• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.366-371
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• 2015

In order to improve the mechanical properties of tungsten at room and elevated temperature, hafnium carbide (HfC) reinforced tungsten matrix composites were prepared using the spark plasma sintering technique. The effect of HfC content on the compressive strength and flexural strength of the tungsten composites was investigated. Mechanical properties of the composites were also measured at elevated temperatures and their trends, with varying reinforcement volume fraction, were studied. The effect of reinforcement fraction on the thermal properties of the composites was investigated. The thermal conductivity and diffusivity of the composites decreased with increasing temperature and reinforcement volume fraction. An inherently low thermal conductivity of the reinforcement as well as interfacial losses was responsible for lower values of thermal conductivity of the composites. Values of coefficient of thermal expansion of the composites were observed to increase with HfC volume fraction.

• Advances in nano research
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• 제13권4호
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• pp.407-416
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• 2022

In this study, the gravitating mechanical stir casting method was used to fabricating the Nb₂O₅/AZ31 magnesium matrix nanocomposites. Niobium pentoxide (Nb₂O₅) used as reinforcement with two different weight percentages (3 wt % and 6 wt %). The influence of Nb₂O₅ on microstructure and mechanical properties has been investigated. The microstructure analysis showed that the composites are mainly composed of the primary α-magnesium phase and phase β-Mg₁₇Al₁₂ secondary phase. The secondary phase was dispersed evenly along the grain boundary of the Mg phase. The Nb₂O₅/AZ31 nanocomposites revealed that the grain size and its lamellar shape (β-Mg₁₇Al₁₂) were gradually refined. Different strengthening mechanisms were assessed in terms of their contributions. Results showed that composite material properties of hardness, yield strength, and fracture study were directly related to Nb₂O₅ as a reinforcement. The maximum values of the mechanical properties were achieved with the addition of 3 wt% Nb₂O₅ on the AZ31 alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제17권5호
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• pp.480-487
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• 1997

Particle reinforced metal matrix composites(MMCs) via a centrifugal spray-cast deposition(CSD) process were fabricated by injecting second phase particles($Al_2O_3$<40${\mu}m$, W<17.3${\mu}m$) into copper melt on the atomizing disc. Compositing modes were investigated by combining microstructures and mathematical modeling between Cu droplets and the reinforced particles injected. The $Cu/W_P$ powders were shown that the W particles penetrate and get embedded in the Cu droplets. It is considered that the W particles composite preferentially in Cu melt on the atomizing disc. On the other hand, the $Al_2O_3$, particles did not penetrate into the Cu droplets on the atomizing disc but get attached in surface of Cu droplets during the flight. It is considered that the compositing may be attained in the flight distance which the relative velocity between Cu droplet and $Al_2O_3$, particle is maximum. The microstructure of the $Cu/W_P$ and the $Cu/(Al_2O_3)_p$ composite preform was strongly influenced by compositing modes of droplets, and after subsequent deposition it was comprised as it is called the dispersed type and the cell type of microstructure, respectively.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.1-8
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• 2003

금속복합재료 개발을 위한 고온가압 성형공정은 기지재료의 비탄성거동과 성형체 내부의 기공에 대한 충진 과정을 수반하며 이러한 강화공정은 압력, 온도 그리고 강화재와 모재의 상대부피분률과 같은 공정변수의 영향을 받게 된다. 특히 티타늄금속기 복합재료의 강화공정은 강화재와 모재 사이의 기계적 혹은 열적 특성 차이 및 생산환경으로 인한 다양한 형태의 손상이 발생할 수 있으며 따라서 이들을 극복하기 위한 재료특성, 작용압력, 온도, 시간조건 등과 공정에 따른 조직의 진전 등 미소역학적 연구가 수반된 최적의 고온가압강화공정의 개발이 요구되어진다. 이를 위하여 본 연구는 VHP방식을 이용한 SiC／Ti-6Al-4V 연속섬유강화 금속기 복합재료의 강화공정실험을 수행하였으며 특히 미시역학적 접근에 따른 다공성 재료의 구성방정식을 이용하여 보강재와 기지재료의 변형거동과 고온가압공정에 필요한 다양한 조건들을 실험결과와 비교 연구하였으며 유한요소해석을 통해 공정변수와 그에 따른 결과들을 고찰하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.45-52
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• 2002

금속복합재료 (MMC) 내부에서의 강화재와 기지재사이의 열팽창계수의 차이에 의해 발생하는 인장잔류응력은 복합재료의 인장강도를 저하시키는 심각한 문제중의 하나이다. 따라서 본 연구에서는 TiNi/A16061 형상기억복합재료내부의 인장잔류응력의 문제를 해결하기 위하여 강화재로써 TiNi 합금을 사용하였다. TiNi 합금은 형상기억효과를 이용하여 복합재료내부에 압축잔류응력을 발생시킴으로써 인장강도를 증가시키는 역할을 한다. 복합재료내부에 압축잔류응력을 발생시키기 위하여 예변형(pre-strain)을 가하였다. 본 연구에서는 예변형의 변화에 따른 압축잔류응력의 영향을 평가하였으며 AE 기법을 이용하여 고온에서의 복합재료의 미시적 손상거동과 예변형의 영향을 평가하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제20권4호
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• pp.254-259
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• 2000

Metal matrix composites(MMCs) reinforced with hard particles have many potential application in aerospace structures, auto parts, semiconductor package, heat resistant panels, wear resistant materials and so on. In this work, the effect of SiC partioel sizes(50 and 100 ${\mu}m$) and additional elements such as Si, Cu and Ti on the microstructure and the wear property of $Al-5Mg-X(Si,Cu,Ti)/SiC_p$ composites produced by pressureless infiltration method have been investigated using optical microscopy, scanning eletron microcopy(SEM) with EDS(energy dispersive spectrometry), hardness test, X-ray diffractometer(XRD) and wear test. In present study, the sound $Al-5Mg-X(Si,Cu,Ti)/SiC_p$(50 and 100 ${\mu}m$) composites were fabricated by pressureless infiltration method. The $Al-5Mg-0.3Si-O.1Cu-O.1Ti/SiC_p$ composite with $50 {\mu}m$ size of SiC particle has higher hardness and better wear property than any other composite with $100{\mu}m$ size of SiC particle produced by pressureless infiltration method. The hardness and wear property of $Al-5Mg/SiC_p$(50 and 100 ${\mu}m$) composites were enhanced by the addition of Si, Cu and Ti in Al-5%Mg matrix alloy.

• Composites Research
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• 제18권3호
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• pp.21-30
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• 2005

고온진공간압 성형기술 및 포일-섬유-포일 방식을 이용하여 티타늄금속기 복합재료를 개발하였다. 이와 관련하여 강화공정 전후의 비균질 미시조직의 변화를 관측하였으며 공정 진행에 따른 충진거동도 함께 비교분석하였다. 결과에서 알 수 있듯이 강화공정 동안 섬유의 분포 형태에 따라 등축 $\alpha$, transformed $\beta$ 및$ Widmanst\ddot{a}tten$ $\alpha$ 등 상당한 미시조직의 변화가 확인되었다. 공정 진행에 따른 미시조직의 변화는 따라서 변형에 대한 기지재료의 불균일 정도와 관련한 결정립성장 및 재결정과 같은 변형기구들로 설명할 수 있었다. 이와 같은 변형기구 해석을 바탕으로 공정에 따른 기공의 충진 정도와 조직의 변화를 예측하기 위한 미시역학적 구성방정식이 개발되었으며, 또한 유한요소 해석을 통해 실공정 과정을 보다 정밀하게 예측할 수 있었다.