• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.12
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• pp.1152-1157
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• 1998

The PZT films were deposited on the Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates using multi- target DC magnetron reactive sputtering. The perovskite single phase with the composition close to the stoichiometric one, was obtained even at high substrate temperature of $540^{\circ}C$ by 2-step method, which is that PZT film was deposited for a short time at low substrate temperature ($480^{\circ}C$) to promote the nucleation of perovskite phase by reducing the volatility of Pb oxide molecules, followed by the deposition at the elevated temperature to suppress the excess incorporation of Pb component in the PZT film. This two-step method, in combination with the RTA treatment, gives rise to good electrical properties of the deposited PZT films: remanent polarifaion,$18\mu$C/$\textrm{cm}^2$; coercive field, 45kV/cm; leakage current of 10$^{-4}$ A/$\textrm{cm}^2$ at high electric field of -500kV/cm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.10
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• pp.985-991
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• 1999

Corrosion behaviors of Incoloy 800H, KSA(Kaeri Superalloy)-6, Inconel 600 and Hastelloy C-276 in molten salts were investigated in the temperature range of 650 ~ $850^{\circ}C$. Due to $\textrm{Li}_{2}\textrm{O}$-induced basic fluxing mechanism, the corrosion rates of the alloys in mixed molten salt of LiC1-$\textrm{Li}_{2}\textrm{O}$ were significantly higher than those in molten salt of LiCl. In the mixed molten salt, Fe-base alloys showed higher corrosion resistance than the Ni-base alloys. and Hastelloy C-276 with high Mo and W contents exhibited the highest corrosion rate among the examined alloys. The single layer of $\textrm{LiCrO}_{2}$ was formed in molten salt of LiCl and two phase structure of a scale consisted of oxides and Ni was formed in the mixed molten salt.

• Solar Energy
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• v.15 no.3
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• pp.29-38
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• 1995

The heat-storage characteristics accompanied by exothermic reaction at the regeneration of $Ca(OH)_2$ in tile heat-storage mode of a chemical heat pump system using a $Ca(OH)_2/CaO$ reversible thermochemical reaction was examined in a lab-scale unit. In this heat-storage mode, the particle bed of CaO could be regenerated by heating the $Ca(OH)_2$ packed bed to the higher temperature at which the equilibrium pressure in the reactor is greater than the water vapor pressure in the condenser. The results are i) the dehydration, thermal decomposition, rate of $Ca(OH)_2$ was higher at the lower part of particle bed than at the upper part, ii) in the reactor, the dehydration was proceeded along radial and axial direction, from inner part to the outer part, which explains heat transfers from the center to wall and from the tenter to lower or upper part of reactor.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.5
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• pp.393-397
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• 2001

Fer the purpose of improving ductility of $Al_3$Ti intermetallic compound has potential to industrial application, we investigated formation behavior of cubic Ll$_2$ structure and effect of Mn addition. Nanocrystalline cubic Ll$_2$Al$_3$Ti intermetallic compound, has 10nm size of grain, was fabricated by mechanical alloying for 20hr at the composition of Al-8Mn-25Ti. Ternary cubic Ll$_2$Al$_3$Ti, added Mn, did not showed phase transformation from Ll$_2$ to D0$_{23}$ or D0$_{22}$ unlike binary cubic Ll$_2$Al$_3$Ti and maintained Ll$_2$ structure.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.16 no.4
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• pp.57-63
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• 2008

The characteristics of the bio-oil produced by the pyrolysis process with pig feces was investigated in this paper. The continuous auger-type reactor produced bio-oil was maintained at the temperature range of 400 to $600^{\circ}C$, which was higher than a typical that in a conventional pyrolysis system. The pig feces was used as the feedstock. The bio-oil and its compositions were characterized by water analysis, heating values, elemental analysis, bio-oil compounds, by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS), and functional group by $^1H$ NMR spectroscopy. It was found that the maximum bio-oil yields of 21% w.t. was achieved at $550^{\circ}C$. This result suggested that this auger reactor might be a potential technology for livestock waste treatment to produce bio-oil because it is able to be improved to reach higher efficiency of bio-oil production in further study. The pyrolysis system reported herein had low heat transfer into the feedstock in the auger reactor so that it needs improve the heat conduction rate of the system in further study.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.1
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• pp.34-39
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• 2017

The recent gradual increase in the energy demand is mostly met by fossil fuel, but the research on and development of new alternative energy sources is drawing much attention due to the limited fossil fuel supply and the greenhouse gas problem. This paper assesses the feasibility of producing fuel energy from a dewatered sewage sludge by microwave-induced pyrolysis with sludge char and graphite receptor. Both receptors produced gas, char, and tar in order from product amount. The gas produced for the sludge char receptor contained mainly hydrogen and methane with a small amount of light hydrocarbons. The graphite receptor generated higher gravimetric tar and generated higher light tar. Through the results, the product gas from the microwave processes of wet sewage sludge might be possible as a fuel energy. But the product gas has to be removed the condensable PAH tars.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.121-121
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• 2016

치아는 인체중에서도 혹한 환경에서 부분으로 높은 하중과 타액과 같은 강 부식성 매체로 그 환경이 상상을 초월한다. 즉 반복적으로 가해지는 하중(응력)과 침식을 유발하는 타액과 음식물 등이다. 따라서 치아가 쉽게 파괴되거나 썩는 현상이 나타나게 된다. 이렇게 사용되다가 치아의 역할을 다하게 되면 인공치아를 사용하게 되는데 그 재료가 바로 타이타늄(Ti)이다. 생체매식재로 사용되는 Ti는 반응성이 높아 산소와 쉽게 결합하여 표면에 TiO, $TiO_2$, 및 $Ti_2O_3$와 같은 산화피막을 표면에 형성함으로써 뛰어난 부식저항성과 생체적합성을 가지며 생체에 독성이 없고 탄성계수가 골과 비슷하여 골과 임플란트 경계면에서 응력분산에 유리한 성질 등 물리적, 기계적 성질이 뛰어나 외과용 임플란트 재료로 가장 좋은 재료이다. 금속 임플란트의 생체적합도는 임플란트 재료 자체보다는 생체 내 산화막이 화학적으로 불안정할 때 부식이 발생하게 되고 그 결과 금속이온이 주위로 유리되어 조직반응을 일으키므로 금속의 표면을 덮고 있는 산화막에 의해 좌우된다. Ti는 생체불활성재료로서 매식재료로 사용할 경우 뼈와 잘 융합되는 골유착을 나타내나 골과 화학적결합은 하지 않고 골형성을 적극적으로 유도하지 못함으로 환자의 치유기간이 길어지게 된다. 이러한 이유로 골조직내 임플란트의 접합을 개선하기위한 연구가 이루어져 골과의 결합을 높이기 위해 골유착을 일으키는 Ti에 골성장을 유도하는 뼈성분인 하이드록시 아파타이트(HA)라는 물질을 플라즈마 코팅법을 사용하던가 아니면 Hanks' solution내에서 침적 후 HA도금을 하는 방법 등으로 처리하고 있다. 그러나 플라즈마 코팅법은 고온에서 처리를 행하고 Hanks' solution내에 침적할 경우 Ti표면에 밀착도가 저하되거나 합금의 상변화 등으로 인하여 표면처리 과정 중에서 내식성이 크게 감소될 수 있다. 이러한 여러 가지 코팅법을 통하여 골 유착을 증진시키기 위한 연구는 계속되고 있지만 임상적으로 사용 후 문제가 단시일에 발생되는 것도 아니고 수년이 지나야 나타나게 된다. 이러한 방법으로 코팅을 하게 되면 골과 잘 유착이 되어 자연차아와 같은 기능을 하게 된다. 따라서 이러한 문제를 최소화하는 방법이 나노구조를 표면에 형성시켜 골유착을 쉽게 함으로써 이를 개선할 수 있을 것으로 생각되어 본 강의에서는 임플란트의 문제와 사용되는 재료에 대하여 고찰하여 자연치아를 대체 할 수 있는지 알아보았다.

• Composites Research
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• v.18 no.3
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• pp.21-30
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• 2005

Vacuum hot pressing has been used for the development of titanium metal matrix composites using foil-fiber-foil method. Heterogeneous microstructures prior to and following consolidation have been quantified, and the relations to densification behavior investigated. As shown by the results, dramatic variations of the microstructures including equiaxed $\alpha$, transformed $\beta$ and $ Widmanst\ddot{a}tten$ $\alpha$ are obtained during the process according to the fiber distributions. The dependence of microstructures on the consolidation then has been explained in terms of the change in mechanisms such as grain growth and recrystallization that occur with changing levels of inhomogeneity of deformation. Further, micro-mechanics based constitutive model enabling the evolution of density over time together with the evolutions of microstructure to be predicted has been developed. The mode developed is then implemented into finite element scheme so that practical process simulation has been carried out.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.9 no.5
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• pp.516-520
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• 1999

Mechanical alloying (MA) by planetary type ball mill of pure iron powders was carried out under the ammonia gas atmosphere. The powders of metastable iron nitrides was synthesized up to the nitrogen content of 23 at% N. The observed phases are identified as the super-saturated bcc solid solution for the nitrogen concentration below 14.5 at% N and the non-equilibrium hcp phase stable at high temperature for 20.8 at.% N. Magnetization of Fe-N powders gradually decreases with increasing the N concentration on contrast to the enhancement reported for the bct iron nitrides. Neutron diffraction experiments also provide detailed information concerning the local atomic structure surrounding the nitrogen atoms. The coordination number of Fe atom around a nitrogen atom for the iron nitride containing 9.5 at% N turns out to be 3.9 atoms. This suggests that a nitrogen atom is situated at a center of the tetrahedron formed by iron atoms.