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.

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.

일방성응고방법에 의한 이방성 도전재료의 개발에 관한 연구

안인섭,문인형 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

1. 緖論 공정합금의 방향성응고는 複合材料로서 單一相이나 單一組織의 材料보다 때로는 우수한 材質을 提供할 수 있을 것으로 기대되어 고온에서 높은 기계적 성질을 요구하는 高溫材料用이나 電子, 磁氣材料 등에 응용하려는 여러 연구가 계속되어 오고 있다. 異方性의 電氣的 特徵은 일반 導電材料에서도 그 應用의 가능성이 클 것으로 예상되나 아직은 이렇다 할 연구보고가 없다. 따라서 본 연구에서는, 두 원소금속의 전기 전도도가 상이하며 실험이 용이할 Cd-Pb, Bi-Zn, Bi-Cd系를 택하여서, 방향성 응고시 조직에 변화를 가져가 주는 응고속도, 불순물과 온도구배中, 응고속도를 변화시켜가면서 성장속도에 따른 이들 공정합금의 일방성 응고時의 조직을 관찰하고, 이들 系의 전기적 異方性을 비교 검토하였다. 2. 실험方法 시료는 일산 99.9%의 Pb, Cd, Zn와 99.99%의 Bi를 사용했으며 不純物의 效果를 조사하기 위해서 고순도(99.999%) Zn를 사용하여 Bi-Zn系의 시편을 만들었다. Cd, Bi 등은 용융상태에서 산화가 잘 되고 또한 공정합금 제조시의 불순물 혼입을 방지하기 위해 epoxy resin을 표면층에 엷게 덮어서 용해했다. 장치는 가장 보편적으로 사용되는 Bridgeman furnace를 온도구배 25℃/㎝로 고정시켜놓고 진공도를 10^(-2)Torr로 만든 유리관內의 시료를, 0.63㎝/n∼9.1㎝/n까지 변화시킬 수 있는 감속기어를 통해 강하시켜서 방향성응고 조직으로 만들었다. 전기적 성질은 시료를 0.03∼0.04㎠의 단면적과 길이 0.7∼2㎝로 만들어서 calvin-double-bridge로 저항을 측정하였다. 3. 실험결과 및 고찰 성장속도가 느릴수록 대체로 inter lamellar space(λ)가 커지며 방향성이 뚜렷하였으며 이 속도가 빨라질수록 λ는 작아지는 현상을 보여 주었다. 방향은 응고방향과 항상 일치되지는 않으며 특히 Cd-Pb系의 3㎝/n의 성장속도로 제조된 시편의 방향은 매우 상이한 현상을 나타내었다. 또한 Bi-Cd系에서는 성장속도가 증가함에 따라 응고방향과 일치함을 보여주었다. 전기적 성질로는 응고방향과 이에 수직한 방향의 비저항을 각각 측정하였다. Cd-Pb系에서는 3㎝/n일 때 방향에 따른 비 저항치가 최소값을 나타내었으며 두금속의 비저항 차이가 큰 Cd-Bi系에서는 성장속도가 증가함에 따라 비저항 차이가 증가함을 보여주었다. 또한 Bi-Zn系는 속도에 거의 무관한 관계를 나타내었다. 기대했던 바와같이 비저항값은 방향성과 매우 관련이 깊은 것을 알 수 있었다. Bi-Cd系와 같이 두 원소금속의 비저항값이 큰 차이가 있는 금속의 공정합금일 경우는 이방성을 이용한 전기재료 응용에 가능성이 있음을 보여주었다. 그러나 Bi-Zn系와 같이 broken-lamellar조직을 갖는 합금은 방향성이 잘 일치된다고 해도 전기적 이방성은 될 수 없었다.

망간을 함유하는 Fe-C 공정계주철의 일방향응고

홍준균,대출탁,대평오랑 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.1

1. 서론 Fe-C純粹系鑄鐵 및 Si. S等을 함유하는 鑄鐵의 一方向凝固에 관해서는 많이 硏究되어 왔다. 따라서 凝固組織이 몇 개의 凝固因子, 즉 凝固速度, 凝固時의 固-液 凝固界面에 있어서의 溫度勾配와 合金元素 및 不純物의 含有量에 의해서 變化한다는 것은 잘 알려져 있는 사실이다. 本 實驗에서는 cementite 安定化元素로서 알려진 망간에 대해서 鑄鐵의 凝固組織 및 凝固機構에 대한 影響을 調査하고 鑄鐵의 凝固에 관한 機構를 理解하는 것을 目的으로 硏究를 했다. 2. 실험방법 本 實驗에서는 一方向凝固의 試料로서 電解鐵, 電極黑鉛, 金屬Si 및 金屬망간을 目標成分이 되도록 配合해서 高周波誘導電氣爐를 이용해서 大氣中에서 約 1400℃에서 熔解해서 約 10分保持해서 10㎜φ 金型에 주입한 鑄鐵을 使用했다. 直徑 10㎜, 길이 100㎜의 試料를 一方向凝固 裝置中의 內徑 10㎜, 길이 150㎜의 燃燒管에 裝入해서 1350℃까지 約 2hr동안 加熱시켜 再溶解해서 10㎜ 保持하여 爐의 熱平衡 및 試料內의 溫度均一을 考慮한 후 어떤 一定한 速度로 試料를 降下시켜 一方向凝固시켰다. 凝固는 Ar. Gas 雰圍氣中에서 溫度勾配는 全實驗中 一定하게 했다. 全試料는 凝固途中 改良한 强制散水式 裝置를 사용해서 水中에 燒入시켜 固液凝固界面의 形狀을 觀察했다. 3. 실험결과 및 고찰 Fe-C安定系共晶合金의 凝固界面의 形狀 黑鉛組織, 黑鉛間隔等에 대한 망간의 含有量 및 凝固速度의 影響을 觀察했다. 4. 결론 이상과 같이 망간을 含有하고 있는 一方向凝固시킨 결과 黑鉛粗大化에 대한 망간의 影響等을 알게 됐다.

텅그스텐 카바이드 (WC) 의 활성소결에 관하여

이재성,문인형,권영순 대한금속재료학회(대한금속학회) 1979 대한금속·재료학회지 Vol.17 No.1

微量의 첨가금속에 의한 活性燒結 현상은 高融點 金屬에서 뿐만 아니라 wc와 같은 高融點 金屬 탄화물에서도 보고된 바 있다. 적은 量의 binder를 사용한 wc 超硬合金은 보다 높은 耐마모성이나 높은 밀도를 要求하는 용도에 응용되고 있다. 따라서 活性燒結 方法을 위의 목적의 초경합금 제조에 응용하기 위해서 本 實驗에서는 wc에 微量의 金屬活性劑를 첨가하여 活性劑가 固相 및 液相으로 존재하는 온도에서 소결을 행하였다. 소결에 미치는 活性劑의 영향, 소결진행에 따른 조밀화 및 현미경조직의 변화 등등을 조사하고 旣存의 wc系 및 W의 活性燒結과 本 實驗에서 얻은 結果와 비교 검토하였다.

연료유에 의한 금속 표면의 고온부식 연구

조종수,정호광,강성군 대한금속재료학회(대한금속학회) 1970 대한금속·재료학회지 Vol.8 No.2

X-선 회절법과 금속현미경에 의하여 방커 C유를 연료로 쓰는 boiler나 heater에서 채취된 금속 재질 표면의 부식현상을 조사 연구 하였다. X-선 회절법에 의하면 이 부식표면 성분은 V₂O_5, V₂O₃, vanadyle vanadate 및 소지 금속 산화물 등이 주성분으로 되어 있었다. 따라서 연료류 중에 함유되어 있는 바나듐 성분이 금속 재질 표면에 증착 용융되어 부식을 촉진시킨 것으로 믿어진다. 부식 시편의 채취장치와 위치에 따라 표면에서 검출된 바나듐 산화물의 형과 양이 달랐다. 또 부식 표면의 금상 학적 고찰을 금속 현미경에 의하여 시도하였다.

Fe-Cr-Co 자석합금의 자기특성에 미치는 희유금속의 효과

송진태 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

Fe-30%Cr-25%Co 合金에 稀有金屬을 添加하며 이 合金의 磁氣特性에 미치는 稀有金屬의 添加效果를 조사 연구하였다. 1w/o와 2w/o의 Y 및 Sm 金屬을 含有하는 試料合金은 알곤(Ar) 분위기의 아크爐를 사용하여 溶解시켰으며 용융상태에서 급격히 냉각 주조하였다. 그 後 500℃와 700℃사이의 各溫度에서 여러時間동안 燒鈍시켰다. 實驗結果는 Fe-Cr-Co系 合金에 Y와 Sm 金屬을 添加하면 磁氣特性은 보다 우수하여 지고 最大의 에너지積(BH)_(max)은 500℃와 600℃사이의 時效溫度에서 16∼32時間 時效 處理시킴으로써 얻어졌으며 그 값은 2∼3.5MGOe였다. 또 Y와 Sm 特히 Sm 金屬은 Fe-Cr-Co系 磁石合金의 保磁力을 현저히 크게 하였으며 이것은 이 合金의 變調組織에 이들 金屬이 어떤 영향(例를 들어 組織의 微細化)을 주었거나 또는 基地中에 RCo_5, R₂Co_(17)(R: 稀有金屬)와 같은 强磁性相을 析出하게 하는 까닭이라 믿는다. The magnetic properties of Fe-30%Cr-25%Co alloys as a function of the additional rare earth metals were studied. A mumber of ingots for specimen containing 1 w/o to 2 w/o Y and Sm were prepared by arc melting under a protective atmosphere, resulting in a rapid freezing from the molten state. The samples were then annealed for various time at the temperature between 500℃ and 700℃. It was founded that the magnetic properties of Fe-Cr-Co-R(R: rare earth metals) alloys were superior to Fe-Cr-Co alloys, and the maximum energy product 2-3.5 MGOe were obtained by aging treatment with the aging time 16-32 hours and the aging temperature 500℃-600℃. It is concluded that a small amount of Y and Sm, especially Sm metals, remarkably increases the coercive force of Fe-Cr-Co magnet alloys, which may be attributed to the certain modification of their modulated structure or the precipitation of ferromagnetic phase such as RCo_5 and R₂Co_(17) in the matrix, due to rare earth metals.

고상 시효시 솔더/UBM 계면에서의 Au 함유 3 원계 금속간 화합물의 성장 속도와 성장 억제

이용호,이종현,김용석,최병도 대한금속재료학회(대한금속학회) 2001 대한금속·재료학회지 Vol.39 No.7

In this study, effects of under bump metallurgy (UBM) structure and Cu content in solders on redeposition rate of Au-containing ternary intermetallics at solder/UBM interface were investigated. A UBM structure with Ni diffusion barrier, Au/Ni/Cu, appeared to promote the redeposition during solid state aging treatment, leading to an Au-embrittlement of solder interconnections. Addition of Cu into eutectic Sn-Pb and Sn-Ag solders, however, were observed to be very effective in retarding the redeposition and preventing the Au-embrittlement. These effects were discussed with the microstructures observed.

고규소 Al 합금의 초정미세화와 기계가공성에 대하여

이상익,김수영,남태운 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

1. 序論 高珪素-Al 合金은 熟膨脹係數가 작고 耐磨耗性이 우수하며 比重이 작아서 그 용도가 넓고 중요한 합금이다. 그러나 이 合金의 실용화에 가장 큰 결함이 되는 것은 初晶珪素의 조대화 현상이다. 初晶珪素의 조대화는 이 合金의 기계적 성질 및 기계가공성에 큰 영향을 주므로 初晶珪素의 微細化에 대한 연구는^(1-7)) 지금까지 多角度로 행하여지고 있으나 初晶珪素의 微細化에 따르는 微細化 원소의 영향과 기계적성질에 미치는 영향은 연구^3)) 된 바가 거의 없으며 기계가공성에 대한 연구도 거의 없다. 著者는 본 연구에서 微細化 添加元素인 적린, S, Cu, Mg을 사용하여 微細化 정도와 기계적성질 및 가공성에 미치는 영향을 조사 검토하였다. 2. 實驗方法 사용된 원료는 純 Al(99.7%)와 金屬 Si(98.0%)을 重油爐에서 Al-Si 母合金(30% Si)을 제조하여 그것을 다시 100번 흑연도가니를 사용하여 Al과 함께 熔解하여 Al-20% Si 合金 熔湯을 만들었다. 소정의 熔湯에 添加元素를 處理한 후 200℃ 정도로 예열한 20㎜φ, 100㎜ 길이와 20㎜φ, 200㎜ 길이의 鑄鐵材 金型에 주입하여 시료를 제조하였다. 시편은 시료 低面에서 200㎜ 부근을 절단 채취하여 조사하였다. 硬度는 vickers hardness로, 測定하였으며 선반가공은 회전속도를 분당 24, 150, 600으로 변화시키면서 chip를 채취하였고 그 외의 가공조건은 일정하게 하여서 행하였다. 機械加工性을 調柱하기 위한 surface roughness 測定은 촉침식으로 행하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1. 微細化에 대해서 微細化원소의 微細化 기능을 고찰하기 위해 Cu 1%, Mg 1%, 적린 0.2%, S 0.4%를 단독 혹은 二重, 三重 처리를 하였다. 적린이나 S처리가 Cu 나 Mg 처리보다 효과가 컸으나 적린이나 S의 단독처리 보다는 Cu 나 Mg 처리후의 二重處理가 微細化를 크게 향상시켰다. 이것은 더욱 많은 heterogeneous nucleation을 일으킬 수 있는 要因을 Cu 나 Mg이 기여한 것이라 생각된다. 3.2. 機械的 性質에 대해서 3.2.1. 硬度 微眞化원소 첨가에 따르는 硬度變化가 初晶 Si上에서는 크지 않으므로 matrix 부분을 조사 검토하였다. 微細化 能이 큰 적린이나 S는 경도를 저하시키고 Cu나 Mg은 경도를 增加시킨다. 前者에 있어서는 그 理由가 不明치 않으나 後者는 Cu, Mg 金屬自體의 영향이 크다고 생각된다. 또한 熟處理效果도 同一한 경향을 보여준다. 3.2.1. 引張 强度 모든 微細化원소 첨가는 引張强度를 현저하게 증가시키며 熱處理도 또한 同一한 경향을 나타낸다. 鑄放상태에서는 그 증가 效果가 거의 비슷하게 나타나나 熱處理後의 그 증가 효과는 크게 다르게 나타났다. 즉 적린이나 S의 경우는 그 효과가 微少하게 증가하나 Cu나 Mg의 경우에는 크게 증가하였다. 이것은 前者의 경우는 初晶微細化만의 효과임에 반하여 後者는 初晶珪素의 微細化 溶體化處理, 時效處理의 複合효과에 기인되기 때문이라고 생각된다. 3.3. 機械加工性에 대하여 3.3.1. 切削性에 대해서 선반의 회전속도를 변화시키면서 chip의 모양을 조사 검토하였으며 微細化 能이 큰 원소일수록 切削性이 양호하다고 생각된다. 3.3.2. Roughness에 대해서 同一 조건하에서 일정한 가공속도로 가공한 시편의 surface roughness는 微細化 효과가 클수록 자승평균 거칠기는 작아진다. 4. 結論 1). 적린이나 S는 Cu나 Mg의 존재하에 더욱 큰 微細化 효과를 나타낸다. 2). 적린이나 S는 경도를 저하시키고 Cu나 Mg은 경도를 향상시키며 열처리 효과도 Cu나 Mg이 크다. 3). 引張强度는 微細化원소 첨가에 따라 증가하나 열처리 효과에서는 Cu나 Mg이 적린이나 S보다 크다. 4). 微細化 處理는 機械加工性을 향상시킨다.

금속의 부동태화에 관하여

이계수 대한금속재료학회(대한금속학회) 1968 대한금속·재료학회지 Vol.6 No.2

일반적으로 금속시편의 전위를 귀방향으로 분극하면 양극(anode) 반응이 일어난다. 이때 pH와 전극 전위를 매개변수로 해서 그 산화형태인 M^(z+)_(aq) 혹은 M(OH)_z가 안정하게 존재할 수 있는 조건을 Pourbaix diagram을 써서 열역학적으로 고찰한다. 분극을 어느정도 이상하면 M(OH)_z, M₂O_z와 같은 산화물의 생성이 열역학적으로 가능하게 되며 그 생성속도가 M^(z+)_(aq) 이온의 생성속도 보다 빨라지며 따라서 치밀한 표면피막이 형성되어 M^(z+)_(aq) 이온의 용해가 저해된다. 이때 양극전류가 저하되며 금속은 부동태화하게 된다. 더욱 전위를 상승하면 금속피막의 전기적 성질에 따라 다른 현상이 나타난다. 음극반응을 보면 수소이온의 환원은 비교적 용이하며 산소환원은 전류 밀도가 적을 때도 상당한 분극저항이 따른다. 양극반응과 음극반응을 조합해서 산성용액과 중성용액에서의 각 금속의 거동을 고찰한다. 산화성 산성용액에서의 철의 거동을 고찰하고 끝으로 냉각수의 화학적 처리를 위한 진단방법으로써 분극곡선의 열역학적 해석을 몇가지 경우에 적용시켜 본다.