• 한국재료학회지
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• 제25권5호
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• pp.226-232
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• 2015

본 연구에서는 손상된 알루미늄 금형의 복원을 위해 고온플라즈마 용사법을 이용하여 금형의 표면에 $Al/Al_2O_3$ 혼합분말을 용사한 후 코팅층과 모재의 증착강도에 대한 평가를 수행하였다. 증착강도의 평가는 분사노즐의 이동속도, 순수한 알루미늄 bond coat 층의 유무에 따라 평가되었으며, bond coat 층을 생성시키지 않았을 때, 코팅층의 두께는 열팽창에 의한 잔류인장응력의 감소를 위해 두껍지 않아야 하지만 일정두께 이상이 되어야 최대의 증착강도를 얻을 수 있음이 나타났다. 또한 순수한 알루미늄 bond coat 층은 내부 결함이 없는 응고된 금속이기 때문에 두께에 따른 증착강도의 영향을 그대로 받아 두께가 두꺼울수록 bond coat 층을 생성시키지 않은 시험편보다 증착강도가 매우 낮게 측정되었다. 반면, 가장 얇게 bond coating 된 시험편 Bc3(3회의 bond coating층과 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편) 는 bond coating을 하지 않은 시험편 중 가장 높은 증착강도를 가지는 시험편 Wbc20(bond coating층이 없고 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편)보다 약 2배 이상증착강도가 향상되었다. 따라서 금형의 복원시에 중간층의 형성이 반드시 필요하며, 이는 코팅층의 잔류 인장응력을 보완시키며 고인성의 순수한 알루미늄과 같은 코팅층과 유사한 층을 코팅하는 것이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.135-141
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• 2018

Stainless steel is being used in various industries such as automobile and aerospace for its cheap manufacturing cost and excellent mechanical properties. However, stainless steel failed to stably protect a specimen with a $Cr_2O_3$ protective layer at temperatures above $1000^{\circ}C$. Thus, improving the high temperature flame resistance of the specimen through additional surface coating was needed. In this study, multilayer coatings of YSZ and $Al_2O_3$ were performed on SUS 304 specimens using pack cementation coatings and thermal plasma spray. The multilayer coated specimen showed enhanced thermal properties due to the coated layers. The microstructures and phase stability are discussed together with flame conditions at $1350^{\circ}C$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2013

WC-Co 초경합금은 실온경도, 고온경도, 강도, 내마모, 내충격 등 기계적 특성이 우수하여 공구재료, 절삭공구 및 고압용 부품 등 다양한 응용분야를 가지고 있으며 WC-Co 분말 코팅같은 경우 항공분야, 일반 공업 분야에 내마모 특성 및 내열특성 향상을 위한 코팅용 소재로서 활용되어 지고 있다. 활용분야가 넓은 WC-Co 초경합금의 제조방법은 WC, Co 분말을 혼합하여 약 900도에서 1차 예비소결 후 원하는 형상 가공 후 약 1,300~1,600도에서 2차 소결을 진행한다. 지금 현재 초경분말의 조성, 크기와 같은 변수들에 따른 초경합금의 기계적 특성 변화에 대한 연구가 계속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 WC-Co 분말의 소결 특성을 향상시키고자 Planetary ball mill 장비를 활용하여 볼 밀링 공정을 진행하였고 Spark plasma sintering 장비를 활용하여 빠른 소결을 진행하였다. WC-Co 분말의 미세구조, 입도, 조성 및 분산의 변화를 관찰하기 위해 볼 밀링 전, 후 분말을 분석하였고 제조된 분말의 소결 특성을 확인하기 위해 상용화 된 WC-Co 분말의 소결 특성과 비교 평가하였다. 분석 결과 볼 밀링 공정 후 분말은 약 15 ${\mu}m$에서 4.4 ${\mu}m$로 미세해지는 것을 확인하였고 밀링 후 분말로 초경합금을 제작하였을 때 기존 상용화 초경합금제작 온도보다 약 100~400도 낮아지면서 경도 값은 약 20% 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.34-34
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• 2012

Polypropylene 섬유는 세계적으로 큰 관심을 모으고 있는 섬유 소재로 환경친화성, 경량성, 신축성 등 다양한 기능성을 보유하여 미국, 일본 등의 선진국에서 의류 및 인테리어용으로 채택하여 널리 사용되고 있다. 그러나, polypropylene 섬유는 다른 섬유에 비해 융점이 매우 낮아 내열성이 약하여 가공 공정시 고온을 피해야 하고, 곁가지가 거의 없고 섬유 분자 구조가 매우 조밀하며 탄소와 수소로만 이루어진 분자구조에 의한 극소수성 성질 때문에 다른 종류의 물질들과 접착력이 없어 사용에 제약을 주어 다양한 용도로의 활용이 제한되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Polypropylene 섬유의 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 대기압 플라즈마를 적용하여 소수성 표면을 지니는 표면을 친수화 함으로써 polypropylene 섬유에 후가공이 가능하도록 한다. 따라서 Plasma 표면 처리에 의해 polypropylene 섬유에 미치는 영향에 대하여 조사하고, 표면을 친수화 함으로써 습윤성, 접착성 등 다양한 가공 기술을 적용하여 PP 섬유의 기능성을 향상시키고자 한다. 플라즈마 처리에 의한 폴리프로필렌 섬유의 모폴로지 변화는 주사전자현미경 (FE-SEM)으로 확인하였으며 표면개질 효과는 Wicking Test로 평가하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권2호
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• pp.59-68
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• 2004

Plasma transferred arc welding (PTAW) has been taken into consideration for repairing Ni-based superalloy components used gas turbine blades. Various cracks has been generally reported to be found in the base metal heat affected zone(HAZ) along grain boundary. Thus, hot cracking susceptibility of Ni-based superalloys was evaluated according to heat treatments. Hot ductility test was conducted on specimens with solution treated at 112$0^{\circ}C$ for 2 hours and aging treated at 845$^{\circ}C$ for 24hours after solution treatment. The results of the hot ductility test appeared that solution treated specimens were the highest ductility recovery rate among three conditions. The loss of ductility at high temperature in Ni-based superalloy was mainly controlled by the degree of pain boundary wetting due to constitutional liquation of MC carbide precipitates. Meanwhile, the highest ductility recovery rate in solution-treated alloys seems to be lack of M23C6, which can be dissolved during heating and then result in the local enrichment of Cr in the vicinity of the grain boundary.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.2-193.2
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• 2014

열차폐 코팅(Thermal Barrier Coating)은 주로 항공기 엔진이나 화력발전용 터빈 등의 $1300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 사용되는 부품에 적용되어 모재(내열합금)의 손상 방지 및 에너지 효율 향상을 위해 사용되고 있다. 열차폐 코팅의 경우 Plasma Spray 공법과 EB-PVD(전자빔 물리 증착법) 공법이 가장 많이 사용되고 있다. Plasma Spray에 의한 열차폐 코팅 공정은 생산 비용이 저렴하고 수평형 적층 구조를 통한 높은 열전도율을 가지는 장점이 있으며, EB-PVD 공정은 수직형 구조의 열차폐막을 통해 내열 충격성과 내열 사이클성이 양호하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열 사이클의 내구성이 뛰어난EB-PVD를 이용하여 열차폐 코팅 공정연구를 진행하였다. 본 연구소에서 사용하고 있는 EB-PVD 는 종래의 장치와는 달리 70 kW급 전자총 5기가 장착 되어 있으며, 각각 시편 가열용 전자총 2기 및 피코팅용 가열 전자총 3기로 구성되어 있다. 이런 구성을 통해 다양한 종류의 열차폐 박막과 높은 결정성과 치밀도를 가지는 박막 형성할 수 있을 것이다. 본 발표에서는 EB-PVD 공정 연구결과 및 향후 실용화를 위한 개발 연구 방향에 대해서 기술하였다.

• 한국재료학회지
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• 제15권6호
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• pp.375-381
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• 2005

High temperature oxidation behavior of thermal barrier coating (TBC) system (IN738 substrate + NiCoCrAlY or NiAl bond coat with or without Pt + yttria stabilized zirconia) prepared by air plasma spray (APS) process has been studied in order to understand the effect of Pt addition to bond coat on the stability of TBC system. Specimens were oxidized in thermal cycling and isothermal oxidation test at $1100^{\circ}C$. The Pt addition in TBC system with NiCoCrAlY bond coat showed a longer life time compared to that without addition of Pt. Pt addition to TBC system is believed to help the formation of more stable thermally grown oxide, $Al_2O_3$, at the TBC/bond coat interface, leading to a longer lifetime of TBC system.

• 한국표면공학회지
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• 제30권4호
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• pp.285-297
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• 1997

Finned segment, with which are lined inner wall of the turbine combustors, are subject to severe degradation when they are exposed to a hostile environmment at elevated temperature. To protect the finned segment from this environment and to maintain good mechanical properties of components at high temperature, they are preferred to be coated. The most governing factor for the durability of coatings used in the high temperature is the microstructure of coatings; these are splat from, distibution of microcacks, size and distribution of pores, thickness of coating layer, adhesion between coating layer, and oxidation of band coating. In this study, based on the evaluation of the imported finned segment, new finned segment segment was manufactured with optimum plasma spraying parameters, and their properties were examined. Using $ZrO_2(8wt$Y_2O_3)$,/TEX> powder for ceramic coating and 67Ni-22Cr-10Al-0.5Y mixing powder for bond coating, thickness of ceramic and bond coating layer were varied in order to find optimum condition, the results showed that B2T4(bond coating : 100~250$\mu\textrm{m}$, ceramic coating : 250~300$\mu\textrm{m}$) was the best among the specimens tested. Compared to the imported finned segment, B2T4 has better bond strength, hardness, and isothermal and cyclic oxidation resistance.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.488-488
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• 2013

일반적으로 sputtering 방식을 이용한 박막 증착 방법은 장치가 간단하고 고품질의 박막이나 균일한 박막을 만들 수 있는 장점이 있어 널리 사용된다. 본 연구에서는 기존의 sputtering 방식에 Modulation technology를 적용하고자 한다. Modulation technology를 이용하여 전원의 pulse on 시에는 일반적인 sputter 방식으로 기판에 박막을 증착하고 pulse off 시에는 양의 전압을 인가하여 이온빔을 발생시킨 후 기판에 입사시키는 방식을 적용하여 박막 형성의 특성을 향상시키고자한다. 이는 고온의 heater 및 이온빔이나 레이저, 플라즈마 소스 등의 추가적인 에너지원의 장치가 필요 없이 고품질의 박막의 특성을 향상시키는 기대 효과가 있다. Modulated Sputtering System (MSS)에 인가되는 전압과 전류의 특성을 관찰하였으며 MSS에 인가하는 전압과 frequency, 그리고 duty cycle 변화에 따른 이온 에너지 분포를 에너지 분석기를 통해 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용한 afterglow plasma 상태에서의 이온전류를 측정하였다. 그리고, MSS 이용하여 Ti 박막을 증착하였으며 박막의 특성을 분석하기 위하여 a-step, SEM, XRD, AFM을 이용하여 두께, 결정성장면, 표면 거칠기를 측정하였다. 측정 결과 기판에 입사되는 양이온의 에너지가 증가함에 따라 (002) 결정면 방향에서 (100) 결정면 방향으로 증착되고 표면 거칠기가 낮아짐을 측정하였다. 또한 Graphite 타겟을 이용한 carbon 박막을 증착하였으며 박막의 특성을 분석하기 위하여 Raman을 이용한 분석 결과 양이온의 에너지가 증가함에 따라 박막내의 sp3 함유량이 변화함을 측정하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.356-363
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• 2005

The purpose of this paper is to investigate the optimal condition of the Syngas production by reforming of fuel using plasmatron. Plasma was generated by air and arc discharge. The effects of applied steam, $CO_2$ or Ni-catalyst on fuel conversion, as well as hydrogen yield and $H_2$/CO ratio were studied. When the variations of $O_2$/fuel ratio, $H_2O$/fuel flow ratio and $CO_2$/fuel flow ratio were $0.94{\sim}1.48$, $4.3{\sim}10$ and $0.8{\sim}3.05$, respectively. Under the condition mentioned above, result of $H_2O$/fuel flow ratio was maximum $H_2$ concentration, or $28.2{\sim}31.6%$, and result of $H_2O$/fuel flow ratio with catalyst was minimum CO concentration or $6.6{\sim}7.1%$. and $H_2$/CO ratio were $3.89{\sim}4.86$.