옻칠 고온경화기법을 활용한 알루미늄 표면장식에 관한 연구

김대건,차경철 사단법인 한국조형디자인협회 2019 조형디자인연구 Vol.22 No.4

본 연구는 알루미늄 표면 질감과 고온경화 환경에 따른 옻칠고온경화기법의 도막형성과 강도 및 접착력 정도를 알아보기 위한 것이다. 알루미늄은 다른 금속에 비해 가볍고, 가공성이 우수하며, 비교적 경제적인 소재로서 일반 산업 소재뿐만 아니라 금속 조형작업에도 적합하여 금속제 가구, 조명, 장신구 등에 널리 사용되고 있다. 알루미늄 판재를 가공하여 입체형태로 만들기 위해서는 판재를 절곡, 밴딩, 망치성형과 용접 작업을 병행하게 된다. 이렇게 용접 부분이 형성된 작업물의 접합한 부분에는 양극산화기법을 적용하게 되면 얼룩이 생기게 되어 원하는 색상 표현에 문제점이 발생한다. 합성수지도료를 사용하는 도장법을 활용하여 작업의 색상을 표현할 수 있지만, 금속 조형작업의 마감 표면착색 기법으로써 아쉬운 점이 있다. 이러한 아쉬움에 본 연구자는 알루미늄 판금 성형 작업에 적용할 수 있는 고급스러우며 부가가치가 높은 알루미늄 표면처리 방법에 대하여 연구를 하였다. 여러 금속 공예가들은 색상의 다양한 표현을 위해 여러 가지 방법을 사용하고 있다. 그 중 전통적이며 친환경적인 소재인 옻칠을 작업에 적용하는 것을 볼 수 있다. 옻칠은 역사적 가치와 강한 접착력과 내구성 등 여러 우수성을 지닌 전통적인 소재이며 색상표현 및 광택도의 고급스러움으로 알루미늄 금속 조형작업의 표면마감 기법으로 적합하다. 금속 소재에 옻칠을 안착시키기 위해서는 가마나 가스토치 등 가열경화 하는 방법을 사용한다. 일정의 고온이 유지되어 옻칠이 금속 표면에 접착이 되는데, 가열경화의 환경과 표면질감은 도막형성에 영향을 준다. 옻칠의 가열경화 환경과 알루미늄 표면질감이 옻칠의 도막형성에 어떻게 영향을 주는지 확인하기 위해 가열경화 환경으로 가열시간과 가열온도의 변화를 주어 실험하였고, 알루미늄 표면질감으로 정제된 판, #320 사포 연마된 상태, 모래맞춤가공 상태, 망치 질감 4가지 상태로 나뉘어 실험하였다. 4가지 알루미늄 표면질감과 경화 시간과 경화 온도에 따른 도막형성 정도의 시편을 만들었고, 만들어진 시편에 연필 강도 실험과 크로스커트 실험을 통해 알루미늄 표면과 옻칠고온경화 환경에 따른 접착력 및 강도 실험 결과를 도출하였다. 옻칠의 가열경화 환경 중 가열시간 보다는 일정 가열온도에 따라 접착력이 높은 도막을 형성하였고, 광택이 난 표면질감은 사포연마와 망치 질감보다 접착력이 떨어졌으며, 모래맞춤 가공된 상태의 표면질감이 가장 접착력이 높은 것을 확인할 수 있었다. 실험을 통하여 옻칠의 가열경화 환경과 알루미늄 표면상태에 따라 옻칠의 강도와 접착력이 다름을 파악할 수 있었다. 다양한 알루미늄 판금성형에 옻칠을 적용은 금속작업의 경량화, 색상표현의 다양화 등의 장점을 갖추며, 장식적이고 부가가치가 높은 표면처리로 알루미늄 판금성형 작업의 심미성을 더하고 그 가치를 높일 수 있으리라 기대한다. This study aims to identify film formation, intensity and adhesion degree of the high temperature hardening technique of a Otchill according to a surface texture of aluminum and a high temperature hardening environment. Aluminum has advantages over other metals, for instance, lighter weight, more excellent machinability and relatively cheaper price. Therefore, it is widely used in metallic furniture, lighting devices or stylish accessories because it is suitable for not only a general industrial material but also metallic molding works. In order to fabricate a specific conformation shape by processing aluminum plates, it is required to perform several different works on the plates such as cutting, bending, hammering formation and welding. If an anodic oxidation method is applied in such a welded part of the fabricated object, a stain occurs to cause problems in representing the color wanted. Although, of course, there is a way to represent the color of work through a painting of synthetic resin paints, it is not sufficient as a finishing surface coloring technique of metallic formation works. In this regard, the researcher has studied on the surface treatment method of aluminum that is a luxurious and highly value added material, and that can be applied in a sheet metal formation works. Many metal craftsmen use a variety of methods for various representations of colors. Of those, it is sometimes possible to see that a Otchill, which is a traditional and eco-friendly material, is applied in the works. Lacquer is a traditional material that shows off many superiorities including traditional values, strong adhesion and durability, in addition, it is appropriate to a surface finishing material of metallic formation works using aluminum due to its luxurious sensation in terms of color representation and brilliance. Hardening with heating methods such as kilns or gas torches are typically required in order to stain a metallic material with a Otchill. In other words, a Otchill can be stained on the metal surface by maintaining a specific high temperature and the film formation is affected by environment of heat hardening and surface texture. To identify the impacts of both heat hardening environment by a lacquer and surface texture of aluminum on the film formation in a lacquer, experiments were conducted by altering the heating time and temperature under the environment of heat hardening. The experiments were conducted by dividing into 4 states, including a refined plate with surface texture of aluminum, a ground state by the #320 sandpaper, a state by sandblast processing and a hammer texture. The specimens, which are in line with film formation degrees according to the 4 different surface textures of aluminum as well as the time and temperature for hardening, were fabricated. With these specimens fabricated, the experiment results on adhesion and strength according to the aluminum surface and high temperature hardening environment for a Otchill were derived through a strength experiment of a pencil and crosscut experiment. The film with a higher adhesion was formed with the specific heating temperature rather than the heating time among environmental factors for heat hardening of a Otchill. In addition, it was confirmed that a surface texture showing a brilliance had less adhesion than sandpaper grinding or hammering texture and the surface texture of sandblast processing exhibited the highest adhesion. It was possible to identify through the experiments that strength and adhesion of a lacquer varied according to the heat hardening environment of a Otchill and surface status of aluminum. It is anticipated that applying a Otchill on various aluminum plate moldings will not only increase the aesthetic impression of a plate molding work of aluminum but also heighten its value because it has advantages of weight lightening of metallic works, a diversity of color representation and the ornamental and high value-added surface tre...

알루미늄을 활용한 장신구 연구

홍경희(Hong, Kyung-hee),홍지선(Hong, Ji-sun) 한국조형디자인학회 2010 조형디자인연구 Vol.13 No.3

인류 문명의 발전과 더불어 발달해온 것 중 하나는 장신구로서 각 시대별 문화와 환경에 의하여 독창적인 양식으로 표현되어 왔다. 귀금속 장신구에 비하여 짧은 역사를 지난 알루미늄 장신구는 각 연대별로 발전과 침체의 과정을 거쳐 현재에 이르고 있다. 알루미늄 대량생산이 시작되면서 장신구 재료로의 사용이 감소하고 일상생활 분야로 확대되는 계기를 맞이한다. 알루미늄 재료의 가치가 하락함에 따라 대중적인 장신구 재료로 다양하고 개성 있는 표현 양식으로 발달되어 현재에 이르고 있다. 본 연구는 알루미늄 발달과 역사, 장신구 재료로서 알루미늄에 관한 특징과 종류 및 장단점을 살펴보고, 알루미늄 장신구 제작에 필요한 성형 및 가공방법을 토대로 그 가공법의 응용 순으로 연구되었다. 현대 금속 장신구 분야에서 알루미늄 장신구의 미래와 실험적인 조형표현의 가능성과 다양성을 제시하고자 한다. Accessories are one of items that have been developed with human civilization process and they have been expressed as a unique form of style by the culture and the environment of each era. Aluminum accessories with relatively shorter history compared to the jewelry accessories survived through the process of development and stagnation by era to the present. As the aluminum mass production started, its use as accessory materials reduced and it became a chance to expand the use of aluminum to the field of everyday life. As the value of aluminum as a materials dropped, it also has been developed as a various and unique expression of style as popular accessory materials to the present. This study looked at the development and the history of aluminum, the characteristics, types and the pros and cons of aluminum, and based on the forming and processing methods required for the aluminum accessory production, researched the practical application of the processing method in turn. It is intended to suggest the furniture of the aluminum accessories. the functionality of experimental shaping methods and the diversity of shaping and modeling in the modern metal accessory fïeld.

주방으로 들어온 알루미늄 -산업 소재의 식기화(食器化)와 전개 양상

박성우 한국역사민속학회 2023 역사민속학 Vol.- No.65

본 논문은 알루미늄 식기 및 조리도구의 등장과 전개 양상을 통해 산업 사회로의 변화가 한국인의 식생활에 어떠한 영향을 끼쳤는지를 살펴보는 연구다. 일제강점기에 도입된 알루미늄 식기는 한국인의 전통적 생활 방식에서 수용되지 못하였으나, 이후 전쟁과 전후 복구 체제라는 특수한 상황을 겪으면서 국가에 의해 식기 및 조리도구의 주요 소재로 주목받았다. 여기에는 대량생산과 가공이 용이하다는 산업 소재의 특성이 크게 작용하였다. 1950년대 이후 국가의 육성 정책에 의해 알루미늄 공업이 점차 발달하였고, 그에 따라 알루미늄으로 만든 ‘한국형 주방용품’들이 점차 등장하며 한국인의 식생활에 크게 관여하게 된다. 도시화로 인한 주거 환경 변화에 따라 주방에서 사용되던 전통적인 소재들이 점차 탈락하면서 이 빈 자리를 알루미늄으로 만든 제품들이 점차 채워가는 모습을 보인다. 그러나 1970년대 이후 산업구조의 변화로 인하여 알루미늄 공업의 중심이 주방용품에서 건축을 비롯한 각종 산업용 자재들로 변화하였고, 주방에서 알루미늄을 대체할 수 있는 다양한 소재들이 등장함에 따라 알루미늄 식기 및 조리도구는 경쟁력을 잃고 점차 쇠퇴한다. 본 연구가 현대 한국 사회의 도시 공간에 실존하고 있는 민속, 즉 오늘날 사람들이 일상에서 향유하고 있는 관습과 생활을 실제적이고 통시적인 시각으로 조망하는 데 있어 조금이나마 도움이 되기를 바란다. This paper explores the impact of the industrial transformation through the adoption of aluminum tableware and cookware on the dietary habits of Koreans. Although aluminum utensils introduced during the Japanese occupation period were not initially embraced in the traditional Korean lifestyle, they gained prominence as key materials for tableware and cookware during the post-war recovery era, characterized by unique circumstances. The industrial characteristics of mass production and easy processing played a significant role in this shift. The nurturing policies of the government in the 1950s led to the gradual development of the aluminum industry, giving rise to ‘Korean-style kitchenware’ made of aluminum that significantly influenced Korean dietary habits. With urbanization and changes in residential environments, traditional materials used in kitchens gradually declined, and aluminum products filled the void. However, following changes in industrial structure from the 1970s, the focus of the aluminum industry shifted from kitchenware to various industrial materials, including construction. As alternative materials to aluminum emerged in kitchens, aluminum tableware and cookware lost competitiveness and gradually declined. This study aims to provide some assistance in understanding the tangible and temporal aspects of folk culture existing in the urban spaces of modern Korean society—examining the customs and lifestyles that people currently enjoy in their daily lives from a practical and historical perspective.

Melting Characteristics for Radioactive Aluminum Wastes in Electric Arc Furnace

Byung-Youn Min,Pyung-Seob Song,Jun-Hyung Ahn,Wang-Kyu Choi,Chong-Hun Jung,Won-Zin Oh,Yong Kang 한국방사성폐기물학회 2006 방사성폐기물학회지 Vol.4 No.1

한국원자력연구소 내의 연구용 원자로(TRIGA II, III) 해체 시 발생한 방사성 알루미늄 해체 폐기물의 감용 및 제염 특성을 평가하기 위해 아크로에서 알루미늄의 용융 특성 및 방사성 핵종의 분배 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알루미늄 폐기물은 흑연전극(graphite electrode)을 이용한 전기아크로에서 4가지 종류의 플럭스를 함께 첨가하여 용융시켰다. 또한 알루미늄의 용융 시 방사성 핵종의 분배 특성을 고찰하기 위해 알루미늄 시편에 방사성 모의 핵종인 코발트, 세슘, 스트론튬의 화합물을 오염시킨 후 혹연도가니에 넣어 알루미늄 용융실험을 수행하였다. 전기아크로에서 알루미늄의 용융실험을 수행한 결과 플럭스의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 플럭스의 첨가에 의해 알루미늄 용융체의 유동성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 아크 용융에 의해 생성된 슬래그의 발생량은 플럭스 A와 B를 첨가한 알루미늄 용융실험에 비해 플럭스 C와 D를 첨가한 실험에서 상대적으로 많은 양이 생성됨을 알 수 있었으며, 첨가된 플럭스의 양이 증가할수록 이에 비례하여 슬래그의 발생량이 증가함을 알 수 있었다. 슬래그(slag)의 XRD 분석을 통해 방사성 핵종이 주괴에서 슬래그 상으로 이동한 후 슬래그를 구성하고 있는 산화알루미늄과 결합하여 안정한 화합물로 슬래그 상에 포집됨을 알 수 있었다. 알루미늄 폐기물의 용융시 Co의 분배율은 플럭스를 첨가한 경우에 보다 높은 제염계수를 나타냈으며, 모든 플럭스에서 40% 이상의 제염 효과를 나타내었다. 반면에 휘발성 핵종인 Cs과 Sr은 주괴로부터 98% 이상이 제거되어 대부분이 슬래그상과 분진으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다. The characteristics of the aluminum waste melting and the distribution of the radioactive nuclides have been investigated for the estimation on the volume reduction and the decontamination of the aluminum wastes from the decommissioning of the TRIGA MARK it and III research reactors at the Korea Atomic Energy Research Institute(KAERI). The aluminum wastes were melted with the use of the fluxes such as flux , and flux in the DC graphite arc furnace. For the assessment of the distribution of the radioactive nuclides during the melting of the aluminum, the aluminum materials were contaminated by the surrogate nuclides such as cobalt(Co), cesium(Cs) and strontium(Sr). The fluidity of aluminum melt was increased with the addition of the fluxes, which has slight difference according to the type of fluxes. The formation of the slag during the aluminum melting added the flux type C and D was larger than that with the flux A and B. The rate of the slag formation linearly increased with increasing the flux concentration. The results of the XRD analysis showed that the surrogate nuclide was transferred to the slag, which can be easily separated from the melt and then they combined with aluminum oxide to form a more stable compound. The distribution ratio of cobalt in ingot to that in slag was more than 40% at all types of fluxes. Since vapor pressures of cesium and strontium were higher than those that of the host metals at the melting temperature, their removal efficiency from the ingot phase to the slag and the dust phase was by up to 98%.

증례 : 정상 신기능 환자에서 알루미늄 방광세척술 후 방광파열과 동반하여 발생한 급성 알루미늄 뇌증 1예

안영환 ( Young Hwan An ),김성균 ( Sung Gyun Kim ),박지영 ( Ji Young Park ),장길수 ( Gil Su Jang ),김소연 ( So Yoen Kim ),홍은영 ( Eun Young Hong ),안정선 ( Jung Sun An ) 대한내과학회 2012 대한내과학회지 Vol.83 No.2

알루미늄 중독 환자들은 대부분 신부전 환자에서 보고되고 있으며 치료 역시 데페록사민이나 혈액투석 등 신부전에서의 치료를 중심으로 한다. 저자들은 정상 신기능 성인 환자에게서 알루미늄 방광세척술 후 방광파열과 동반하여 발생한 급성 알루미늄 뇌증 1예를 경험하였기에 문헌고찰과 함께 보고하는 바이며 신부전 환자가 아니더라도 방광파열 등으로 다량의 알루미늄에 노출이 될 경우 혈중 알루미늄 수치가 급격히 상승할 위험성이 높기에 유의해야 할 것으로 생각된다. Acute aluminum intoxication is uncommon in clinical practice but can be fatal. Most cases have been reported in patients with decreased renal function, especially dialysis patients. We describe a case of acute aluminum encephalopathy with intraperitoneal bladder rupture following aluminum bladder irrigation in a patient with normal renal function. A 51-year-old woman with a radical hysterectomy and external irradiation therapy for cervical cancer 15 years earlier was admitted due to gross hematuria, An aluminum intravesical irrigation was performed. After 1 day of intravesical irrigation, abdominal pain and fever developed. Abdominal CT images demonstrated bladder perforation and peritonitis. An emergency laparotomy was performed. Operative findings showed a perforated dome of the bladder with gray colored peritoneal fluids. Two days after the operation, she complained of numbness and pain in the left side of her face. Acute aluminum encephalopathy was diagnosed after excluding infectious, rheumatological, and other vascular causes. She was treated with combined intravenous deferoxamine and hemodialysis.

자동차 부품용 알루미늄 접합 제진 패널의 기계적 특성 및 진동 특성 평가

배성열,배기만,김윤해 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.2

The objective of this research is to study the mechanical and vibration characteristics of vibration damping aluminum panels for automotive parts. For this purpose, the test and simulation results of aluminum-resin hybrid materials and aluminum sheet materials were compared. Tensile strength and elastic modulus of the hybrid material were approximately 10% lower than aluminum sheet. Also, it was showed that the hybrid material have lower natural frequency than aluminum sheet, and it was confirmed that loss factor increases as the thickness of resin increases. Finally, it is confirmed that the test results and the analysis results are similar with each other and the performance prediction of the materials are possible by FEA. 본 연구의 목적은 자동차용 부품에 적용하기 위한 알루미늄 접합 제진 패널에 대한 기계적 특성 및 진동 특성을 도출하기 위한 것이며, 이를 위해서 알루미늄 하이브리드 소재와 알루미늄 원소재의 시험 및 시뮬레이션 결과가 상호 비교 되었다. 알루미늄 제진 패널 및 알루미늄 원소재의 인장강도 평가를 통해서 알루미늄 하이브리드 소재의 인장강도 및 인장탄성계수가 알루미늄 원소재 대비 약 10% 내외로 낮음을 확인할 수 있었다. 소재 단위의 해석 및 시험을 통해서 하이브리드 소재가 원소재 대비 낮은 고유진동수를 나타냄을 확인하였고, 하이브리드 소재를 구성하는 수지의 두께가 높아질수록 손실계수가 상승됨을 확인하였다. 또한, 기계적 특성 평가 모사 시뮬레이션을 통해 시험결과와 시뮬레이션 결과가 잘 일치하며, 유한요소해석을 통한 소재의 성능예측이 가능함을 확인할 수 있었다.

차광방법에 따른 고온기 절화용 스프레이 장미의 생장 및 절화 생산성

정동춘(Dong-Chun Cheong),이진재(Jin-Jae Lee),최창학(Chang-Hak Choi),송영주(Young-Ju Song),김희준(Hee-Jun Kim),정종성(Jong-Sung Jeong) 한국원예학회 2015 원예과학기술지 Vol.33 No.2

수출용 스프레이 장미 차광방법(차광률 50%와 70% 알루미늄 차광 전용 스크린 및 부직포)에 따른 고온기 기상환경, 절화품질 및 생산성을 조사하였다. 차광방법에 따른 일일 최고와 적산 일사량은 부직포보다 알루미늄 전용 차광에서 높았고, 70%보다 50% 차광처리에서 더 높았다. 대기온도 및 근권 온도는 부직포보다 알루미늄 전용 차광에서 낮았고, 차광률 70%에서 더 낮은 경향이었으며, 대기습도는 처리 간 차이가 없었다. 엽온과 엽록소 함량(SPAD)은 알루미늄 차광, 특히 50% 차광처리에서 약간 더 높았다. 차광방법별 상품수량 및 수출가능 수량은 ‘Lovely Lydia’를 제외한 시험품종 모두가 알루미늄 차광처리에서 높았으며, 특히 50% 차광처리에서 더 높았다. 절화장, 경경 및 마디 수, 7매 엽수, 소화수 및 소화폭도 알루미늄 차광처리에서 우수하였다. 절화장의 경우는 50%보다 70% 알루미늄 차광처리에서 더 우수한 경향이었다. 꽃잎 색도의 경우 부직포 차광보다 알루미늄 차광처리에서 a, b값이 증가하였고, 절화 수명도 품종에 따라 0.5-2.5일 더 길었다. This experiment was carried out to investigate the effects of shading materials (aluminum specific-shading screen and polypropylene non-woven fabric) and shading ratio (50% and 70%) on climatic changes, cut-flower quality, and yield of spray rose cultivars for export during high temperature periods. The daily cumulative solar radiations were higher with the aluminum specific-shading screen, especially with 50% shading compared to polypropylene non-woven fabric. Air temperature and root zone temperature within rockwool media greatly decreased with the aluminum specific-shading screen, but relative air humidity was not different among shading methods. Chlorophyll contents (SPAD values) were slightly higher with aluminum-specific shading screen than with polypropylene non-woven fabric, and were higher with 50% than with 70% aluminum specific-shading screen. Except for ‘Lovely Lydia’, marketable and exportable yields of all cultivars were higher with 50% than with 70% aluminum shading treatment. In addition, flower s talk length, stem diameter, number of node and 7ea-leaflet, and floret number tended to be better with aluminum specific-shading screen. Flower stalk length was higher with 70% than with 50% aluminum shading treatment. Chromaticity of petals slightly increased, and vase life was 0.5-2.5 days longer for each cultivar with aluminum specific-shading screen than with polypropylene non-woven fabric.

공기 산화제 분위기에서 니켈 코팅 알루미늄의 입자 크기에 따른 점화특성 분석 연구

이상협(Sanghyup Lee),임지환(Jihwan Lim),노관영(Kwanyoung Noh),윤웅섭(Woongsup Yoon) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12

니켈 코팅된 알루미늄을 이용하여 알루미늄 입자 크기에 따른 점화특성 분석을 수행하였다. 니켈 코팅은 무전해 방법을 사용하였으며 최대 약 35 wt% 까지 코팅을 수행하였다. 니켈과 알루미늄의 금속간 반응이 입자 크기에 대해서 어떠한 효과를 미치는지 확인하기 위해 18 ㎛, 2.38 ㎜, ㎛급 분말혼합물 3가지에 대해 공기 환경 내에서의 TGA / DSC 실험을 수행하여 각각의 점화 메커니즘을 비교ㆍ분석하였다. 실험결과 18 μm급 분말과 다르게 약 900 K 에서의 금속간 반응이 2.38 mm 알루미늄과 알루미늄 니켈 분말혼합물에서 발생하지 않음을 확인하였으며 이를 통해 공기 산화제 분위기에서의 니켈 코팅 된 알루미늄의 크기에 따른 점화촉진 메커니즘을 설명하였다. Using nickel-coated aluminum, we analyzed for ignition characteristics according to the size distribution of aluminum particles. We used electroless method for nickel plating and conducted a coating up to 35 wt%. In order to find out effect of intermetallic reaction with nickel and aluminum according to the size of aluminum particles, we conduct TGA/DSC experiments in air oxidizer with 18 ㎛, 2.38 ㎜, and powder mixture. And we compared and analyzed each of the ignition mechanism. Unlike 18 ㎛ aluminum, the intermetallic reaction at 900 K is not occurred with 2.38 mm and powder mixture. Consequently, we can explain ignition mechanism of nickel-coated aluminum according to the size of particles in air.

레이저를 이용한 마이크로/나노 알루미늄 입자 생성과 점화

이경철(Kyung-Cheol Lee),여재익(Jai-ick Yoh) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

금속 연료로 사용되는 마이크로/나노 알루미늄 입자를 산화피막에 의한 점화 지연을 최소화 하는 점화 방법을 제시 하였다. 알루미늄 입자를 생성시킴과 동시에 가열하여 입자가 생성된 직후 산소와 접촉시 격렬한 산화 반응을 유도하여 점화를 시키는 방법이다. 1064 ㎚ 파장의 Nd:YAG 펄스 레이저를 이용한 레이저 삭마(laser ablation)를 알루미늄 시편에 발생시켜 입자를 생성하였으며, 산란 기법(scattering method)을 이용하여 입자를 가시화하여 생성을 확인하였다. 10.6 ㎛ 파장의 CO₂ 연속 레이저를 사용하여 알루미늄 시편을 가열하고 생성된 입자의 점화 열원으로 사용하여 알루미늄 입자가 점화되고 연소되어 이동하는 궤적을 확인하였다. Ignition delay of micro/nano aluminum particles is caused by aluminum oxide shell. The method of minimizing this ignition delay is proposed in the study. Generating and heating of particles are processed at the same time. As soon as heated particles are produced, they immediately contact with oxygen. Chemical reaction is induced on the contact surface instead of crystallization of oxide shell. Finally particles are ignited. Aluminum particles are generated by laser ablation on an aluminum plate using Nd:YAG pulse laser. Injected particles are confirmed through visualization of particles using scattering method. CO₂ continuous laser supplies heat to aluminum plate and generated particles. Trace of burning particles is observed in the experiment.

플라즈마 아크 용해 공정으로 자발합성된 질화알루미늄 강화 알루미늄기지 복합재료의 개발

정수진 ( Sujin Jeong ),이제인 ( Je In Lee ),박은수 ( Eun Soo Park ) 한국복합재료학회 2023 Composites research Vol.36 No.2

본 연구에서는 질화알루미늄을 강화재로 갖는 알루미늄기지 복합재료를 질소 분위기에서의 아크용해 공정을 통해 제조하였다. 알루미늄과 질소 원자의 화학반응을 1분간 유지시켰을 때, 중간층과 라멜라층으로 구분되는 질화알루미늄 강화상이 자발적으로 알루미늄 용탕 내부에 형성되어 기지 전반에 분포되었다. 복합재료는 약 10 vol.%의 AlN을 가지며, 이 강화재는 계면에서 낮은 열저항과 강한 결합을 보였다. 제조된 복합재료는 열전도도가 높고 열팽창계수는 낮은 열적 특성 조합을 보였다. 또한, 본 연구의 복합재료는 이종원소인 실리콘을 기지에 첨가함으로써 열팽창계수를 추가적으로 감소시키는 것이 가능했다. 이는 아크 용해법으로 제조된 알루미늄기지 복합재료가 낮은 열팽창계수를 요구하는 방열소재로 적용될 수 있는 가능성을 시사한다. In this study, aluminum nitride (AlN) reinforced aluminum (Al) matrix composites are fabricated via plasma arc melting under a nitrogen atmosphere. Within a minute of the chemical reaction between Al and N, dispersed AlN with the shape of transient and lamellar layers is in situ formed in the Al matrix. The composite contains 10 vol.% AlN reinforcements with low thermal resistance and strong bonding at the interfaces, which leads to the unique combination of thermal expansivity and conductivity in the resulting composites. The coefficient of thermal expansion of the composite can be further reduced when Si was alloyed into the Al matrix, which proposes the potential of the in situ Al matrix composites for thermal management applications.