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비금속 재질상의 금속화 (metallizing) 에 관한 연구
조종수,한상목,최상흘 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2
본 연구는 전기의 부도체인 플라스틱 및 유리와 같은 비금속 재질 표면에 금속을 피복하여 비금속 재질의 여러 성질을 향상시키는 것을 목적으로 하였다. 비금속 재질은 전기도금이 불가능함으로 화학도금 방법을 택하였으며 우선 재료는 PS 수지와 유리표면에 니켈 및 동의 금속화를 시도하였다. 각 재질에 대한 금속화의 최적조건과 온도, pH 및 농도에 의한 영향 등을 고찰하고 피복층 계면조직에 대한 현미경 관찰 등을 주로 하였다.
이승원,양훈영,김부천 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.1
1. 緖論 豫備還元處理된 Peilets를 熔鑛爐의 裝入原料로 使用함으로써 Coke比를 낮출 수 있고 또한 生産性을 높일 수 있다는 事實은 잘 알려져 있다. 特히 요즈음은 世界的인 資源不足으로 古鐵價格이 急謄하고 있기 때문에 還元鐵을 古鐵代用으로 使用하여 電氣爐에서 直接 製鋼하여 方法이 工業化됨에 따라 이 還元鐵의 重要性은 더욱 增大하게 되었다. 그러므로 外國에서는 많은 硏究가 活潑히 進行되고 있으나 國內에서는 이에 對한 硏究가 그리 活潑하지 않은 듯 하다. 한편 外國에서의 硏究도 거의가 氣體還元劑를 使用하고 있고 古體還元劑를 使用한 例는 드물다. 이에 本 實驗에서는 固體還元劑(Coke)를 使用하였고 또한 鐵鑛石 塊鑛이나 精鑛에 항상 수반되는 SiO₂가 直接還元에 미치는 影響을 알기 爲하여 酸化鐵에 SiO₂를 여러 比率로 混合해서 還元實驗을 하였다. 2. 實驗方法 試驗級 Fe₂O₃에 여러가지 SiO₂量을 添加하여 混合한 후 mounting press로 4,500psi의 壓力을 加해서 15.0 ㎜ø, 14.5∼15.0 ㎜h의 圓柱形 生鑛을 만들었다. 이것을 Siliconit爐에서 試料組成에 따라 1,150℃∼1,200℃로 加熱하여 燒結鑛을 얻은 후 이 燒結鑛을 黑鉛도가니 안에서 coke 紛으로 묻고 여러가지 溫度로 加熱하여 還元하였다. 還元率은 무게감량으로부터 計算하였고 顯微鏡寫眞은 還元試料의 中央部를 橫으로 잘라 硏摩한 後 觀察하였으며 X-ray 分析은 나머지 半을 -200mesh로 紛碎하여 Cu-Target, Ni-filter로 하여 行하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1 還元率과 時間 時間이 增加함에 따라 還元率은 增加하였으나 그 程度는 試料의 種類 및 溫度에 따라 다소 달라졌다. 大體的으로 還元率은 初期에 急速하게 增加하였으며 나중단계에서는 徐徐히 增加하였다. 나중단계에 還元率 增加가 작아지는 것은 初期에 生成한 金屬鐵이 凝集 成長함으로써 還元 및 生成 gas의 擴散을 妨害한 때문이라고 생각된다. 또한 還元의 初期段階에서 還元速度는 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐다. 3.2 還元率과 溫度 900℃∼1,100℃에서 60分間 還元하였을 때는 溫度增加에 따라 거의 直線的으로 還元率이 增加하였다. 한편 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,150℃에서는 中期以後의 還元率 增加가 아주 완만하여 120分後에는 오히려 1,100℃에서보다 낮은 還元率을 보였는데 이것은 무게 감량으로부터 還元率을 求하였으므로 이 溫度에서 渗炭에 依한 무게증가를 고려하지 않은 것과 또 甚한 還元鐵의 凝集으로 試料內外로의 gas擴散이 妨害된 데 基因한다고 생각된다. 3.3 還元試料의 膨脹 및 收縮 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 甚하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹率은 가장 컸다. 이것은 이 溫度가 海綿狀 金屬鐵이 多量으로 生成하는 溫度이기 때문인 것으로 생각되며 한편 收縮은 1,150℃以上에서 甚하게 일어났다. 3.4 還元率과 SiO₂含量 SiO₂ 含量이 還元率에 미치는 影響은 900℃에서는 별로 없었으며 1,000℃ 以上에서부터 還元初期에 顯著하게 나타났고 大體的으로 SiO₂含量 增加에 따라 還元率은 低下하였다. 이것은 2FeO+SiO₂→2FeO·SiO₂의 反應에 依하여 難還元性인 2FeO·SiO₂(fayalite)가 生成한 것과 SiO₂의 存在가 gas의 擴散을 妨害한 것에 基因한다고 생각된다. 4. 結論 1. 還元初期에 hematite (Fe₂O₃)로 부터 Wu¨stite (FexO)까지는 急速히 還元되며 다음에 點狀의 金屬鐵이 發生한 후 topochemical하게 還元이 進行하여 간다. 2. 還元速度는 約 80%까지 -log(1-R)=kt의 關係式에 따랐으며 活性化 energy 는 各 SiO₂含量 (1.84∼8.71w/o)의 試料에 對하여 23,214-26.121 Cal/mole의 범위에 있었다. 3. 900℃에서는 完全還元이 不可能하였으며 1,100℃ 以上에서는 還元金屬鐵에 渗炭現象이 일어났고 이 現象은 高溫일수록 더욱 顯著하였다. 4. 膨脹은 還元初期 卽 還元速度가 클 때에 顯著하게 일어났으며 特히 1,000℃에서의 膨脹이 가장 컸다. 한편 收縮은 1,150℃ 以上에서 크게 일어났다. 5. 大體的으로 SiO₂含量이 增加할수록 還元率은 多少 底下하였으며 이의 影響은 特히 還元初期에 顯著하였다.
고려-이조시대의 청동류의 부식피막에 대한 조사연구 (제 1 보)
조종수,강탁 대한금속재료학회(대한금속학회) 1969 대한금속·재료학회지 Vol.7 No.1
본 연구에서는, 고려 이조시대의 청동류로서 주로 동전과 놋수저에 관하여, 그 소지금속 성분과 부식 피막의 관계, 그 성분의 분석, 현미경 조직, 몇가지 부식실험, 및 부식피막의 환원법 등에 대하여 살펴보았다. 이 청동류의 조성은 주로 Cu, Pb, Zn, 및 Sn으로 되어있고 시대에 따라 그 성분에는 차이가 많다. 검은 피막(black patina)은 초록피막(green patina) 보다 그 방식성이 더욱 좋으며 Sn 분이 많을수록 검은 피막을 형성하기 쉽다. In this study, copper coin and copper spoon were mainly investigated as the bronze objects in Koryo-Lee Dynasties. The relationship of composition of base alloy and corrosion film, metallograpy of structure, some of corrosion tests, and reduction techniques of corrosion film etc, were carried out in this study. The composition of bronze objects were mainly Cu, Pb, Zn, and Sn, and these compositions were different by the age produced. Black patina is better protective film compared with green patina, and tendency of its formation is gradually increased by the increasing of Sn content.
오재현,박광원,이원해,원덕환 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.4
石英과 長石의 活性化에 關한 資料를 얻기 爲해서 水溶液中 Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++)과 Al^(+++)를 添加하여 鑛粒의 Zeta 電位를 測定하였다. 그리고 이들 鑛粒의 界面電氣現象과 金屬이온들의 加水分解特性을 서로 關聯시켜 比較 檢討하여 다음과 같은 結論을 얻었다. 1. 水溶液中에 金屬이온이 存在할 때 長石의 界面電氣現象은 石英과 같다. 2. 金屬이온種의 吸着으로 因해 石英과 長石의 界面은 陽(+)으로 荷電된다. 그리고 陽으로 荷電되는 pH 範圍는 金屬이온의 種類에 따라 다르다. 3. 水溶液中에 金屬이온들이 存在하면 鑛粒의 zpc(Zero point of charge)는 두 곳의 pH에서 나타난다. 두개의 zpc 중 하나의 zpc가 나타나는 pH는 M^(II)OH^+, M^(III)(OH)^+_2 및 M^(III)(OH)^(++) 이온種의 最高濃度가 나타나는 pH와 거의 一致한다. 마그네슘 이온의 경우에는 pH 10.1에서 단하나의 zpc가 나타난다. 4. Mg(II), Cu(II), Zn(II) 및 Al(III) 이온들의 加水分解特性과 zeta 電位를 關聯시켜 볼 때 Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) 및 Al^(+++)은 鑛粒表面에 對해 吸着力이 弱하고, 한편 M^(II)(OH)^+, M^(III)(OH)^+_2 및 M^(III)(OH)^(++) 이온種은 吸着力이 强함을 알 수 있다. To obtain a better understanding of quartz and orthoclase activation, zeta potentials of the minerals were studied in the presence of metallic ions such as Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) and Al^(+++). A microelectrophoresis technique has been used to measure the zeta potential, and the results have been correlated with the hydrolysis of the metallic ions in the solution. The experimental results have led to the following conclusions. 1. Zeta potentials of orthoclase in the presence of the metallic ions show a similar behavior to those of quartz. 2. Adsorption of the metallic ions renders the zeta potential of quartz and orthoclase positive. The pH range of positive zeta potential varies with the kind of cation. 3. Zero point of charge(ZPC) of the mineral surface in the presence of metallic ions appears at two different pH of solution. One of two pH of ZPC is consistent with the pH at which M^(II)(OH)^+ and M^(III)(OH)^+_2 or M^(III)(OH)^(++) species are predominant. 4. Comparison of the zeta potential data with the hydrolysis for Mg(II), Cu(II), Zn(II) and Al(III) species suggests that Mg^(++), Cu^(++), Zn^(++) and Al^(+++) are only weakly adsorbed at the mineral surface and that M^(II)(OH)^+ and M^(III)(OH)^+_2 or M^(III)(OH)^(++) are the main metallic ionic species adsorbed.
문인형,권영순 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2
活性劑를 첨가하여 低溫燒結法으로 얻은 「텅그스텐」소결체는 展性이 없는 전형적인 취성材로서 인성이 요구되는 용도나 계속 加工用의 半製品에 사용될 수 없다. 이러한 취성의 원인으로는 活性劑 金屬, 金屬間 化合物의 편석 또는 소결과 同時에 進行되는 W-結晶粒의 조대화 등의 組織의 特性에 기인 한다고 생각된다. 本 實驗에서는 취성의 원인만을 가져오는 組織의 개선방안을 찾기위해 前報(1978년도 금속학회 춘계발표회)에서 얻은 W活性 소결체를 열처리 및 加工(고온단조)처리를 행하였다. 소결성형체의 後處理에 따르는 조직의 변화, 活性劑金屬의 分布등의 조직특성을 조사하고 前報에서 얻은 結果나 비교검토 하였다. 이렇게 하여 얻은 諸元으로부터 취성을 갖는 W-활성소결체의 보다 넓은 活用 가능성을 논의 하였다.
금속성형 연구와 성형하중 (成型荷重) 계산을 위한 모형재 (模型材) 의 이용에 관하여
장경택 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.3
이 論文은 마찰, 過多(reduntant)變形, 材料의 흐름의 方向 및 工具形狀과 같은 金屬加工의 重要因子에 대한 硏究에서 模型材의 應用을 論議하고 또한 模型技術이 適切히 應用될 수 있는 여러가지 金屬加工 過程을 살펴보았다. 實際的인 成型過程의 正確한 理論的 解析은 매우 어렵기 때문에, 이 論文은 過程要因 硏究를 위한 模型應用과 함께 成型荷重을 模型技術에 依하여 解析的으로 豫測할 수 있는 方法을 論하였다. 그리하여 strain-rate 從屬인 材料와 strain-hardening 材料의 應用을 위한 方程式이 얻어졌다. This paper describes the analog application for the study of metalworking parameters, such as friction, redundant deformation, material flow direction and tool geometry. Also the various metalworking processes adaptable to the analog technique have been reviewed. Since the exact theoretical analysis of practical forming operation is most difficult, along with analog applications for the process parameter study, this paper describes analytically how the forming load can be estimated by the analog technique. The equations for the application of the strain rate dependent materials and the strain hardening materials mere obtained. A powerful tool in metalforming research and development is the use of analog technique by which the study of various metalworking processes and their porameters possible with reasonable expenditure. Also it appears that the forming loads for steady state processes can be determined from the analog technique. The analog study provides a means of determining the average strain rate for strain rate dependent materials and the average strain for strain hardening materials.
권혁무,장충근,천광현 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3
1. 序論 硬質 chromium 鍍金은 piston ring이나 cylinder-liner등의 內燃機關用 部品이나 工具, gauge類, roller 등 각종 내마모성 기계부품에 다양하게 이용되고 있으며 높은 硬度와 강한 부착력이 필요하고 均一電着性이 요구되고 있다. 그러나 도금중 電極에서의 gas발생과 分極現象은 피할 수 없는 현상이며 이로 인하여 陰極에서 발생하는 수소 gas는 음극면에 부착되어 pin hole을 형성하거나 석출금속층에 gas가 흡장되는 원인이 되고 分極은 濃度勾配를 야기시켜 균일전착성을 低下시킨다. 이를 개선하기 위하여 도금액의 攪拌 또는 기타 通電法 등을 考案實施하고 있으나 보다 새로운 方法을 모색하기 위하여 著者는 超音波를 경질크롬 도금에 도입시켜 연구보고^(1))한바 있으며 이번에는 前報와는 달리 초음파의 주파수의 변화에 대한 析出量과 균일전착성 그리고 전류밀도의 변화에 대한 초음파의 영향등을 검토해 보았다. 2. 實驗 方法 도금시료는 16×80×0.5 ㎜의 壓延鋼板을 陰極으로하여 사용하였고 8% Sb-Pb합금을 陽極으로 사용하였다. CrO₃-250g/l에 H₂SO₄-2.5g/l을 첨가한 도금액을 多量으로 제조한 후 液中에 3價크롬을 생성시키기 위하여 全液을 1當 5A/d㎡ 低電流로 약 2시간동안 通電하여 3價크롬의 양을 2g/l로 조절한후 每鍍金時마다 定量씩 채취하여 1回 사용한후 폐기하였다. 100㏄. beaker 두개를 50±2℃의 두 항온수조 안에 각각 담그어 鍍金槽로 사용했으며 양쪽 beaker에 等量等質의 도금액을 넣고 양극과 음극을 같은 간격으로 setting 한 후 통전양을 같게하기 위하여 두 도금조를 직열로 연결하고 한쪽 도금조의 下部에 π형 ferrite transducer^(2))의 輻射面을 가볍게 접촉시켜 垂直上方向으로 초음파를 조사시켰다. 이때 ferrite transducer의 구동을 위하여 URM 25D sine wave oscillator로부터 인출한 正弦波信號를 30 watt-CK6146B-PP Booster Amp.로 증폭하여 transducer를 구동시켰다. 또한 초음파의 주파수를 가변하기 위하여 TDK π형 Vibrox^(3)) ; 28㎑와 50㎑ 그리고 100㎑ 용 transducer를 같은 조건하에서 대치시키고 소요 공진주파수의 고주파 전력을 공급한후 matching condencer의 용량을 가변선정하여 最良의 상태로 구동시켰다. 28㎑ 50㎑ 용 transducer는 한개씩을 사용했고 그 超音波 輻射面積은 8㎠이였으며 2㎠의 복사면적을 가진 100㎑ 용 transducer는 4개를 결합시켜 동일 복사면적이 되게 하였다. 도금액 중에서의 초음파 특성을 파악하기 위하여 각 공진 주파수의 transducer로 Vibro Pick Up^(4))을 제작하여 도금조의 底面으로부터 液面까지의 상대적 음향분포를 조사검토하였고 같은 조건하에서 초음파가 조사된 시료와 조사되지 않은 시료의 주파수에 따른 석출량, 경도 그리고 균일 전착성과 피복력 등을 비교 검토하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Vibro Pick Up에 의해서 전해조 안의 음향 분포를 측정해 본 결과 초음파수가 28㎑와 100㎑인 경우에는 그 작용율이 약 76%로써 24%의 감쇠를 보이고 있으며 50㎑인 경우에는 작용율이 57%로써 43%의 감쇠를 보이고 있다. 이는 전해조의 음향 impeadance와 전해조 底面에서의 초음파의 反射, 散亂^(6))에 의한 손실로 생각되며 본 실험에 사용된 전해조에 대한 초음파의 조사효율은 50㎑ 보다 높거나 낮은 주파수의 초음파가 손실이 적음을 보여주고 있다. 석출량은 초음파가 조사된 경우 각 주파수 공히 평균 3.8% 정도 감소되는 경향이 있는데 이는 음극면상의 석출금속중 樹技狀 성장의 bulk들이 초음파에 의하여 제기분산^(7))된 것으로 생각되며 도금면의 경도가 50∼100Hv 정도 높아졌고 균일 전착성이 상당히 향상되었다. 이와 같은 현상은 ultrasonic cavitation^(7))과 그 직선적 효과에 의하여 전해액이 강렬하게 교반되어 농도구배가 소실◎되고 cavitation으로 생긴 眞空氣泡가 파열될 때 발생하는 국소적 고온고압과 충격력^(9))이 주위의 전해액에 작용하여 결정이 미세화되고 석출금속층이 uniform하기 성장함에 따라 경도의 증가와 균일전착성이 향상된 것으로 생각된다. 4. 結論 1. 전해조 안에서의 초음파의 작용율은 50㎑인 경우가 가장 저조하나 균일한 분포를 보이고 있으며 28㎑와 100㎑인 경우는 손실은 적으나 균일성이 매우 저조하였다. 2. 초음파를 조사한 경우의 석출량은 조사되지 않은 경우보다 약간 감소하는 경향이 있다. 3. 초음파를 조사하는 경우(28㎑, 50㎑, 100㎑; 24Watt)의 경도와 균일전착성은 조사되지 않은 경우보다 상당히 향상되었다.
조종수,채성기 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.5 No.4
The new trend of metallurgical education and current curriculum in under-graduate courses was analyzed in comparition with over fifteen domestic and international typical schools. The correlation of metallurgical engineering education and industrial request was referred in addition to the analysis of educational curriculum constituents. Chemical Metallurgy, Physical Metallurgy, and Process Engineering Metallurgy are main constituents of metallurgical curriculum based on Chemistry, Physics, and Engineering. The basic and applied science was currently emphasized rather than process engineering metallurgy, Humanities and Social Science courses were currently increased in numerous schools.
방향성 Al-Ni 합금의 응고조직과 시효에 미치는 첨가원소의 영향
정해룡,조현기,홍준균 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2
1. 緖論 共晶系 合金은 方向性 凝固를 시킴으로서 Composite組織을 얻을 수 있으며, 또한 共晶組成으로 晶出된 金屬間 化合物은 剛性率, 硬度 및 引張强度 등과 같은 기계적 성질이 우수할 뿐만 아니라 化學的으로도 平衡狀態로 되어있기 때문에 高溫에서도 비교적 安定하다. 따라서 最近에는 이것을 利用하여 複合體强化材料와 高溫材料를 製造하는 한 방법으로 이용하고 있어 많은 注目을 끌고 있다. 이러한 方向性 凝固에 대한 연구결과는 많이 보고되어 있으나 미량첨가원소가 方向性 凝固合金의 組織과 기계적 성질 및 强化를 위한 時效擧動에 미치는 영향에 대해서는 아직 거의 보고된 바 없다. 本 硏究에서는 航空機 材料로서 널리 사용되고 있는 Al-Ni 合金의 方向性 凝固組織과 기계적 성질 및 그 時效擧動에 미치는 미량의 Mg, Zn, Cr등 添加元素의 영향을 상세히 분석 검토하였다. 2, 實驗方法 試料合金은 高純度 Al(99.9%), Zn(99.9%), Mg(99.9%) 및 C((99.9%)을 素材로 하여 黑鉛도가니에서 熔解, 黑鉛鑄型에 주입한 후 引張 및 方向性 凝固 試片을 제작하여 試料로 하였다. 제작된 試料를 溫度勾配가 80°(C/㎝)인 方向性 凝固裝置를 利用하여 各種 凝固速度로 方向性凝固를 시켰다. 方向性凝固시킨 各種 試片의 종단면과 횡단면을 절단해서 방향성 응고방향과 수직한 면 및 평행한 면의 組織을 光學金屬顯微鏡 및 走査電子顯微鏡으로 관찰하였으며 鑄造한 그대로의 試片과 方向性凝固를 시킨 試片 그리고 이들을 時效시킨 試片의 인장강도, 연신율 및 단면수축율을 측정하여서 비교 검토하였다. 3 結論 1) Composite 組織은 凝固速度가 0.1∼0.04㎜/min 사이에서 관찰되었으며 添加元素量이 증가할수록 보다 낮은 응고속도에서 composite이 관찰되었다. 2) 金屬間 化合物의 相間隔 X와 相의 형태는 凝固速度 R에 의존하며 이때 X^(-1)과 R^(½)은 직선관계가 성립되었다. 3) 方向性凝固시킨 試片의 인장강도는 Mg을 添加하였을 경우가 가장 증가되었으며 연신율은 Zn을 添加하였을 경우가 가장 증가되었다. 4) 試片의 기계적 성질에 대한 時效의 效果는 Mg을 添加하였을 경우가 가장 컸었다.