• 한국세라믹학회지
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• 제40권2호
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• pp.128-131
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• 2003

B$_4$C 분말 표면을 알루미나 전구체로 표면 개질하여 알루미늄의 wetting 각을 낮추어 알루미늄의 함침을 용이하게 함으로써 상압에서 B$_4$C/Al 복합체를 제조하고자하였다. 알루미나 전구체에 의한 표면개질은 제타전위의 변화로 확인하였으며, 표면개질된 B$_4$C 분말의 preform에 Al 6061 디스크를 올려놓고 흐르는 알곤 분위기에서 103$0^{\circ}C$/20분 열처리로 Al이 완전히 함침된 B$_4$C/Al 복합체를 제조하였다. 반면 표면 개질되지 않은 B$_4$C 분말은 125$0^{\circ}C$/30분에도 함침이 일어나지 않았다. 이 복합체의 XRD와 SEM 분석은 B$_4$C. Al 외에도 반응상 $Al_3$BC 상이 생성되었으며, 물성을 크게 저하시키는 A1$_4$C$_3$는 생기지 않았음을 보여 주었다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.235-240
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• 2020

본 연구에서는 B₄C tile 삽입 B₄C_p/Al7075 하이브리드 복합재의 내충격성을 향상시키기 위하여 B₄C/Al7075 계면의 제어법을 개발하고 제어된 계면의 특성에 관하여 분석하였다. 이를 위해 B₄C 타일 표면에 B₂O₃, Ni, 그리고 Si을 각각 열산화, 무전해도금, 그리고 플라즈마 용사법을 이용하여 코팅하였다. 이후 코팅된 B₄C 타일을 액상 가압법을 이용하여 B₄C/Al7075 복합재 내부에 삽입하여 B₄C tile 삽입 B₄C_p/Al7075 하이브리드 복합재를 제작하였다. 코팅의 효과를 체계적으로 분석하기 위해 계면에너지, 접합 강도, 그리고 내충격성을 측정하였다. 모든 코팅이 계면에너지, 계면강도, 내충격성을 증가시켰으며 특히 B₂O₃ 코팅 시 내충격성이 86.8% 증가하였다. 본 연구는 차세대 경량 장갑, 방탄소재로 주목받고 있는 B₄C/Al 계열 복합재의 성능을 향상시키는 핵심적인 표면처리법을 개발, 분석한 것에 의의가 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권1호
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• pp.18-23
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• 2003

정량의 B$_2$O$_3$/A1/C의 혼합분말을 화학노 대신 고압의 알곤 분위기를 사용하여 SHS 공정으로 B$_4$C-A1$_2$O$_3$ 복합분말을 제조하였다. 2B$_2$O$_3$+4A1+C=B$_4$C-2A1$_2$O$_3$의 반응식에 해당하는 B$_2$O$_3$(-100 메쉬), Al(-200 메쉬), C(-200 메쉬)의 분말을 2시간 건식 볼밀로 혼합한 후, 고온 고압의 SHS 반응기에 넣고 약 10기압의 알곤 분위기에서 점화하여 SHS을 일으켰다. 반응 생성물은 XRD 분석으로 안과 겉이 균일하게 반응이 일어났으며 반응 생성물로 화학노 사용시 동반되는 부산물 AlB$_{12}$C$_2$가 없는 B$_4$C-A1$_2$O$_3$ 복합 분말을 얻었다. 이 복합 분말은 SEM으로 보면 약 0.3~l $mu extrm{m}$ 크기의 결정이 모인 약 60~100$\mu\textrm{m}$ 크기이었다. 그러나 약 15기압을 사용하였을 때는 부분 소결이 일어나 15~25$\mu\textrm{m}$ B$_4$C 분말에 0.1~0.2$\mu\textrm{m}$의 알루미나가 분산되어 있는 고강도의 복합 분말이 생성되었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제20권3호
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• pp.215-220
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• 2013

In the present work, 6061 Al-$B_4C$ sintered composites containing different $B_4C$ contents were fabricated and their characteristic were investigated as a function of sintering temperature. For this, composite powders and their compacts with $B_4C$ various contents from 0 to 40 wt.% were fabricated using a planetary ball milling equipment and cold isostatic pressing, respectively, and then they were sintered in the temperature ranges of 580 to $660^{\circ}C$. Above sintering temperature of $640^{\circ}C$, real density was decreased due to the occurrence of sweat phenomena. In addition, it was realized that sinterability of 6061Al-$B_4C$ composite material was lowered with increasing $B_4C$ content, resulting in the decrease in its real density and at the same time in the increment of porosity.

• 한국분말재료학회지
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• 제19권4호
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• pp.291-296
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• 2012

In the present work, Al-$B_4C$ composite powders were fabricated using a mechanical milling process and its milling behaviors and mechanical properties as functions of $B_4C$ sizes ( $100{\mu}m$, 500 nm and 50 nm) and concentrations (1, 3 and 10 wt.%) were investigated. For achieving it, composite powders and their compacts were fabricated using a planetary ball mill machine and magnetic pulse compaction technology. Al-$B_4C$ composite powders represent the most uniform dispersion at a milling speed of 200 rpm and a milling time of 240 minutes. Also, the smaller $B_4C$ particles were presented, the more excellent compositing characteristics are exhibited. In particular, in the case of the 50 nm $B_4C$ added compact, it showed the highest values of compaction density and hardness compared with the conditions of $100{\mu}m$ and 500 nm additions, leading to the enhancement its mechanical properties.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권3호
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• pp.777-787
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• 2015

Production and properties of metal matrix composites reinforced with an in-situ high aspect ratio $AlB_2$ flake have been investigated. Boron 2.2wt.% was dissolved in pure Al and Al-Cu alloy at $1300^{\circ}C$ by adding directly boron oxide which resulted in 4 vol.% reinforcing phase. The in-situ $AlB_2$ flake concentration was increased up to 30 vol.% in order to increase the tensile strength of the composites. Hardness, compressive strength and tensile strength of the composite were measured and compared with their matrix. Results showed that 30 vol.% $AlB_2/Al$ composite show a 193% increase in the compressive strength and a 322% increase in compressive yield strength. Results also showed that ductility of composites decreases with adding $AlB_2$ reinforcements.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.241-246
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• 2020

본 연구에서는 교반주조 공정을 통해 B₄C 입자가 균일하게 분산된 알루미늄 금속복합재료를 제조하고 후 공정으로 열간압연을 수행하였다. 제조된 복합재료의 미세조직, 기계적 특성 및 내마모 특성에 대해 분석하였다. 40 ㎛ 크기의 B₄C 입자가 균일하게 분산된 복합재료는 강화재의 체적율이 증가함에 따라 인장강도는 증가하였으며, 마모 성능도 개선되었다. 20 vol.% 복합재료의 경우 인장강도 값은 292 MPa로 기지재인 Al6061 대비 155% 증가하였다. 내마모시험 결과 20 vol.% 복합재료의 경우 마모 너비와 깊이가 각각 856 ㎛, 36 ㎛이며, 마찰계수는 0.382로 Al6061 대비 상당히 우수한 내마모 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2000년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.160-160
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• 2000

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.435-440
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• 2023

본 연구에서는 기존 사용후핵연료(Spent nuclear fuel) 운반/저장 용기에 사용되는 중성자 흡수용 B₄C/Al 복합소재의 열전도도를 개선하기 위해 탄화붕소(B₄C)와 입방정 질화붕소(cBN)를 동시에 강화재로 사용한 알루미늄(Al) 기지 복합소재를 제조하고 평가를 진행하였다. 이를 위해서 교반주조 공정을 통해 복합재 잉곳을 제조하고 이를 압연하여 중성자 흡수용 소재를 성공적으로 제조하였다. 제조된 소재의 평가를 위해 cBN 첨가에 따른 열전도도와 중성자 흡수능 변화를 관찰하였다. 열전도도 측정 결과, B₄C 단일 입자만을 사용한 복합소재 대비 B₄C, cBN을 함께 사용한 복합소재가 동일 체적률 조건 하에서 약 3%의 열전도도 증가가 발생하는 것을 확인하였으며 중성자 흡수 단면적 계산을 통해 중성자 흡수능이 무시할 수 있는 수준으로 저하가 발생하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로, 중성자 흡수 소재의 새로운 설계 방안을 제시하고 고성능 운반/저장 용기의 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권4호
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• pp.351-364
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• 2009

The thermal stability and elevated temperature mechanical properties of $SiC_P$/Al-11.7Fe-1.3V-1.7Si (Al-11.7Fe-1.3V-1.7Si reinforced with SiC particulates) composites sheets prepared by spray deposition (SD) $\rightarrow$ hot pressing $\rightarrow$ rolling process were investigated. The experimental results showed that the composite possessed high ${\sigma}_b$ (elevated temperature tensile strength), for instance, ${\sigma}_b$ was 315.8 MPa, which was tested at $315^{\circ}C$, meanwhile the figure was 232.6 MPa tested at $400^{\circ}C$, and the elongations were 2.5% and 1.4%, respectively. Furthermore, the composite sheets exhibited excellent thermal stability: the hardness showed no significant decline after annealing at $550^{\circ}C$ for 200 h or at $600^{\circ}C$ for 10 h. The good elevated temperature mechanical properties and excellent thermal stability should mainly be attributed to the formation of spherical ${\alpha}-Al_{12}(Fe,\;V)_3Si$ dispersed phase particulates in the aluminum matrix. Furthermore, the addition of SiC particles into the alloy is another important factor, which the following properties are responsible for. The resultant Si of the reaction between Al matrix and SiC particles diffused into Al matrix can stabilize ${\alpha}-Al_{12}(Fe,\;V)_3Si$ dispersed phase; in addition, the interface (Si layer) improved the wettability of Al/$SiC_P$, hence, elevated the bonding between them. Furthermore, the fine $Al_4C_3$ phase also strengthened the matrix as a dispersion-strengthened phase. Meanwhile, load is transferred from Al matrix to SiC particles, which increased the cooling rate of the melt droplets and improved the solution strengthening and dispersion strengthening.