• 한국기계가공학회지
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• 제20권2호
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• pp.51-57
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• 2021

The quality of the ceramic sintered coating on a metal surface through laser surface treatment is affected by the laser irradiation pattern. Depending on the laser irradiation pattern, the amount of residual stress and heat applied or accumulated on the surface increases or decreases, affecting the thickness attained in the ceramic sintering area. When the heat energy accumulated in the sintering area is high, the ceramic and the metal alloy melt and sufficiently mix to form a homogeneous and thick bonding interface. In this study, the thermal energy accumulation in the region sintered with zirconia was controlled using four types of laser processing patterns. The thickness of the diffusion region is analyzed by laser-induced breakdown spectroscopy of Mg-ZrO2 generated by laser sintering zirconia powder on the magnesium alloy surface. On the basis of the analysis of the Mg and Zr present in the sintered region through LIBS, the effect of the irradiation pattern on the sintering quality is confirmed by comparing and analyzing the heat and mass transfer tendency of the diffusion layer and the degree of diffusion according to the irradiation pattern. The derived diffusion coefficients differed by up to 9.8 times for each laser scanning pattern.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.283-291
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• 2023

The physical properties were analyzed for four gas diffusion layers, and gas diffusion electrodes (GDEs) for the cathode of high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell were fabricated through bar coating with three binder to carbon (B/C) ratios. Among them, The GDE from JNT30-A6P showed a significant change in secondary pore volume at a B/C ratio of 0.31, which had the largest pore volume among all GDEs. In the polarization curve, JNT30-A6P GDE showed the best membrane electrode assembly (MEA) performance with a peak power density of 384 mW/cm² at a a B/C ratio of 0.31. From the distribution of relaxation time analysis, the peak 1 corresponding to mass transfer resistance of oxygen reduction reaction (ORR) was significantly reduced in the JNT30-A6P GDE. This is the result that when the binder content decreased, the volume of the secondary pore increased, and the mass transfer resistance of ORR decreased, which played an essential role in the MEA performance.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.85-91
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• 2011

Many protection methods such as surface coating, electric protection, or other methods have been applied to the numerous steel structures widely used in continental and marine areas to control their corrosion, which is done from an economic point of view. Most of these steel structures are primarily protected by coating methods. However, some steel piles under seawater are protected by the electric protection method, that is, either using an impressed current or a sacrificial anode method. Furthermore, environmental contamination may cause a severely corrosive environment, which, in turn, causes the accelerated corrosion of steel structures. Subsequently, coated steel structures could deteriorate more rapidly than the designed lifetime because of the acid rain caused by air pollution, etc. Therefore, a coating of marine paint exposed to seawater, that is, underwater hardening painting, is increasingly required to be fast drying as well as highly corrosion resistant. In this study, five types of underwater hardening paints were prepared with different resin series and additives. Their corrosion and water resistances were investigated using electrochemical methods such as corrosion potential, polarization curves, impedance and cyclic voltammogram measurements, etc. Even though it is generally accepted that the corrosion resistance of bare steel tends to increase with a shift of the corrosion potential in the noble direction, the corrosion resistance of a sample with a coating exhibited a relatively better tendency when it had a lower corrosion potential in this study. The corrosion current density was also decreased with a decrease in the diffusion limiting current density, which may mean that there is some relationship between corrosion and water resistance. The S sample of the ceramic resin series showed the relatively best corrosion and water resistance among those of samples, while the worst corrosion and water resistance were observed for the R sample of the epoxy resin series. The corrosion and water resistance of those samples tended to deteriorate with an increase in the immersion days, and their corrosion and water resistances were considered to be apparently improved by the types of resin and additives.

• 한국재료학회지
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• 제8권6호
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• pp.538-544
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• 1998

열차폐코팅층의 박리는 세라믹/금속접합층 계면에서 취성이 큰 스피텔의 생성, 금속과 세라믹의 열팽창계수의 차이, 세라믹층의 상변태, 코팅층의 잔류응력에 기인한다. 본 연구에서는 인코넬 713C에 전자빔 코팅 및 플라즈마 용사법으로 코팅된 안정화지르코니아/CoNiCrAIY 계면의 산화거동을 조사하기 위하여 $900^{\circ}C$에서 등온산화시험동안 생성되는 산화막층과 스피넬 생성 거동을 관찰, 분석하였다. 코팅 직후 코팅층에 고르게 분포하고 있는 Co,Ni,Cr,AI,Zr의 원소들이 산화시간에 따라 확산하여 산화반응을 하였다. 초기 20시간의 산화기시간에 안정화지르코니아/CoNiCrAIY 계면에 주요 성분이 $\alpha$-$AI_2O_3$인 산화막층이 생성되었고, CoNiCrAIY층에는 AI의 외부확산으로 인한 AI 결핍지역이 생성되었다. 산화시험동안 $\alpha$-AI2O층이 임계두께까지 성장한 후에 산화막층의 성장속도는 감소하였고, 안정화지르코니아/산화막층 계면에 스피넬, $Cr_2O_3$, $CO_2CrO_4$의 형성으로 인한 크랙이 관찰되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제14권2호
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• pp.69-78
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• 1978

알루미나이징강에 대하여 초기마모영역에서 rolling-sliding 마모시험을 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 2차 확산재의 내마모성이 가장 우수하고 처녀재에 비하여 저응력 레벨에서 약 18%, 고응력에서 약 40%의 마모감소를 나타낸다. 2) 2차 확산재는 피복층과 합금층 경계부근의 공공생성으로 인하여 예상보다 내마모성이 낮다. 3) 알루미나이징강의 rolling-sliding 접촉에 의한 마모파양의 형태는 spalling 이며 spalling crack은 합금속의 경계부근에서 발생한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.32-36
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• 2021

본 연구는 레이저 침탄된 TiZrN 코팅층의 탄소확산거동 측면과 이에 따른 기계적 특성 변화를 연구·고찰하였다. TiZrN 코팅에 탄소페이스트를 도포한 후, 레이저를 조사하여 침탄시켰다. 침탄 이후에 (111)상에 해당하는 XRD 피크가 저각으로 이동하여, 도핑된 탄소에 의한 격자팽창을 보여주었다. 아울러, 투입된 탄소의 입계 확산에 의한 결정립의 크기가 감소하였다. 침입된 탄소의 결합상태를 확인하기 위한 XPS 분석결과, 레이저의 열에너지를 통해 탄소가 TiZrN내 질소 원자와 치환되어 탄화물(TiC 또는 ZrC)을 보였다. 아울러, sp2와 sp3 혼성화 결합이 혼재하는 상태를 보여 비정질 탄소가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 침탄 전후 TiZrN 코팅층의 단면 TEM 이미지와 inverse FFT 분석결과, 격자 중간에 물결형상이 관찰되어 결정립계 내 비정질 상의 형성을 보여주었다. 침탄 후 경도는 34.57 G Pa에서 38.24 G Pa로 증가하였으며, 마찰계수는 83 % 감소하였다. 특히, 외부 하중에 저항하는 지표로 활용되는 H/E는 0.11에서 0.15으로 증가하였고 wear rate는 65 % 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 치위생과학회지
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• 제9권4호
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• pp.405-412
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• 2009

본 연구는 도재소부용 비귀금속에 Au 코팅 층을 형성하고, Au 코팅 층이 금속-도재의 결합력에 미치는 영향을 알아보고자 2출 굴곡 시험 후에 SEM/EDS 방법으로 조사하여 비교하였다. 1. Ni-Cr ally 군과 Co-Cr alloy 군, 그리고 Ti 군의 절단면 시편의 전자현미경 사진에서 Au 코팅 층은 산화층의 확산을 제어하는 것으로 관찰되었다. 2. 2축 굴곡 시험 후에 EDS 분석 결과 Ni-Cr alloy 군과 Co-Cr alloy 군에서 Si 함량은 Au 코팅 층을 형성한 시편에서 약간 감소하였고, 결합실패의 형태는 cohesive failure와 adhesive failure가 혼재된 양상으로 관찰되었다. 3. Ni-Cr alloy 군과 Co-Cr alloy 군에서 Au 코팅 층은 도재-금속 결합력에 미치는 영향은 미미하였다. 4. Ti 군의 결합실패 형태는 Ni-Cr alloy 군과 Co-Cr alloy 군에 비해서 adhesive failure 양상이 두드러지게 관찰되었고, Au 코팅 층은 도재-금속 결합력에 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과 비귀금속에 적용한 Au 코팅은 산화층의 확산을 제어 하는 것으로 관찰 되었으나, 금속-도재 간의 결합력 증징에 미치는 효과는 미미하였다. Au 코팅을 이용하여 금속-도재 간의 결합력 증진을 위해서는 많은 연구가 지속되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제18권5호
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• pp.430-436
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• 2011

Joining of NiO-YSZ to 316 stainless steel was carried out with B-Ni2 brazing alloy (3 wt% Fe, 4.5 wt% Si, 3.2 wt% B, 7 wt% Cr, Ni-balance, m.p. 971-$999^{\circ}C$) to seal the NiO-YSZ anode/316 stainless steel interconnect structure in a SOFC. In the present research, interfacial (chemical) reactions during brazing at the NiO-YSZ/316 stainless steel interconnect were enhanced by the two processing methods, a) addition of an electroless nickel plate to NiO-YSZ as a coating or b) deposition of titanium layer onto NiO-YSZ by magnetron plasma sputtering method, with process variables and procedures optimized during the pre-processing. Brazing was performed in a cold-wall vacuum furnace at $1080^{\circ}C$. Post-brazing interfacial morphologies between NiO-YSZ and 316 stainless steel were examined by SEM and EDS methods. The results indicate that B-Ni2 brazing filler alloy was fused fully during brazing and continuous interfacial layer formation depended on the method of pre-coating NiO-YSZ. The inter-diffusion of elements was promoted by titanium-deposition: the diffusion reaction thickness of the interfacial area was reduced to less than 5 ${\mu}m$ compared to 100 ${\mu}m$ for electroless nickel-deposited NiO-YSZ cermet.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권6호
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• pp.437-441
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• 2016

Recently, the grain boundary diffusion process (GBDP), involving heavy rare-earth elements such as Dy and Tb, has been widely used to enhance the coercivity of Nd-Fe-B permanent magnets. For example, a Dy compound is coated onto the surface of Nd-Fe-B sintered magnets, and then the magnets are heat treated. Subsequently, Dy diffuses into the grain boundaries of Nd-Fe-B magnets, forming Dy-Fe-B or Nd-Dy-Fe-B. The dip-coating process is also used widely instead of the GBDP. However, it is quite hard to control the thickness uniformity using dip coating. In this study, first, a $DyF_3$ paste is fabricated using $DyF_3$ powder. Subsequently, the fabricated $DyF_3$ paste is homogeneously coated onto the surface of a Nd-Fe-B sintered magnet. The magnet is then subjected to GBDP to enhance its coercivity. The weight ratio of binder and $DyF_3$ powder is controlled, and we find that the coercivity enhances with decreasing binder content. In addition, the maximum coercivity is obtained with the paste containing 70 wt% of $DyF_3$ powder.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.625-628
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• 2008

본 연구에서는 국내의 대표적인 보수재료인 폴리머시멘트계열의 단면복구재 3종 및 표면보호재 2종에 대해 촉진중성화 시험을 실시하여 국내 보수재료의 중성화 저항성능을 평가하였다. 기존의 KS 시험규격인 침투깊이 측정법과 함께 유럽시험규격인 BS EN 1062-6에서 규정한 등가공기층 확산두께산정을 적용하였다. 등가공기층 확산두께($S_D$)란 코팅재와 동일한 이산화탄소투과성과 동일한 조건을 가지고 있는 부동 공기층의 두께로서, 시편을 할렬 파괴하지 않으므로 동일한 시편으로 연속적인 시험을 진행할 수 있다는 장점이 있다. 시험결과 단면복구재의 경우 중성화깊이 측정법을 통해 이산화탄소 투과저항성을 평가할 수 있는 반면 표면보호재의 경우에는 이산화탄소 투과량 측정을 통한 등가공기층 두께 산정법이 효과적인 이산화탄소 투과저항성능 평가방법임을 밝혔다.