• Title/Summary/Keyword: 금속재료기술

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발포금속의 현황과 장래 The Recently and future application of Metal Foams

  • Heo, Bo-Yeong;Jeong, Seung-Ryong;Kim, Byeong-Gu;Tak, Byeong-Su
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.17.1-17.1
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    • 2009
  • 발포금속은 1948년에 Sosnik에 의해 알루미늄에 수은을 증발시키는 방법으로 발포 알루미늄을 제조한 이래, 1951년 Elliot에 의해 진보된 방식인 발포 매개체를 용탕에혼입하는 방법으로 발포금속을 제조하기 시작하였다. 현재 이들 선진국가의 생산방법 및 현황은 균질 기공의 조절, 연속주조 방식과 원가절감, 그리고 제조기술의 진보를 통하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 그러나 실용화를 위해서는 요구특성을 만족하고 동시에 가격 경쟁력을 가진 제조기술의 보유 및 개발과 독특한 특성을활용한 새로운 적용 분야의 개척이 필요하다고 생각되며, 이를 위해 Harvard, MIT, Aachen, HMI 등 구미 유수 대학과 NASA, 미국방성등의 연구기관, ERG, 신강(新鋼) wire등 산업체를 중심으로제조 및 특성평가에 관한 기초연구와 활용방안이 활발히 모색중에 있다. 그리고 일부 자동차 생산 업체를중심으로 발포금속을 적용한 초경량, 에너지 절감형의 자동차 부품 소재,항공기 방열판 등에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 금속 기체의 GASAR 공법은 Lotus 공법으로 Osaka 대학에서 개발되어 열교환기, 항공기, 방열기 등으로 응용이 확대되고 있다 국내에서 완제품생산은 실내장식용 복합패널로서 한소 프라임이 운영상의 문제로 생산을 중단하였으며, 유닉슨(주), 금강(주)에서 Batch식, 금성산업에서 Pot식이 일부 생산 및 연구가 진행되었으나 현재는 본연구실의 협조로 (주) 폼텍에서 발포패널을 주로 생산하고 있고 (주)드림메탈과 (주)아크로폼텍에서일부 생산되고, (주)동일알루미늄에서는 폐 scrap을 이용한 발포 Al 제조가 연구단계에 있다. 생기원에서는 분말 가열 흡음패널이 개발되었으나 강도와 내열성이 낮아 이들 특성을 향상시크는 연구가 진행중이다. 이들 제품은 성능상으로는 동양강판의 흡음패널과 KIMM의 필터용은연구개발이 낮은 수준이며, 본 연구팀과 공동 개발한 (주)폼텍의 복합패널은 10여 가지의 실용특허로 건축마감재로서 오히려 선진국수준을능가한 상태이다, 한편, 발포금속 기능성 개발은, 이들이 가지고 있는 우수한 특성 때문에 군수용으로부터 민수 산업용까지 전분야에 적용이 가능한 소재이므로 수요처를확장하고 있으므로 제품의 균질성, 안정성과 기능성 개발 향상을 위해 지속적이고 체계적인 연구가 필요하다고 생각된다.

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Interfacial Fracture Toughness Measurement of Composite/metal Bonding (복합재료/금속 접착 계면의 파괴인성치 측정)

  • Kim, Won-Seock;Lee, Jung-Ju
    • Composites Research
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    • v.21 no.4
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    • pp.7-14
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    • 2008
  • Prediction of the load-bearing capacity of an adhesive-bonded Joint is of practical importance for engineers. This paper introduces interface fracture mechanics approach to predict the load-bearing capacity of composite metal bonded joints. The adhesion strength of composite/steel bonding is evaluated in terms of the energy release rate of an interfacial crack and the fracture toughness of the interface. Virtual track closure technique (VCCT) is used to calculate energy release rates, and hi-material end-notched flexure (ENF) specimens are devised to measure the interfacial fracture toughness. Bi-material ENF specimens gave consistent mode II fracture toughness $(G_{IIc})$ values of the composite/steel interface regardless of the thickness of specimens. The critical energy release rates of double-lap joints showed a good agreement with the measured fracture toughness. Therefore. the energy-based interfacial fracture characterization can be a practical engineering tool for predicting the load-bearing capacity of bonded joints.

Free Volume Formation in Amorphous Alloys: a Molecular Dynamics Study (비정질 합금의 자유부피 생성기구: 분자동력학적 고찰)

  • Lee, Chang-Myeon;Park, Kyoung-Won;Lee, Byeong-Joo;Shim, Jae-Hyeok;Lee, Jae-Hoon;Lee, Jae-Chul
    • Korean Journal of Metals and Materials
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    • v.46 no.11
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    • pp.701-707
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    • 2008
  • This study examined the creation mechanism of free volume during homogeneous deformation induced by the elastostatic compression at room temperature. Experiments demonstrated that amorphous alloys subjected to the elastostatic compression underwent structural disordering, during which densely packed polyhedra breakdown to form new, loosely packed ones, resulting in the creation of excess free volume. A combination of experiments and molecular dynamics simulations are used to explore fundamental issues on how free volume is created during elastostatic compression.

The Mechanical Properties and Biocompatibility of Functionally Graded Coatings(FGC) of Hydroxyapatite(HA) and Metallic Powders - Functionally Gradient Coatings of Thermal Spray in Air- (Hydroxyapatite (HA)와 금속 분말 경사 코팅의 기계적 특성 및 생체 적합성 - 대기 열용사 경사코팅 -)

  • Kim, Eun-Hye;Kim, Yu-Chan;Han, Seung-hee;Yang, Seok-Jo;Park, Jin-Woo;Seok, Hyun-Kwang
    • Korean Journal of Metals and Materials
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    • v.47 no.1
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    • pp.13-20
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    • 2009
  • This work presents functionally graded coatings (FGC) of hydroxyapatite (HA) and metallic powders on Ti-6Al-4V implants using plasma spray coating method. HA has been the most frequently used coating material due to its excellent compatibility with human bones. However, because of the abrupt changes in thermomechanical properties between HA and the metallic implant across an interface, and residual stress induced on cooling from coating temperture to room temperature, debonding at the interface occurs in use sometimes. In this work, FGC of HA and Ti or Ti-alloy powders is made to mitigate the abrupt property changes at the interface and the effect of FGC on residual stress release is investigated by evaluating the mechanical bond strength between the implant and the HA coating layers. Thermal annealing is done after coating in order to crystallize the HA coating layer which tends to have amorphous structure during thermal spray coating. The effects of types and compositional ratio of metallic powders in FGC and annealing conditions on the bond strength are also evaluated by strength tests and the microstructure analysis of coating layers and interfaces. Finally, biocompatibility of the coating layers are tested under ISO 10993-5.