $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ composites gives rise to improvement of the wear resistance. The wear resistance of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is superior to that of Al/SiC composites. The wear mechanism of aluminum alloy is mainly abrasive wear at low speed range and adhesive and melt wear at high speed range. In contrast, that of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is abrasive wear at all speed range, but severe wear when counter material is stainless steel. As the testing temperature increases, wear loss of aluminum alloy decreases because the matrix is getting more ductile, but that of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is hardly varied. Oil lubricant is more effective to reduce the wear loss of aluminum alloy and $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites at high speed range.