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한흥남,오규환,안태홍,Han, Heung-Nam,O, Gyu-Hwan,An, Tae-Hong 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.22 No.2
고분해능의 첨단 재료분석 장비들의 발달로 인해 철강재료 연구에서도 마이크로, 나노 단위 이하에서의 재료거동 해석 등 새로운 개념의 연구가 진행되고 있다. 특히 전자현미경과 연계한 이미지 기반 나노 물성 측정과 예측 기술은 주로 구조용 재료로 사용되는 철강 재료에서도 결정립 단위의 미세 물성 및 거동을 정밀 분석 가능하게 하여, 이를 통해 재료 전체의 물성까지도 예측할 수 있게 되었다. 이와 같은 물성과 신뢰성 예측 능력 향상은 최종 제품의 품질 제고와 효율적인 제조 공정으로의 개선을 유도하기에, 첨단 분석 장비의 적극적인 활용은 철강 산업에서 큰 역할을 하고 있다. 이에 본 고에서는 여러 가지 재료 분석 장비를 통합적으로 연계 활용하여 다양한 용도의 철강 재료에 대해 그 미세 거동 및 미세물성을 측정, 분석한 연구들에 대해 소개한다.
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Fabrication of in-situ Fiber Composite from Thermotropic Poly(ester amide) and Polycarbonate
Jho, Jae Young 慶熙大學校 材料科學技術硏究所 1992 材料科學技術硏究論集 Vol.5 No.-
열방향성 poly(ester amide) (상품명 Vectra)와 열가소성 polycarbonate(상품명 Lexan)로부터 장섬유 복합재료를 제조하였다. 액정고분자인 Vectra는 낮은 용융점도로 인해 가공조제인 동시 복합재료의 분산상으로 사용되었으며, 장섬유를 형성할 경우 높은 탄성률로 인해 보강재의 역할을 할 수 있을 것으로 기대되었다. Vectra가 장섬유를 형성할 수 있는 재료 및 압출성형의 인자들을 체계적으로 조사하였으며, 그 결과로부터 섬유상의 형성과정을 유추, 제안하였다.
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심재혁,이승철,Sim, Jae-Hyeok,Lee, Seung-Cheol 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.22 No.2
전산 모사 기술은 재료의 물리 화학적 현상을 규명하고 재료의 물성을 예측하는 측면에서 새로운 재료를 개발하기 위한 효율적인 방법론으로 자리를 잡아가고 있다. 철강 재료는 다양한 합금 원소를 포함하고 있고 복잡한 상변태 및 자성 거동을 나타내 전산 모사 기술의 가장 적용하기 어려운 재료로 인식되어 왔으나, 최근 컴퓨터 기술의 발전과 새로운 전산 모사 방법론의 개발에 힘입어 전산 모사 기법의 적용 사례가 늘고 있다. 이 글에서는 철강 재료에 대한 전산 모사의 연구 동향을 기술하고 여러 적용 사례에 대하여 소개하고자 한다.
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A Study on Characterization of Asphalt Pavement Materials Through Resilient Modulus Test
Rhee, Suk-Keun 慶熙大學校 材料科學技術硏究所 1995 材料科學技術硏究論集 Vol.8 No.-
포장 재료의 특성시험으로 가장 합리적인 시험법인 회복탄성계수 (Mg) 시험에 의한 아스팔트 포장 재료의 특성을 조사하였다. 이 회복탄성계수 시험법은 하중을 반복적으로 재하제재하하므로써 실제 도로가 받는 하중상태를 재현한 시험법이다. 입상재료에 대해서는 반복재하 삼축압축시험을 AASHTO T274 시험법에 따라 실시하였고, 아스팔트 재료에 대해서는 ASTM D4123 시험법에 따라 반복재하 간접인장 시험을 통하여 실시하였다. 실내시험 결과 입상재료의 비선형 회복탄성거동이 관찰되었으며, 체적응력과 축차응력이 회복탄성계수의 변화에 가장 주요한 변수임을 알 수 있다. 아스팔트 재료에 대하여는 회복탄성계수는 온도의 변화에 매우 민감하여 log M_(R) 이 온도에 선형 반비례함을 알 수 있다. 또한 본 연구에서 제안된 구성모델에 의해 예측된 회복탄성계수값이 실내시험 결과와 잘 일치함을 알 수 있다.
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특집 : 극한환경재료기술 - 탄소/탄소 복합재료 기술 동향
변준형,박홍식,Byeon, Jun-Hyeong,Park, Hong-Sik 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.21 No.4
탄소/탄소 복합재료는 해외에서의 기술/부품 도입 자체부터 엄격히 통제되는 국가의 미래 전략산업의 핵심소재로서 $2,000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 지속적으로 내열성 및 내산화성이 요구되는 우주항공 분야, 초고온에서 고순도 및 내 삭마성 등이 요구되는 원자로/핵융합로 분야, 고순도 및 고온 열처리가 요구되는 반도체 제조 및 진공 열처리로 분야에서 기존의 내열합금 또는 세라믹 재료로는 한계에 도달한 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 재료이다. 본고에서는 탄소/탄소 복합재료의 구성재료, 제조방법, 기본적인 물성치 등에 대한 기술적 내용을 소개하고, 현재 및 미래의 응용분야에 대하여 알아보았다. 또한 국내외 기술동향 분석을 통하여 국가의 전략 소재의 독자적인 개발과 일반산업으로의 상용화에 대하여 탄소/탄소 복합재료가 나아가야 할 방향을 제시하고자 하였다.
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황병선,염종택,이진우,Hwang, Byeong-Seon,Yeom, Jong-Taek,Lee, Jin-U 재료연구소 2009 機械와 材料 Vol.21 No.2
본 고는 중대형 풍력터빈의 핵심부품인 로터 블레이드, 대형베어링, 증속기, 발전기, 전략변환장치, 타워 등에 사용되는 주요재료에 대한 설명과 제조방법 및 평가 방법 등에 대해 다루어 졌다. 일반적으로 풍력터빈을 구성하는 소재는 금속소재와 비금속재료로 구분되며, 비금속재료는 대부분 복합재료로써 풍력 블레이드에 적용되고 있다. 현재 육상용 풍력터빈의 한계를 극복하기 위한 대안으로, 해상용 풍력터빈에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이러한 극지 해상의 대형 시스템에 활용되고 있는 금속소재의 경우, 고강도, 저온인성, 내피로, 내식성 등이 우수한 강재를 요구하기에 이르렀다. 이에 따라, 여러 소재 측면의 요구를 충족하기 위한 소재설계의 비중이 점차 고조되고 있으며, 이러한 시점에 본 고를 통해 풍력터빈에 활용되고 있는 소재의 전반적인 내용과 관련 소재부품의 제조 및 평가 방법등의 이해를 돕고자 한다.
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김윤준,이용태,Kim, Yoon-Jun,Lee, Yong-Tae 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.22 No.3
자동차는 다양한 형상과 기능을 가진 부품소재의 집합체라 할 수 있다. 자동차의 고출력화에 의한 연비향상과 각국의 환경규제 강화 요건을 충족시키기 위해 자동차 엔진의 작동온도와 이에 따른 배기가스의 온도가 꾸준히 높아지는 추세이다. 따라서 고온재료의 선택과 사용이 보다 중요해 지고 있다. 자동차에 사용되는 고온 부품은 설계사양에 맞추어 그리고 경제적인 측면을 고려하여 내열재료를 사용하는 방법과 표면처리를 하는 두 가지 방법이 주로 채택되고 있다. 내열재료를 사용하는 대표적인 부품은 엔진을 구성하는 부품과 연소실로부터 나오는 고온 고압의 배기가스가 이동하는 배기계 부품이다. 엔진을 구성하는 부품 중에는 냉각수에 의해 온도가 제어되는 부분은 경제적인 소재가 사용되나 밸브와 같은 부품은 고온재료가 채용된다. 가장 높은 온도에서 사용되는 배기계 부품에는 경제성이 감안되면서도 높은 열적, 기계적 안정성이 동시에 요구되고 있다. 전통적으로 배기부품에는 구상흑연주철이 널리 사용되어 왔고 현재에도 원가 측면의 강점을 이용해 대부분의 차량에 적용되고 있으나 일부 고출력, 고배기량 엔진의 경우에는 주철의 한계온도 이상의 배기온도가 요구되어 스테인리스 강을 도입하고 있다. 또한 내열 타이타늄 합금, 금속간화합물과 같은 고온재료가 개발됨에 따라 고가의 차종에는 신재료가 이들 부품으로 채용되고 있다. 이 글에서는 배기계 부품의 설계적인 요소에 의한 열적, 기계적 측면의 내구 특성을 살펴보고, 이들 부품에 보편적으로 적용되는 고온 금속재료의 종류 및 기계적 특성을 소개하였다. 아울러 미래의 환경친화적 자동차용 고온 부품을 개발하기 위하여 연구되고 있는 Super Si+MO, 스테인리스 강, TiAl, 고온 타이타늄 합금 등과 같은 자동차 내열 부품으로 사용되는 신소재의 연구개발 동향에 관하여 기술하였다.
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이구현,변응선,이성훈,Lee, Gu-Hyeon,Byeon, Eung-Seon,Lee, Seong-Hun 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.21 No.4
고온에서의 내열, 내산화, 내부식 등의 한계성을 극복하기 위하여 새로운 고온재료의 개발과 함께 표면특성 향상을 위한 코팅기술에 대한 연구가 계속 되어 왔다. 현재 선진국에서는 C/C복합재료를 비롯하여 $Si_3N_4$, SiC 및 SiC/SiC계 CFCC등의 규소계 비산화물 세라믹재료 등에도 표면에 내식, 내마모, 열차폐 및 내산화성에 견딜 수 있는 코팅층을 형성시켜, 표면에서의 산화, 열응력, 및 내산화성 등에 대한 특성평가 및 최적의 코팅층에 대한 연구가 진행중에 있으며 향후 국내에서도 육성해야할 중요한 기술분야이다.
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특집 : 극한환경재료기술 - 초고온 세라믹 복합 재료 개발현황
이세훈,김해두,Lee, Se-Hun,Kim, Hae-Du 재료연구소 2010 機械와 材料 Vol.21 No.4
최근 산업의 고도화에 따른 부품 소재의 고성능화에 따라 기존의 고온 세라믹의 한계를 극복하기 위한 노력으로 초고온 세라믹 재료에 대한 활발한 연구가 진행되고 있다. 초고온 세라믹은 대부분 붕화물이나 탄화물인 비산화물 세라믹으로 3000도 이상의 녹는점을 갖으며 2000도 부근에서는 사용을 목표로 하고 있다. 이 재료는 다른 세라믹들과 마찬가지로 취성파괴 거동을 나타내며, 이를 보완하기 위한 섬유강화 복합재료화도 활발히 진행되고 있다. 본고에서는 고온용 세라믹 장섬유와 세라믹 복합재료, 그리고 초고온 세라믹의 개발 현황과 산업화 전망을 정리하였다. 또한 초고온 세라믹의 발전 방향을 전망하였으며, 재료연구소에서 수행중인 초고온 세라믹의 연구 활동에 대해 간략히 언급하였다.
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