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.

ESR 법에 의한 특수강의 재용해에 대한 연구

신명철,최형섭,최주,문만,김창용,이선홍 대한금속재료학회(대한금속학회) 1976 대한금속·재료학회지 Vol.14 No.1

特殊鋼의 性質을 改善하기 위한 일렉트로슬랙 再熔解法(ESR)을 開發하기 위하여 本硏究를 遂行하였다. 本硏究陳은 잉코트 容量 20 ㎏의 ESR 爐를 製作하였고, 1974年 11月 6日 試驗操業에 成功하였다. 그동안 이 爐를 써서 稼動條件을 달리 하여 S 45C, SCM 5 및 SUP 9을 熔解하였으며, 얻은 結果는 다음과 같다. 1) 電極-鑄型 直徑의 比가 클수록 熔解速度는 크고, 比電力消費量은 減少하였다. 2) 原來의 電極에 含有된 硫黃의 약 80%가 再熔解에 의하여 除去되었다. 3) 硫化物은 勿論, 酸化物과 같은 非金屬介在物도 大幅 除去되었다. 4) CaF₂-Al₂O₃系 슬랙에 있어서 Al₂O₃의 一部를 CaO로 代替하면 非金屬介在物을 줄이는데 더욱 效果가 있었다. 5) 再熔解된 잉고트는 健全하고 均一한 構造를 가졌으며, 또한 鋼의 靭性(toughness)을 크게 改善시켰다. The study has been carried out on the electroslag remelting process(ESR) for the production of the high quality specialty steel. We constructed the ESR furnace of capacity 20 ㎏ ingot. Employing the furnace, several kinds of specialty steels such as S 45 C, SCM 5 and SUP 9 were remelted under different conditions for obtaining fundamental data. The results are; 1) The melting speed is proportional to the fill ratio, whereas the specific power consumption is inversely to it. 2) Nearly 80% of the sulphur content can be removed from the original electrode through the process. 3) The process is very efficient in removing non-metallic inclusions such as oxides as well as sulphides. 4) The slag in which calcium oxide being partly substituted for the slag of fluorspar and alumina is more effective in removing non-metallic inclusions. 5) The remelted ingot has sound homogeneous structure, exhibiting the improvement in ductility.

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.

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.

국산 APT 로부터 금속텅그스텐분말의 환원에 관한 고찰 (2) : 입도분포에 관하여 On the Particle size distribution of the reduced tungsten powder

박원구 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3

APT와 WO₃의 환원조건이 생성된 금속텅그스텐 분말의 입도에 미치는 영향을 밝히고저 환원온도, 수소유량, 수소중의 수분함량 및 장입량의 변화에 따른 입도변화를 조사하였다. 입도분포는 침강법에 의해 측정하였고, 분말의 형태와 입도는 전자현미경으로 관찰하였다. WO₃는 환원온도, 장입량 및 수소중의 수분함량이 증가할수록 W와 WO₃가 수소중의 수분의 영향으로 증발-응고 작용을 반복하여 입자를 성장시킴으로 생성된 분말의 입도를 크게 하였다. 그러나 APT를 600℃에서 수소로 예비환원하여 WO₃의 성장과정을 거치지 않고 WO₂로 환원한 후 이를 금속텅그스텐으로 환원했을 때는 증발-응고현상이 800℃ 내지 900℃에서는 억제되기 때문에 2μ이하의 분말이 78%나 되는 미세한 금속텅그스텐분말을 쉽게 얻을 수 있음이 밝혀졌다. Effects of reduction temperature, hydrogen flow rate, water content of hydrogen, and amount of the charge on the particle size of the reduced tungsten powder from APT or WO₃ were investigated. The size distribution of the reduced powder was measured with sedimentation balance and the shape and particle size of the powder was observed with electron microscope. It is considered that the growth of the reduced metallic tungsten particle was occurred the evaporation and condensation reaction of WO₃ in wet hydrogen atmosphere and the reaction was accelerated with the increase of reducing temperature, amount of charge, and water vapor content of hydrogen. The evaporation and condensation reaction, however, was retarded by two step reduction of APT with hydrogen since preliminary reduction at 600℃ transforms APT to fine WO₂ which has the highest sublimation point among the tungsten oxides. And the subsequent final reduction of WO₂ at 800℃ provided the fine metallic tungsten powder. The portion of the fine metallic tungsten powder under 2μ obtained by the two step reduction process was amounted to 78%.

전기도금법에 의한 나노미터 크기의 금속 및 합금 입자 제조방법

학회자료 대한금속재료학회 ( 구 대한금속학회 ) 2003 대한금속·재료학회지 Vol.41 No.4

과공정 Al-Si 합금에서의 Cu, Mg, Ni 원소의 효과에 대하여

이상익,김영규,김수영,권혁무 대한금속재료학회(대한금속학회) 1973 대한금속·재료학회지 Vol.11 No.3

1. 서론 高珪素 Al-Si 合金은 현재 가장 중요한 피스톤 材料이다. 피스톤 材料로서의 이 合金에는 소량의 Cu, Mg, Ni, 元素가 첨가되어 있다. 이 元素들의 효과에 대한 기본적인 연구는 그렇게 많지 않다.^(1, 2, 3, 4)) 著者는 이 合金의 중요성이 날로 증대함에 비추어 전기한 각 첨가원소가 Al-Si 合金의 기계적인 성질에 如何한 영향을 주는가를 다각도로 조사 검토하였다. 여기에 그 결과를 간단히 보고하고져 한다. 2. 실험방법 실험에 사용한 원료는 純 Al ingot(99.7%)를 주원료로 하고 그것에 金屬珪素(98.0%)를 첨가하여 33%의 母合金을 만들어 그것을 主體로 하여 純 Al을 가하므로 20% Al-Si 合金을 중유로에서 200番 흑연도가니를 사용하여 용해한다. 그것에 첨가원소인 Cu, Mg, Ni 원소를 金屬 Cu, Mg, Ni로써 1%씩 첨가하여 直徑 20㎜ 길이 200㎜의 金型에 주입하여 시료를 얻어 그것의 현미경조직 및 기계적성질 등을 조사하였다. 3. 실험결과 및 고찰 3.1. 引張强度에 미치는 效果 Fig. 1에 보여주는 바와 같이 單元素의 영향은 Ni이 그 效果가 가장 적으며 Cu, Mg 순으로 커진다. 組合해서 사용한 것으로는 Cu+Ni의 경우가 가정 적으며 Ni+Mg, Cu+Mg, Ni+Cu+Mg의 順으로 크다. 이러한 것을 종합하면 引張强度에 가장 큰 영향을 주는 것은 Mg인 것으로 생각된다. 3.2. 硬度에 미치는 效果 引張强度의 경우와 유사하며 Mg이 가장 큰 영향을 주며 Cu, Ni 順으로 그 效果가 적어진다. 3.3. 熱處理의 效果 容體化處理 및 時效處理를 行하면 현저한 기계적 성질의 향상을 볼 수 있다. 이 效果에 있어서도 전술한 引張强度, 硬度의 경우와 유사한 경향을 볼 수 있다. 3.4. 初晶微細度의 效果 Fig. 1에서 잘 알 수 있는 바와 같이 初晶이 미세할수록 引張强度는 현저하게 커지는 경향이 있으나 硬度에 있어서는 거의 변화가 없으며 熱處理를 하지 않는 경우에 있어서는 오히려 微細한 경우가 硬度의 低下를 초래하는 경향을 보여준다. 4. 결론 1. 기계적 성질에 가장 큰 영향을 주는 것은 Mg 이며 熱處理效果에 있어서도 同一한 경향이 있다. 2. 初晶珪素가 적으면 적을수록 引張强度는 현저하게 증대한다. 3. 初晶珪素의 미세화는 硬度에는 영향을 주지 않을 뿐만 아니라, 熱處理를 行하지 않는 경우에 있어서는 오히려 미세할수록 硬度는 低下한다.

경질 Chromium 전도시의 초음파조사효과

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.

Fe-3 % Si 단결정의 (001) 과 (111) 면에 대한 Nd:YAG 레이저 펄스 조사와 기계적 압입에 의한 변형기구 비교

신정철,김도훈,신규식 대한금속재료학회(대한금속학회) 1988 대한금속·재료학회지 Vol.26 No.11

In order to compare the slip deformation modes of Fe-3%Si singe crystals created by mechanical indentation and Nd : YAG laser pulse, they were indented with the Rockwell diamond brale and irradiated with the Nd : YAG laser pulse. The slip traces generated on (111) and (001) surface planes were analysed by trace analysis method. The microstructures in both deformed specimens were observed by Nomarski microscope and TEM. Mechanical indentation on (111) and (001) surface planes resulted that the slips had taken place on {110} and {112} planes along $lt;111$gt; direction. Meanwhile laser irradiation showed that the slips had also taken place on {123} planes in addition to {110} and {112} planes due to thermal effect. It seems that a strain rate had larger effect on the spacing of slip bands in Fe-3% Si single crystal compared with temperature increase. Dislocation density was higher in mechanically indented specimen and they were tangled each other. Mean while dislocation density was lower in laser irradiated specimen and the were aligned along the characteristic orientation.

Nickel free austenitic Stainless steel 에 있어 Cobalt 및 Boron 의 영향에 대하여

김동훈,천병선 대한금속재료학회(대한금속학회) 1974 대한금속·재료학회지 Vol.12 No.3

本 硏究에서는 Nickel-free Austenitic Stainless Steel에 Cobalt 및 Boron을 添加시키어 機械的 性質 및 耐蝕性을 測定하여 AISI 304Steel과 比較하였다. 結果로서 合金鋼의 上記 두 性質은 Cobalt 含有量이 增加함에 따라 向上되지만 極少量의 Boron을 添加시킴으로 Cobalt 含量을 減少시켜도 두 性質을 增加시킨다는 것을 알 수 있었다. 1. 緖論 在來의 18-8 Stainless Steel에 있어서 高價의 Ni을 다른 金屬으로 置換시키는 硏究가 지금까지 많이 進行되어 왔으나 이것들은 Fe-Cr-Mn Base에 N을 고압용입시켜 주므로서 Ni을 減少시켜도 18-8鋼이 保有하고 있는 것과 同等한 性質을 얻고자 하는 硏究이었다고 생각된다. 著者는 Fe-Mn-Cr Base에 주기율표상의 Ni과 같은 族으로 物理的 性質이 類似하며 Austenite former인 Cobalt 金屬을 添加하고 또한 이 合金이 The rate of absorption of hydrogen in stagnant liquid silver was found to be diffusion controlled. Boron을 添加함으로써 이에 따른 機械的 化學的 및 熱處理에 依한 性質이 18-8 steel에 比하여 如何히 變化하는가를 여러 角度로 調査 檢討하였다. 2. 實驗方法 試料의 組成은 다음과 같다. 各各의 試料를 引張試驗 및 衝擊試驗用의 試片을 機械 加工하여 만들었고 腐蝕 試驗 및 耐酸化性 試片은 10×10×20 ㎜의 크기로 polishing에 의해 만들었다. 耐腐蝕 試驗은 酸에 Immersion test로 重量 減少量을 測定하였고 耐酸化性은 各各 200℃ 300℃ 500℃로 유지된 電氣爐에서 重量 增加量을 10^(-5)g 天秤으로 測定하였다. 3. 實驗結果 및 考察 Co 添加量이 크면 引張强度 및 硬度는 向上하는데 이는 Austenitic steel에서 Co 寄與가 Stacking fault energy를 modifying함으로 Solution hardening을 增加시키기 때문이다. B合金은 Auctenite 粒界에 偏析함으로 粒界 强化에 기인 機械的 性質이 상당히 증가하였다. 高 Mn의 영향으로 Auctenite의 安定化 現像과 Toughness가 크므로 耐衝擊性이 우수하다. B合金은 時效處理에 의해 炭化物의 析出과 B-pearlite 生成으로 Toughness가 減少된다. Co 合金鋼은 酸에 對한 저항성이 우수하며 B合金鋼은 腐蝕性 매질內에서 높은 抵抗性을 갖고 있기 때문에 保護皮膜으로 하기 위해 添加되기도 한다. Mn의 含量이 많으므로 耐酸化性은 18∼8 Astenitic stainless steel 보다 매우 저하되었으나 Co 첨가량이 클수록 Matrix 中의 Cr 확산을 방해함으로 耐酸化性의 증가를 보였다. 4. 結論 本 硏究에서 ① Austenitic steel에서 Co는 solution hardening을 증가시키므로 Alloy를 强化시킨다. ② B첨가에 의해 기계적 성질 및 耐蝕性의 증가로 Co 함량을 감소 시킬 수 있다. ③ 機械的 性質은 18-8 stainless steel과 거의 비슷하나 高 Mn을 함유하기 때문에 耐蝕性이 상당히 低下되었다.