본 연구에서는 열가소성 폴리우레탄(TPU)과 EPDM, NBR 및 BR을 용융 블렌딩하여 TPU/Rubber 블렌드 필름을 제조하고 이들의 조성이 마찰시 표면 파괴와의 관계를 연구하였다. TPU/EPDM과 TPU/BR 블렌드의 마찰시 표면 파괴 특성이 개선되었으며 특히 BR이 우수하였다. 또한, TPU/BR 블렌드에서 BR의 함량이 10 wt% 이상 투입될 때 표면 파괴 및 마킹 특성이 개선되었다. Scanning electron microscopy (SEM) 분석으로부터 BR 함량이 증가할수록 연질상의 증가로 인한 표면 파괴 및 마킹 특성의 개선으로 추정할 수 있었다.
차세대 발전 시스템에서 사용되는 고온 가스 필터용 지지층 소재를 제조하기 위하여 용융 Si 침윤 방법으로 기공율이 32∼36%, 주기공 크기가 37∼90 ${\mu}m$ 범위를 갖는 고강도 다공질 반응소결 탄화규소(RBSC)를 개발하였다. 반응소결 탄화규소 다공체의, 최대 파괴강도는 120MPa이었으며, 용융 Si 침윤 방법으로 제조된 반응소결 탄화규소 다공체에서는 SiC 입자 사이에 SiC/Si로 이루어진 기지상이 형성되어 있기 때문에 파괴 강도 및 열충격 특성이 점토 결합 탄화규소 다공체 보다 우수하였다. 반응소결 탄화규소 다공체의 기공율 및 기공 크기는 잔류 Si의 양 및 성형체에 사용한 SiC 입자 크기에 따라 다르게 나타났다.
PP에 PE를 용융혼합하여 방사불안정성을 줄일수 있는 방사조건에 대한 연구를 수 행하였다. 연신공명에 대한 주파수 분석결과 harmonic overtone이 나타나고 연식공명의 주 기가 체류시간에 비례함을 밝혔다. PP에 PE를 혼합시킴으로써 연신공명을 줄일수 있었으나 PE가 연속상이 되는 PE함유량에서는 임계연신비보다 낮은 연신비에서 사절이 발생하였다. 또한 낮은 방사온도에서는 melt fracture 현상이 연신공명을 쉽게 일어나게 하는 용인으로 작용하여 PP/PE 혼합물의 방사 안정성을 저해하였다, 토출량이 같을 때 방사구 지름은 연 신공명의 Dmax/Dmax 값에 영향을 미치지 않았고 방사길이가 짧으면 임계연신비가 증가하였 다. 방사구 L/D가 클때에는 방사구 L/D가 연신공명에 영향을 미치지 않았으나 방사구 L/D 가 짧을 때에는 임계연신비가 크게 저하되었다.
In this study, chopped Hi-Nicalon SiC fiber Reinforced Porous Reaction Bonded SiC (RBSC) composites and it fabrication process were developed by using Si melt infiltration process. The porosity and average pore size in fabricated chopped SiC fiber reinforced porous RBSC composites were in the range of $30{\sim}40%$ and $40-90{\mu}m$, which mainly determined by the SiC powder size used as starting material and amount of residual Si in porous composites. The maximum flexural strength of chopped SiC fiber reinforced porous RBSC composite was as high as 80 MPa. The delayed fracture behavior was observed in chopped SiC fiber reinforced porous RBSC composites upon 3-point bending strength test.
Five Al2O3/SiC/metal composites with four different particle sizes of green SiC abrasive grains are grown by the directed oxidation of an commercially available Al-alloy. Oxidation was conducted in air at 100$0^{\circ}C$, 96 hours long. Slip casted SiC-fillers were placed on the alloy or SiC powder deposited up to the required layer thickness. Their microstructures are described and measurements of density, elastic constants, frexural strength, fracture toughness and work of fracture are reported. The results are compared with those of commercial dense sintered Al2O3. The properties of produced materials have a strong relationship to not only the properties of Al2O3, SiC, Al and Si but also to the phase share and phase distribution. The composite materials are dense (0.5% porosity), tough (KIC = 3.4~6.4 MPa{{{{ SQRT { m} }}), strong ({{{{ sigma }}B = 170~345 MPa) and reasonably shrinkage free producible. The reinforcements is attained mainly through the plastic deformation of ductile metal phase.
In this study, the effects of the pouring temperature, preheating temperature, surface condition and fraction of the wear resistant part on the production of duo-castings were investigated using a high Cr white cast iron with excellent abrasion resistance and a low Cr alloy steel with good toughness. The constituent materials of the duo-castings were designed to have high hardness, fracture toughness and abrasive wear resistance for the replacement of high Mn alloy steels with low abrasive wear resistance. In particular, the amount of abrasive wear of 17% Cr white cast iron was about 1/20 of that of high Mn alloy steel. There was an intermediate area of about 3mm due to local melting at the bonding interface of the duo-castings. These intermediate regions were different from those of the constituent materials in chemical composition and microstructure. This region led to fracture within the wear resistant part rather than at the bonding interface in the bending strength test. The bending fracture strengths were 516-824 MPa, which were equivalent to the bending proof strength of high Mn steel. The effects of various casting conditions on the duo-cast behavior were studied by simple pouring of low Cr alloy steel melt, but the results proved practically impossible to manufacture duo-castings with a sound bonding interface. However, the external heating method was suitable for the production of duo-castings with a sound bonding interface.
The purpose of this study was to process bio-active glass ceramic composite, reinforced with sapphire fibers, by hot press. Also to study the interface of the matrix and the sapphire fiber, and the mechanical properties. Glass raw materials melted in Pt crucible at 1300$^{\circ}C$ during 3.5 hours. The melt was crushed in ball mill and then crushed material, ground and sieved to $<40{\beta}{\mu}m$. Sapphire fibers cut (30mm) and aligned. Powder and fibers hot pressed. The micrographs show good bonding between the matrix and the fiber and no porosity in the glass matrix. This means ideal fracture phenomena. Glass is fractured before the fiber. This is indication of good fracture strength. EDXS showing aluminum rich phase and crystalline phase. Bright field image of the matrix showing crystalline phase. Also diffraction pattern of TEM showing the crystalline phase and more than one phase. Strength of the samples was determined by 3 point bend testing. Strength of the 10vol% sample was approximately 69MPa, while strength of the control sample is 35MPa. Conclusions through this study as follow: 1. Micrographs show no porosity in the glass matrix and the interface. 2. The interface between the fiber and the glass matrix show no gaps. 3. Fracture of the glass indicates characteristic fiber-matrix separation. 4. Presence of crystalline phase at high processing temperature. 5. Sapphire is compatible with bioactive glass.
IGCC 발전 시스템에 사용되는 고온 가스 필터에 대하여 용융 Si 침윤공정 방법을 사용한 고강도 반응소결 탄화규소 고온 가스 필터 제조 공정이 개발되었다. 용융 Si 침윤 반응으로 제조된 반응소결 탄화규소의 상온 및 고온 파괴강도는 약 50-123, 60-66 MPa이었으며, 반응소결 탄화규소 다공체의 평균기공크기 및 기공율의 범위는 각각 60- 70 $\mu\textrm{m}$ 및 약 34 vol%이었다. 용융 Si 침윤 방법으로 제조된 반응 소결 탄화 규소 다공체에서는 SiC 입자 사이에 SiC/Si으로 이루어진 기지 상이 형성되어 고온 파괴 강도가 점토 결합 탄화 규소 다공체보다 우수하였다. 소결된 지지층 위에 Si 분말이 첨가되지 않은 slurry를 사용하여 여과층을 제조하였다. 여과층에 사용된 Sic 입자의 크기가 10$\mu\textrm{m}$에서 34 $\mu\textrm{m}$로 증가됨에 따라 SiC 입자 사이에 형성된 기지상의 두께가 증가하였다. 분진이 포함된 유체의 face velocity 변화에 따른 압손의 관계는 US filter사 Schumacher type 20 filter의 기체 유동 특성과 비슷하게 나타났으며, 분진여과 측정시 4분 내에 누출 분진의 크기가 1 $\mu\textrm{m}$ 크기 이하로 감소되었다.
The aim of this study is fabricating of composite filler metal (CFM) by a combination of selective laser sintering (SLS) of stainless steel powders (RapidSteel $2.0^{TM}$ and liquid phase infiltration of Ag-28 wt.%Cu alloy. Porous stainless steel body with inter-connected pore channels was fabricated by SLS, binder decomposing and densification processes. By the direct contact infiltration, the narrow inter-particle channels of the porous body were completely filled with the Ag-28 wt.%Cu alloy infiltrant. During infiltration, the dissolved elements of Fe, Ni and Cr from the porous body were solved into copper solid solution phases, which consist of eutectic structure of composite metal matrix. The S10C/CFM/S10C joints, which have narrow clearance gaps between them up to 10 micrometers, were joined successfully by self-feeding of filler metal from the matrix of CFM. The CFM kept its original thickness and microstructure after brazing. The tensile strength of brazed specimen was higher than 30 kgf/$mm^2$ and showed a typical ductile fracture mode in the CFM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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