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Zircaloy-4와 Zr-2.5Nb 합금의 부식과 미세조직에 미치는 냉각속도와 소둔온도의 영향 (Effect of Cooling Rate and Annealing Temperature on Corrosion and Microstructure of Zircaloy-4 and Zr-2.5Nb Alloy)

  • 정용환;정연호;김현길;위명용
    • 한국재료학회지
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    • 제8권11호
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    • pp.1031-1037
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    • 1998
  • Zircaloy-4와 Zr-2.5Nb 합금의 부식에 미치는 냉각속도와 소둔온도의영향을 조사하기 위해서 여러 가지 방법으로 열처리된 시편에 대해서 autoclave 부식시험을 실시하였다. 냉각속도의 영향을 조사하기 위해서 시편을 $1050^{\circ}C$에서 30분 가열 후 염빙수냉, 수냉, 유냉, 공냉, 노냉의 방법에 의해 열처리하였으며, 소둔온도의 영향을 조사하기 위해서 $\alpha$온도, $\alpha$+$\beta$온도, $\beta$온도구역에서 열처리하였다. $500^{\circ}C$부식시험 결과, Zircaloy-4합금에서는 nodule형 부식이 발생되는 반면에 Zr-2.5Nb 합금에서는 nodule형 부식이 발생되지 않았다. Zirfcaloy-4 합금에서는 nodule형 부식이 발생되는 반면에 Zr-2.5Nb 합금에서는 nodule형 부식이 발생되지 않았다. Zircaloy-4합금은 냉각속도가 빠를수록 내식성이 증가하는 반면에 Zr-2.5Nb합금은 냉각속도가 빠를수록 내식성이 감소하는 경향을 보였다. 또한 소둔온도가 증가할수록 Zr-2.5Nb 합금의 내식성은 감소하는 결과를 보였다. Zircaloy-4의 내식성은 Fe, Cr 원소의 기지내 분포와 석출물의 분포에 의해 지배를 받으며 Zr-2.5Nb 합금의 내식성은 기지조직내의 Nb 농도와 $\beta_{-Nb}$상에 의해 지배를 받는 것으로 사료된다.

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수소 장입된 Zircaloy-4 합금에서의 부식거동 (The Corrosion Behavior of Hydrogen-Charged Zircaloy-4 Alloys)

  • 김선재;김경호;백종혁;최병권;정요환
    • 한국재료학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.268-273
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    • 1998
  • Zircaloy-4 합금판재에 230-250ppm의 수소를 장입시키고 $400^{\circ}C$에서 72시간동안 균질하게 수소화물을 형성시킨후 $350^{\circ}C$의 static autoclave를 이용하여 여러 가지 농도의 LiOH 부식용액조건에서 부식시험을 수행하였다. 부식평가는 시간에 따른 무게증가의 변화로서 측정하였고, 시편의 미세구조는 광학현미경과 주사전자현미경을 사용하여 관찰하였다. 부식시험 후 형성된 산화막에서의 H와 Li의 분포를 확인하기 위해 secondary ion mass spectrometry(SIMS)를 이용해 각 원소의 분포를 두께방향에서 측정하였다. 여러 가지 농도의 LiOH 수용액조건에서 Li+ 이온의 용액농도가 30ppm 이상으로 증가하면 합금의 부식은 급격히 가속화되었다. 이것은 $Li^{+}$가 산화막 내의 $Zr^{4+}$ 자리를 치환함에 따라 산소공공이 증가로 산화반응이 증가되고, 이로 인해 형성되는 수소화물의 양이 증가하기 때문이다. LiOH용액조건에서 부식시험 전에 시편 내에 수소를 장입시켜 수소화물을 형성시키면 수소를 장입하지 않은 시편보다 부식이 더 빨리 가속되지만, 시험기간이 길어지면 오히려 수소를 미리 장입시키지 않은 시편의 부식속도가 더 빨라진다. 이것은 부식시험 전에 수소를 시편에 미리 장입을 시키면 이때 형성된 수소화물에 의해 초기에 부식이 빨리 가속되지만 이미 고용도 이상의 수소가 금속 내부에 존재하므로 부식과정 중에 생기는 수소가 금속의 내부로 확산되어 들어오는 것이 억제되어 부식속도가 둔화되는 것으로 생각된다.

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Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 합금 광폭 리본의 물리적, 기계적 특성 연구 (Study of Physical and Mechanical Properties of Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al Alloy Wide Ribbon)

  • 오동진;김용수;박성준;주형규
    • 한국주조공학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.97-102
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    • 2024
  • 본 연구는 부분적으로 비정질 구조와 특성을 가진 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 광폭 리본의 특성을 Hall effect, SEM-EDX, XRD 등을 사용하여 분석하였다. 멜트 스피닝 방법으로 제작된 이 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 기반 합금 리본은 두께가 96㎛ 이하이고 폭이 100mm이다. 인장강도 l,641MPa, 항복강도 l,541MPa, 연신율 1%, 탄성계수 98GPa의 성능을 나타냈다. Bulk concentration, Resistivity, Mobility 값은 일반적인 heavy doping 세라믹과 금속의 중간값을 보이고 일반 금속보다 약 100배 정도 약하여 Si에 근접하며 전기 전도도가 좋은 편이다. 또한, 극한 온도에서의 폴딩 테스트를 수행하여 -20℃에서 150,000회, 24℃에서 300,000회, 60℃에서 150,000회를 견디며 폴딩 불량이 나타나지 않았다. 이 결과는 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 광폭리본 합금의 우수한 내구성과 신뢰성을 보여주며, 이러한 합금을 사용한 전자 제품의 개발 가능성을 시사한다.

Non-Stoichiometric Zr-Based 라베스상 수소저장합금의 방전특성 (The electrode characteristics of non-stoichiometric Zr-based Laves phase alloys)

  • 김동명;정재한;이한호;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.11-18
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    • 1996
  • The Laves phase alloy hydrides have some promising properties as electrode materials in reversible metal hydride batteries. In this work, the hydrogen storage performance, crystallographic parameters, surface morphology, surface area and electrochemical characteristics of the non-stoichiometric $ZrMn_{0.3}V_{0.7}Ni_{1.4+{\alpha}}$, $ZrMn_{0.5}V_{0.5}Ni_{1.4+{\alpha}}$($\alpha$ =0.0, 0.2, 0.4, 0.6) alloys were examined. These as-cast alloys were found to have mainly a cubic C15-type Laves phase structure by X -ray diffraction analysis. The equilibrium pressure of the alloy were increased as $\alpha$ increased in both two types alloy. In case of $ZrMn_{0.5}V_{0.5}Ni_{1.4+{\alpha}}$ alloys, discharge efficiency and the rate capability of the alloy were decreased as $\alpha$ increased but, these values were increased in case of $ZrMn_{0.3}V_{0.7}Ni_{1.4+{\alpha}}$ alloys. The differences of these electrode properties observed were dependent on the reaction surface area and the catalytic activity of unit area of the each electrode.

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Zr-based 수소저장합금을 음극으로 사용한 밀패형 Ni-MH 2차전지의 내압특성에 관한 연구 (A study on the characteristics of inner cell pressure for sealed type Ni-MH rechargeable battery using Zr-based hydrogen storage alloy as anode)

  • 김동명;이호;장국진;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.79-90
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    • 1997
  • Extensive work has been done on investigating the inner cell pressure characteristics of sealed type Ni-MH battery in which Zr-Ti-Mn-V-Ni alloy is used as anode. The inner cell pressure of this type Ni-MH battery much more increases with the charge/discharge cycling than that of the other type Ni-MH battery where commercialized $AB_5$ type alloy is used as anode. The increase of inner cell pressure in the sealed type Ni/MH battery using Zr-Ti-Mn-V-Ni alloy system is mainly due to the accumulation of oxygen gas during charge/discharge cycling. The accumulation of oxygen gas arises mainly due to the low rate of oxygen recombination on the MH electrode surface during charge/discharge cycling. The difference of oxygen recombination rate between $AB_5$ type electrode and Zr-Ti-Mn-V-Ni electrode is caused by the difference of electrode reaction surface area resulting from different particle size after their activation and the difference of surface catalytic activity for oxygen recombination reaction, respectively. After EIS analysis, it is identified that the surface catalytic activity affects much more dominantly on the oxygen recombination reaction than the reaction surface area does. In order to suppress the inner cell pressure of Ni-MH battery where Zr-Ti-Mn-V-Ni is used as anode, it is suggested that the surface catalytic activity for oxygen recombination should be improved.

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치과주조용 Ti-20%Zr-X%Cr(X=0,5)계 합금의 기계적 성질 (Mechanical Properties of Ti-20%Zr-X%Cr(X=0,5) Based Alloys for Dental Casting)

  • 정종현
    • 대한치과기공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.81-87
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    • 2003
  • Ti-20%Zr-X%Cr(X=0,5) based alloys not containing hamful Al and V were newly designed in order to reveal their possibility for dental casting alloys, and melted in argon-arc casting machine. The mechanical properties were evaluated by using universal testing machine. The tensile strength and %elongaton of the alloys markedly increased with Cr content. The Ti-20%Zr-5%Cr alloy showed a similar tendency with Ti-6%Al-4%V alloy in tensile strength, but surpassed in %elongation. From these results, it was concluded that new alloys for successful dental casting materials should be designed as Ti-Zr-Cr based alloys.

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CuZn36 합금의 입자 미세화에 미치는 Zr, B, P 첨가의 영향 (Effects of Zr, B and P Additions the Grain Refinement of CuZn36 Alloys.)

  • 김정근;이동우
    • 한국주조공학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.168-174
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    • 1993
  • It has been known that the grain refinement of Cu base alloys greatly improved mechanical properties, castability, workability and hot shortness resistance etc. In this study CuZr50, CuP7, CuFe7, CuMg10 binary alloys were added as grain refiners in CuZn36 alloy. The alloys melted in vacuum and controlled in mixed gas conditions and casted at $1050^{\circ}C$. Zr-P-X compound has significantly grain refined but oxygen has been found detrimental to grain refinement. In the case of Zr /B ratio below 4, B acted as grain growth element in this alloy.

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