순금속의 강도에 미치는 확장전위의 영향

박복선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.1

結晶의 强度는 slip plane 위에 slip 方向의 臨界剪斷應力(critical resolved shear stress)에 對한 轉位의 易動度(mobility)에 左右된다. 純金屬에 있어서 轉位의 易動度에 미치는 因子는 여러가지가 있으나 本講에서는 特히 擴張轉位(extended dislocation)의 影響에 對하여 檢討하고저 한다. 純金屬의 shear stress의 實測値는 理想結晶에 對한 理論値보다 數千分之一에 不過하다. 이것은 實在結晶이 많은 格子欠陷(lattice defect)을 가지고 있다는 증거이다. 一般的으로 面心立方結晶(F.C.C)에서는 積層缺陷(stacking fault) energy가 낮은 金屬은 完全轉位가 部分轉位(partial dislocation)로 分解되고 所謂 擴張轉位를 形成한다. 이것은 結果的으로 轉位의 易動度에 많은 影響을 준다. 擴張된 轉位는 純金屬의 結晶强度에 對하여 다음과 같은 影響을 준다는 것이 現在까지의 硏究結果 明白하게 되었다. 1. F.C.C. 結晶의 完全轉位(perfect dislocation)는 두개의 ship plane에 속하므로 擴張된 轉位는 cross slip 하기 힘들다. 2. 轉位가 擴張되면 그대로는 他轉位와 交差가 힘들므로 交差함에 있어 他轉位에 對한 底抗이 크다. 이때 edge 轉位가 screw 의 轉位보다 더 큰 energy를 要한다. 3. 空孔(vacancy)에 依한 轉位의 上昇運動은 一段完全轉位로 收縮하여야 함으로 餘分의 energy가 必要하다. 4. Frank 의 不動轉位(glissile dislocation)는 schockley partial 轉位와 反應하여 prismatic dislocation loop로 轉換하여 glissile dislocation이 되어 固着 (locking 또는 pinning)에서 解除된다. 5. 두개의 slip plane 위를 달리는 擴張轉位는 結合하여 Lower-Cottrell glissile dislocation을 形成하고 이 stair-rod dislocation은 運動하는 轉位의 障害物이되어 轉位를 集積(piled up)시키므로서 Frank-Read source에 對한 back stress의 增大를 招來하여 加工硬化의 重要한 役割을 한다. 6. Stacking fault energy 가 낮은 金屬에 있어서는 低加工 일때는 集積轉位가 形成되고 高加工 일때에는 cell 構造가 되지 않고 均一한 轉位分布가 된다. 이러한 組織은 加工後 燒鈍時에 jog의 上昇運動이 어렵고 따라서 軟化가 힘들다. 7. F.C.C 結晶 에서는 stacking fault energy가 적은것은 twin의 界面 energy 가 작으므로 따라서 燒鈍 twin이 形成되기 쉽다. 8. B.C.C 와 H.C.P 結晶에 있어서도 轉位는 擴張되나 그 役割은 F.C.C 結晶에 比하여 顯著하지 못하다. 9. 擴張轉位는 cross slip 하기 힘들므로 easy glide 段階가 길게되고 over shoot를 誘發한다. 10. 擴張된 두개의 shockley 部分轉位의 Burgers vector는 雙方이 同時에 screw 轉位로 될 수 없음으로 edge 成分에 의한 彈性的 相互作用이 생기므로 Cotrell effect를 招來하기 쉽다. 11. 半轉位間의 stacking fault는 質原子와 化學的 相互作用이 發生하고 따라서 溶質原子에 依하여 轉位가 固着된다.

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.

활성소결시킨 W 분말성형체의 후처리에 관하여

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.

광재중에 함유된 동, 아연 화합물의 분리에 관한 기초연구 (1)

조통래,엄제현 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

최근 硫酸滓 및 銅轉爐滓中에서 含有하는 非鐵有價金屬의 回收, 除去하는 方法의 하나로 鹽化揮發法이 이용되게 되었다. 鹽素는 金屬과 反應하여 低融點, 低沸點의 化合物을 만든다. Slag중에 함유되어 있는 Ag, Hg, Pb, Cu, Zn, Bi, Ni, Co등의 酸化物은 鹽化物이 되기쉽고 Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂ 등은 鹽化物이 되기 어렵다. 이때문에 金屬을 鹽化物로 만들어 選擇的으로 回收除去 할 수 있다. 鹽化物을 만드는 鹽化劑로서는 鹽素가스, 鹽化水素가스, 四鹽化炭素 및 固體鹽化劑로서는 Nacl과 CaCl₂등이 보통 使用된다. 本 실험에서는 鹽化劑로 Nacl을 使用하였다. Nacl이 ①式과 같을 反應을 할때 發生하는 cl₂의 의해 硫酸滓, 銅轉爐滓中에 들어있는 銅化合物, 亞鉛化合物을 鹽化揮發시킬 때의 鹽化條件을 考察한 것이다. 2Nacl+SiO₂+1/2O₂=Na₂SiO₃+cl₂ ① 硫鐵滓, 銅轉爐滓中에 存在하는 銅化合物 및 亞鉛化合物은 Cu₂O, CuO, CuFe₂O₄, ZnO, ZnFe₂O₄, Zn₂SiO₄등의 形態로 存在한다고 추정되므로 人工的으로 Cu₂O, CuO, CuFe₂O₄, ZnO, ZnFe₂O₄, Zn₂SiO₄의 化合物을 合成하여 鹽化劑로서 Nacl을 使用하였을 때 이 들 銅化合物과 亞鉛化合物에 대한 鹽化揮發率을 조사하였다. 鹽化揮發率에 미치는 反應온도, 반응가스유량, 反應時間, 鹽化劑의 첨가량 및 SiO₂의 종류에 대하여 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 염화휘발율과 온도와의 관계에서 銅化合物의 경우 Cu₂O, CuO, CuFe₂O₄의 순으로 염화휘발율이 낮아진다. 亞鉛化合物의 경우는 ZnO, ZnSiO₄, Zn₂FeO₄순으로 염화휘발율이 낮아진다. Cu, Zn化合物 모두 온도가 높아질수록 휘발성이 높아진다. 2) 鹽化揮發率과 反應가스유량과의 관계에서 Cu化合物은 Cu₂O와 CuO는 反應가스유량이 100cc/min 의 이상에서는 영향을 받지않고 CuFe₂O₄는 200cc/mm이상이 되면 反應가스 유량의 증가에 영향을 받지않는다. Zn化合物에서는 반응온도 1000℃, 반응가스유량 50cc/min까지는 염화취발율이 급격히 증가하나 그 이상의 유량이 증가하여도 反應은 크게 증가하지 않는다. 3) 염화취발에 미치는 반응시간과의 영향은 Cu化合物의 경우는 반응온도 1000℃에서 반응시간 30分까지는 반응이 급격히 증가하나 반응시간이 그이상 길어지면 반응은 일정하게 조금씩 증가를 보일뿐이다. Zn化合物의 경우는 반응온도 1000℃에서 반응시간 30分정도에서 반응은 거의 종료됨을 알았다. 4) Nacl첨가량의 변화에 따른 염화휘발율은 첨가량이 변화하여도 크게 변화하지 않는다. 5) SiO₂의 종류와 염화휘발율과의 관계에서 결정질의 SiO₂가 비정질의 SiO₂를 사용했을때 보다 염화휘발율이 높음은 알았다.

원자의 열운동진폭 및 금속의 융해현상

조성암 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.4

Debye-Waller 및 Lindemann 方程式을 利用하여 54種金屬의 融點 및 實溫에서의 Lindemann 系數δ및 結晶格子調和振動의 平均自乘振幅平方根値 √ V(_i²) 를 計算했다 計算結果 平均 Lindemann 系數値 δ(_(fi)^r) 및 이의 比率은 다음과 같다. δ_(f1)^r=0.226, δ_(f2)^r=0.185 및 δ_(f3)^r=0.131 δ_(f1)^r : δ_(f2)^r : δ_(f3)^r=1 : 0.821 : 0.578 여기서 i=1,2 및 3은 A₂→融液, A₁→融液 및 A₃→融液의 相變態를 表示한다. 이어서 格子振動에 依한 融解現象에 關한 Lindemann, Givarry 및 Shapiro 의 假說을 正當化하고 融解에 對한 格子構造의 役割을 論證했다. The Lindemann parameters δ, and the root-mean square thermal vibration amplitudes √ <V(_i²)> of 54 metallic elements both at fusion and at room temperatures are calculated through the combination of the Debye-Waller and the Lindemann equations. The magnitude and ratio of the average Lindermann parameters δ^r_(fi), with i=1, 2 and 3 for the fusion transitions; A₂→liquid, A₁→liquid and A₃→liquid, are respectively δ_(f1)^r=0.226, δ_(f2)^r=0.185 and δ_(f3)^r=0.131 δ_(f1)^r : δ_(f2)^r : δ_(f3)^r=1 : 0.821 : 0.578 The hypotheses of Lindemann, Gilvarry and Shapiro on the fusion phenomena due to lattice vibration of metals are justified. The role of lattice structure of fusion is also demonstrated.

Fe-Ni-C 합금의 소성유기 마르텐사이트

김원백,최종술 대한금속재료학회(대한금속학회) 1978 대한금속·재료학회지 Vol.16 No.2

1. 서론 Martensite변태에 미치는 塑性加工의 영향에 대해서 지금까지 많은 硏究가 행해져 왔다. 이들 대부분은 加해진 應力이 martensite변태를 촉진 또는 억제하는가에 대한 效果를 主로 Ms점의 변화로 확인해 왔다. 한편, 이러한 소성변형이 Ms점 이상의 어떤 온도구간에서 行해질 것 같으면 martensite변태가 일어나는 것이 관찰되었으며, 이러한 martensite를 온도 강하에 의해서 생긴 martensite와 구별하여 소성유기 martensite 혹은 가공유발 martensite라고 부르고 있다. 이러한 소성유기 martensite는 변태유기소성 (TRIP Effect)을 일으키는 장본인으로 밝혀진 후, 이에 대한 많은 연구가 1960년대 이후부터 Zackey등을 시발점으로 하여 계속되어 왔다. 本 硏究는 종전의 여러 연구들과는 다른 見地에서 수행된 것으로서, 常溫에서 加工했을 때 이러한 소성유기 martensite가 생길수 있도록 약 -16℃의 Ms점을 갖는 Fe-XNi-YC 合金을 設計하여 마련하였다. 이 合金을 상온가공했을 때 생성된 소성유기 martensite의 형태를 광학현미경으로 관찰하였으며, 동시에 가공도에 따른 소성유기 martensite 변태량을 조사했다. 또한 未變態의 austenite를 -196℃(액체질소)에 深冷處理했을때 生成되는 athermal martensite의 형태도 아울러 조사하였다. 2. 실험 방법 시료의 作製는, 우선 大氣中에서, 고순도철, 전해니켈, 흑연 전극 분말등을 고주파용해한 후 이를 60㎜ø의 金型에 주조하여 약 4㎏의 ingot를 만들었다. 이 때 熔湯의 탈산은 金屬규소, 만간 및 알루미늄을 미량 첨가하여 行했다. 이 ingot를 1200℃×1hr 소둔한 후 열간단조하여 약 15×35㎜의 斷面을 갖는 角材를 만들고, 이것을 1200℃에서 보호분위기중에서 약 24시간 균질화처리를 한후, 이로부터 t×10×10㎜크기의 각종 시편을 제작했다. t의 값은 압연후의 최종 두께가 약 1.5㎜가 되도록 조정되었다. 이렇게 제작된 시편을 진공중에서 900℃×30分 가열하여 鹽水中에 소입하였다. 이 때 진공중에서의 가열 또는 소입중에 발생할 수 있는 脫炭 영향을 제거하기 위해서 시편표면을 약 0.1㎜ 정도 硏削除去하였다. 이것을 常溫에서 각종 가공도로 압연하여 약 1.5㎜두께로 한 다음, 현미경조직관찰, X-線回折시험 및 경도측정등을 행하였다. 3.결 론 1) Ms점이 약 -16℃인 Fe-25%Ni-0.2%C 합금에, 상온에서 각종 加工度를 부여하였을 때, 소성유기 martensite는 약 20% 加工度에서부터 관찰되었으며, 소성유기 martensite량은 加工度와 더불어 증가하였지만, 약 60%加工度에서부터는 변태량이 약간 크게 증가하는 경향을 나타냈다. 2) 이 合金에서 생성된 소성유기 martensite의 형태는, 加工度에 관계없이 massive type을 나타냈다. 3) 각종 加工度를 부여하여 소성유기 martensite를 생성시키고, 잔류한 未變態의 austenite를 -190℃(액체질소)에 深冷處理하여 athermal martensite로 변태 시킨 결과, (가) 약 40%의 加工度까지는 athermal martensite의 형태는 acicular type이었지만, 이 이상의 加工度에서는 massive type을 나타냈다. (나) -196℃에 深冷處理한 후 잔류한 austenite량과 加工후의 未變態 austenite량과의 比를 加工度에 대해서 plot한 결과, 약 40%의 加工度까지는 austenite의 安定化가 증가하다가 그 이상의 加工度에서는 감소하는 경향을 나타냈다. 이 結果는, 소성유기 martensite가 생성될 수 있는 準安定 austenite를 加工할때는, 소성유기 martensite로 변태하고 잔류한 未變態의 austenite가 athermal martensite로 변태하는 과정은, 低加工度에서는 martensite의 核成長에 의해서 지배되고, 비교적 높은 加工度에서는 martensite의 核發生에 의해서 지배된다는 것을 暗示하고 있다. 4) 이 合金을 常溫에서 가공한 후 소성유기 martensite로 변태하고, 잔류한 austenite의 半値幅은 약40% 加工度까지는 서서히 증가하다가 그 이상의 加工度에서는 半値幅 급히 증가하였다. 이것은, 소성유기 martensite 생성시에 동반되는 체적증가로 인한 餘分의 strain이 加工에 의한 strain에 加算되었기 때문이다.

UBM 이 증착된 Si 웨이퍼의 무연솔더에 대한 무플럭스 젖음성에 미치는 분위기의 영향

박재용,강춘식,정재필,홍순민,박창배 대한금속재료학회(대한금속학회) 2001 대한금속·재료학회지 Vol.39 No.1

The wetting balance method was used to estimate the fluxless wetting properties of UBM-coated Si-wafer to the binary lead-free solders(SnAg, SnSb, SnIn, SnBi, SnZn). The wetting property estimation of UBM-coated Si-wafer was possible with the new wettability indices from the wetting curves of one side coated specimen; F_(min), F_s, and t_s . For UBM of Si-chip, Au/Cu/Cr UBM is better than Au/Ni/Ti in the paint of wetting time. At general reflow process temperature, the wettability of high melting point solders(SnSb, SnAg) is better than that of low melting point ones(SnBi, SnIn). The nitrogen atmosphere made more significant improvement in fluxless wettability than in fluxed wettability. The contact angle of the one side-coated Si-plate to the solder could be calculated from the force balance equation by measuring the static state force and the tilt angle.

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.

발표 132 : Sn-Pb Solder / 패드금속 계면 금속간화합물 성장속도에 미치는 금속 결정입도의 영향

박대진,이종현,박종환,김용석 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2000 대한금속재료학회 학술대회 개요집 Vol.2000 No.0

1981년도 춘계 학술강연 및 발표대회 개요 : 금속용해시 (金屬熔解時) 산화방지를 (酸化防止) 위한 설비계획 및 작업표준

양훈영 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 1981 대한금속재료학회 학술대회 개요집 Vol.1981 No.0