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        • KCI등재
        • 석출분산형 마그네슘 합금 제어기술

          손현택 ( Hyeon Taek Son ), 김대근 ( Dae Guen Kim ), 이재설 ( Jae Seol Lee ) 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2009 재료마당 Vol.22 No.3

          Mg-Al-Ca-RE 합금의 주조재 및 압출재의 미세조직과 기계적 특성과의 상관관계 규명을 통하여 RE 첨가는 결정립 미세화, 금속간화합물의 미세 균일 분포 및 집합조직 제어에 의해 강도 및 연성의 향상된 특성을 얻을 수 있었다. 또한 라멜라 형상을 가지는 C14 공정상은 압출시 미세하게 분쇄되므로 강도 및 연성향상에 기여하는 것으로 분석되었으며, RE 금속 중 Sm이 다른 RE 금속보다 Al2RE 금속간화합물의 미세균일 분포하게 되고 소량의 Sm 첨가에 의해 결정립미세화 및 Random texture를 형성한다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 연구되어진 Mg-Al-Ca-RE 합금에서 강도 및 연성을 동시에 향상시키기 위하여 RE 금속으로는 Sm을 선택하고 C14 공정상의 분율을 증가시키기 위하여 Al 함량을 감소시키는 합금설계 방안을 마련하였다. Mg-Zn-Sn계 합금의 경우 Zn 함량이 증가함에 따라 시효 경도 값이 증가하였고, 최대 Peak ageing 시간 또한 감소하였다. 이는 Zn 함량의 증가에 따른 용체화처리시 고용되어 있던 Zn이 시효처리에 의해 기지에 미세하게 석출함으로써 시효경도 및 Peak ageing 시간도 감소하는 것으로 사료된다. Mg-Al-Sn계 합금에서 Al 첨가함량이 증가함에 따라 최대 시효 경도는 증가하였다. 두 합금에서 나타나는 석출상의 조성 분석 결과 다른 조성을 갖는 석출상임을 확인 하였다. Zn이 3wt% 첨가된 함금의 경우, Mg2Sn 상이었으며 다른 상은 관찰 되지 않았다. Zn이 5wt% 첨가된 합금의 경우, 수 백 나노 크기의 석출상은 Mg51Zn20 상이었으며 수 나노크기의 석출상은 Mg97Zn2 상이었음을 알 수가 있었다. 또한 Mg-Zn-Sn계 합금에 나타난 석출상은 모상과 평행하는 면을 갖는 면이 존재하였으며 정합성을 가짐을 알 수가 있었다. 따라서, 구조용 금속재료의 경우 서로 반비례 관계를 갖는 강도와 성형성을 동시에 향상시키기 위해 위에 나열한 다양한 방법들이 시도되어 왔으며, 이러한 노력의 일환으로 석출상 또는 분산상 등 제 2상을 제어하는 기술을 개발하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 마그네슘 합금의 경우 다른 경쟁 재료에 비하여 절대강도 및 성형성이 낮으므로 구조용 소재로서 그 적용범위를 확대하기 위해서는 강도 및 성형성의 동시 향상 기술 개발이 절실하게 요구된다.

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          구상흑연주철에서의 흑연의 크기에 대한 연구

          김수영,이해창,방인규 대한금속재료학회(대한금속학회) 1976 대한금속·재료학회지 Vol.14 No.4

          1. 緖論 球狀黑鉛鑄鐵은 새로운 工業材料로서 脚光을 받고 있는 鑄鐵이다. 添加劑를 加해서 黑鉛을 球狀으로 鑄鐵狀態에서 얻는 노력은 옛날부터 계속되어 왔으며 1948年에 성공한 후 이 材料의 硏究는 各 方面으로 계속되어 왔다. 그러나 아직도 解結되지 못한 問題들이 허다하다. 특히 材料의 性質에 대한 硏究도 많은 硏究者에 의해서 遂行되어 왔다고는 하나 充分한 것은 아니다. 本硏究에서는 그 一環으로서 球狀黑鉛의 크기와 機械的性質 특히 引張强度 및 伸率을 中心으로하여 그 영향을 調査檢討하였다. 2. 實驗方法 球狀黑鉛鑄鐵用 銑鐵을 20KVA kryptol 爐에서 6번 黑鉛도가니를 사용하여 熔解한후 電解鐵과 Fe-Si(75%)로 C와 Si를 조정하였다. 熔湯을 1500℃로 가열하여 CaC₂를 表面添加하고 교반한 후 脫黃하여 slag로 제거하였다. 이 熔湯을 1500℃로 再加熱하고 Fe-Si-Mg를 表面添加하여 球狀化처리후 Fe-Si(75%)로 接種하였다. 試料는 黑鉛의 크기를 변화시키기 위해 ASTM 규격의 1"Y Block의 生砂型과 1/2"Y Block의 生砂型 및 金型에 주입하여 제조하였다. 이것을 完全 Ferrite化 燒鈍을 행한 후 機械加工하여 引張試片을 만들어 引張强度, 降伏强度, 伸率, 斷面收縮率, 硬度를 측정하였다. 3. 實驗結果 및 考察 3.1. 引張强度에 미치는 黑鉛의 크기의 影響 C와 Si가 일정할때 球狀黑鉛의 크기와 引張强度의 관계는 Fig. 1과 같다. Fig. 에서 알수 있는 바와 같이 球狀黑鉛의 크기가 커짐에 따라(20㎜∼40㎜ 범위) 引張强度는 거의 直線的으로 若于의 감소를 나타낸다. 대체로 球狀黑鉛의 直徑이 0.1㎜ 커짐에 따라 引張强度는 0.4㎏/㎟ 정도의 감소를 보여 주고 있다. 또한 C를 一定하게 하고 Si만을 변화시켰을 경우에는 引張强度는 Si 증가에 따라 증가한다. 이것은 ferrite中에 固熔한 Si의 量이 많아진 까닭이라고 생각된다. 3.2. 伸率에 미치는 黑鉛의 크기의 影響 Fig. 1에서 알수 있는 바와 같이 球狀黑鉛의 크기와 伸率의 관계는 黑鉛의 크기가 커짐에 따라 증가현상을 나타낸다. 金屬의 機械的性質上으로 볼때 引張强度와 伸率은 一般的으로 反比例的 경향을 나타내는 것이 보통이다. 本實驗에서도(球狀黑鉛의 크기는 20㎜∼40㎜) 引張强度가 감소 함에 따라, 伸率은 若于의 증가현상을 나타낸다. 大體로 黑鉛이 Φ0.1㎜ 커짐에 따라 伸率은 0.5% 정도 증가한다. 4. 結論 本硏究를 통하여 얻은 重要한 事項은 다음과 같다. (1) 球狀黑鉛의 크기가 20㎜∼40㎜ 범위에서는 黑鉛이 Φ0.1㎜ 커짐에 따라서 引張强度는 0.4㎏/㎟ 정도의 감소를 나타낸다. (2) 球狀黑鉛이 Φ0.1㎜ 증가함에 따라서 伸率은 0.5%정도 증가한다.

        • KCI등재
        • KCI등재

          Trichlorosilane 의 수소환원에 의한 고순도 규소제조에 대한 연구

          이종화,주웅길,고경신 대한금속재료학회(대한금속학회) 1976 대한금속·재료학회지 Vol.14 No.3

          石英管中에서 trichlorosilane의 水素還元에 依한 珪素裂造에 對한 實驗을 行하였다. 原料 trichlcrosilane을 精留한 다음 소량의 水素로 0℃에서 蒸發시켜 遷元用 水素와 混合하여 反應시켰다. 實驗結果에서의 溫度와 몰比 對한 收率과 熱力學的으로 계산된 理論的인 값을 비교하였다 工程上의 最適의 條件은 溫度 1050∼1100℃에서 trichlorosilane에 對한 水素의 몰比가 60∼100일때 收率은 60∼70%이었다. 析出된 珪素는 금속 광택을 띤 多結晶이었다. 이 珪素를 불화수소산으로 etching 한 후 emission spectroscopy 로 分析해 본 純度는 99.999%이었다. Among the several known processes of semiconductorgrade silicon production, the hydrogen reduction of trichlorosilane (TCS) is found to be the most convenient and economical method. In this study of high purity silicon production, the tube flow process is used to redus TCS with hydrogen. The 99.9% pure TCS, manufactured by Ventron, is distilled for the starting material in the reduction. The distilled TCS is vaporized by bubbling with small quantity of hydrogen in a glass tube at 0℃. The resultant yield is especially compared with the theoretical one calculated thermodynamically. The yield of silicon is 60-70% at the optimum condition of 1050-1100℃ reaction temperature and 60-100 mole ratio of hydrogen to TCS. Surface of the deposited silicon, a polycrystalline dense mass of lustrous appearance, is treated with hydrofluoric acid. By the emission spectroscopy the purity of silicon thus produced is determined to be higher than 99.999%.

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          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.

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          Glossy Ground Coat 에 의한 주철법랑에 관한 연구

          강인찬,김창은,이희수 대한금속재료학회(대한금속학회) 1971 대한금속·재료학회지 Vol.9 No.1

          주철법랑제조에 Glossy Ground Coat의 여러시유조건에 의하는 영향과 소지금속에 함유되어 있는 탄소형태에 따르는 영향을 검토하기 위하여 밀착성 측정, 내열충격성 측정, 발포현상 및 소지금속에 대한 조직을 관찰하였다. 본 연구로서 Ground Coat는 소지금속과 Cover Coat와의 밀착력 향상 역활보다 발포억제를 보다 더 주역활로 하고 있다는 것을 알게되었으며, 또한 소지금속의 조성, 특히 결합탄소와 유리탄소함량에 따라 법랑화에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. In order to examine the effects attendant upon varing conditions of glossy ground coat as well as upon the type of carbon contained in the base metal in manufacturing the ceramic coating on cast iron. I have measured the adherence of the wet-process cast iron enamels and the resistance of the thermal shocking, observed the blistering phenomena and surveyed the base with a microscope. This study showed that the ground coat played a main role more in forbidding the blistering than increasing the adherence between the base metal and the cover coat and that the adherence was affected strongly by the composition of the base metal, especially by the ratio of combined carbon and free carbon.

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          연기지중에 강섬유를 삽입해서 된 복합재료에 관한 연구

          최종술,김석윤 대한금속재료학회(대한금속학회) 1975 대한금속·재료학회지 Vol.13 No.3

          1. 緖論 最近 宇宙工業, 重化學工業의 發展에 따라, 이들 分野에 適合한 材料를 開發코저 많은 硏究가 行하여지고 있다. 그 中에서도 複合材料에 關한 硏究가 活發하며 이에 많은 關心을 갖고 있다. 金屬系複合材料로서는 纖維强化材, Clad材, Cermet材, 分散强化材等을 생각할 수 있는데, 이들중 纖維强化材에 관한 硏究는 多角度로 行하여지고 있으나 鉛基地에 鋼纖維를 使用한 硏究는 아직 發表되고 있지 않다. 著者는 本硏究에서 直徑 0.2 ㎜인 鋼纖維를 그대로 鑄型內에 넣고 鉛으로 鑄造하여서 複合材料를 만들고, 이것과는 달리 鋼纖維에 미리 Solder-Coating을 行한後 같은 方法으로 鑄型內에 넣어 鉛을 鑄造하여서 複合材料를 各各 만들었다. 이들 두 種類의 複合材料에 對해서 鋼纖維含量에 따른 機械的性質 塑性擧動 및 破斷擧動을 調査하였다. 同時에 이들 複合材料의 製造에 있어서 基本이 되는 鋼纖維에 對해서 機械的 性質도 아울러 調査하였다. 2. 實驗方法 本硏究에 使用된 素材의 化學組成은 Table 1. 및 Table 2와 같다. 鋼纖維를 100℃∼850℃의 各溫度에서 10分間 眞空中에서 加熱한 다음 爐冷시켜서 이들에 대해서 Vickers hardness test, 光學顯微鏡에 依한 組織檢査 및 Instroa(Model TT-PM)에 依한 引張試驗을 行하였다. 그리고 破斷된 試片의 破面을 光學顯微鏡으로 調査하였다. 複合材料의 製造는 鋼纖維의 含量을 變化시키면서 鑄型內에 平行하게 삽입한 後 400℃로 維持된 熔融液을 鑄入하여 鑄造하였다. 使用된 鋼纖維는 두 種類였다. 즉 Solder-Coating을 하지 않은 狀態 및 前處理를 거쳐 Solder-Coating한 狀態이다. 製造된 複合材料로 부터 所定의 板狀 引張試片을 製作하여 1.4×10^(-3)1/sec의 Strain rate로 Instron에 依하여 引張試驗을 行하였다. 3. 實驗結果 3.1 鋼纖維 燒鈍溫度에 따른 引張强度와 伸率의 變化를 調査하였으며 同時에 光學顯微鏡으로 組織檢査를 行했다. 引張强度는 溫度와 더불어 減少하는 傾向을 나타내지만, 300℃까지는 거의 徐徐히 300°∼600℃間에서는 빨리 그리고 600℃以上의 溫度 區間에서는 다시 徐徐히 그 强度가 減少하였다. 引張試驗을 行한 試片에 對해서는 破斷面의 樣相을 檢討하였다. 그 結果는 測定된 伸率의 값과 좋은 對比를 이루었다. 燒鈍한 鋼纖維의 光學顯微鏡을 各溫度에 對해서 觀察한 結果는 引張强度의 變化를 豫想할 수 있었다. 3.2 複合材料 두種의 方法으로 製造된 複合材料에 對해서 引張强度를 調査한 結果 Solder-Coating을 行한 鋼纖維로 된 複合材料는 그 强度가 理論値와 잘 一致하지만, 鋼纖維에 Solder-Coating을 하지 않은 것의 强度는 理論値보다 若干 낮은 값을 보여 주었다. 이들 두種의 複合材料에 對한 塑性擧動을 調査한 結果는 그림 2 및 3에 나타나 있다. 鋼纖維의 含量이 增加된 두種의 複合材料에 있어서는 이들 그림에서 보는바와 같이 ab區間의 Stress-strain曲線의 樣相이 서로 다르다. 이 理由는 基地와 鋼纖維間의 界面 接着의 良否에 依해서 잘 說明된다. 그리고 두種의 複合材料에 對해서 破斷된 破面을 調査한 結果도 서로 對照的인 樣相을 보여 주었다. 4. 結論 1) Solder-Coating된 鋼纖維를 가지고 만든 複合材料의 引張强度는 複合則과 잘 一致하나 鋼纖維 그대로를 가지고 만든 複合材料의 그것은 複合則에 依한 값보다 若干 낮다. 2) 前者의 複合材料(Solder-coated)는 Fiber含量이 增加하면 Stress-strain 曲線上에 不連續을 나타내지 않지만(ab區間) 後者의 경우는 不連續을 나타낸다. 3) 複合材料의 破斷面을 觀察한 結果, 前者의 複合材料에 있어서는 全 Fiber가 一定場所 卽 破面上에서 均一히 切斷되었지만 後者의 경우는 Fiber의 切斷이 無秩序하였다. 4) 鋼纖維의 纖維狀組織은 燒鈍溫度가 增加하여도 完全히 除去되지는 않았다. 끝으로 本實驗에 많은 협조를 한 방두언君에게 감사한다.

        • KCI등재

          용융알루미늄 및 알루미늄-규소 합금욕내에서 알미늄과 철 사이에 생성된 Fe2Al5(η) 상성장에 관한 연구

          이재영,권식철 대한금속재료학회(대한금속학회) 1979 대한금속·재료학회지 Vol.17 No.1

          철과 알루미늄 사이에 생성되는 금속간화합물의 성장을 700℃∼800℃ 범위에서 침적법(hot dipping process)으로 연구하였다. 철을 용융 알루미늄욕(bath)에 침적시켜 생성된 금속간 화합물은 X-ray와 EPMA를 사용하여 Fe₂Al_5(η)相임을 확인하였다. 이 相의 성장은 parabolic rate를 따랐고, 따라서 이 相의 성장은 이 相을 통한 철과 알루미늄의 상호확산에 의하여 지배됨을 알 수 있었다. 이 때 Fe₂Al_5내 상호확산계수를 이 금속간화합물의 성장속도와 이 화합물의 stoichiometry 및 이 화합물을 통한 flux를 고려하여 구하였다. 용융 알루미늄욕에 Si 첨가로 금속간 화합물의 성장 속도는 감소하였으며, 이 효과는 frequency factor의 감소에 기인한 것이다. Fe₂Al_5의 성장에 필요한 활성 에너지는 순알루미늄욕에 침적 때 31.0㎉/㏖이었으며, Si 알루미늄욕에 4wt%, 8wt%, 12wt% 첨가됨에 따라 활성화에너지는 각각 24.4㎉/㏖, 16.9㎉/㏖, 18.4㎉/㏖를 나타내었다.

        • KCI등재

          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.

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