• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.117-117
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• 2017

오스테나이트계 스테인리스강의 기계적 특성 향상을 위해 열화학적 표면처리 방법으로 공정 후 재료의 변형이 없고 친환경적인 플라즈마 이온질화 기술이 널리 사용되고 있다. 특히 대략 $450^{\circ}C$이하에서 플라즈마 이온질화 처리 시 S상이라 불리는 expanded austenite 생성에 기인하여 내식성이 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 이전의 연구 결과 증류수, HCl, $H_2SO_4$ 등의 실험 용액에 따라 동일한 공정 온도에 대하여 다른 부식 특성을 나타냈으며, 내식성이 확보되는 온도 또한 다른 결과를 얻었다. 이처럼 적용 환경에 따라 다른 부식 경향을 보이고 있으나, 해양 환경에 사용될 해수에서의 부식 저항성에 대한 명확한 규명은 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 해양환경에 보편화되어 있는 오스테나이크계 스테인리스강을 선정하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 전기화학실험을 통해 온도 변화에 따른 부식 특성을 분석하였다. 플라즈마 이온질화는 25% 질소와 75% 수소의 비율로 $350{\sim}500^{\circ}C$의 온도 조건에서 10시간 동안 처리하였다. 플라즈마 이온질화 처리 후 마이크로 경도 계측과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석을 통해 온도 변화에 따른 금속 표면에 형성된 질화물의 기계적 조직학적 특성을 분석하였다. 또한 모재 및 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리된 재료에 대하여 $2{\times}2cm$(노출면적 $1cm^2$) 시편을 제작하여 전기화학적 부식 실험을 수행하여 부식 특성을 상호 비교 분석하였다. 전기화학적 부식 실험은 침적실험, 동전위 양극 음극 분극 실험을 실시하여 전위 변화에 따른 전류밀도 추이를 분석하여 부식 경향을 파악하였다. 그리고 전기화학 실험 후 손상부의 SEM 관찰과 손상 깊이 분석 및 무게 감소량 계측을 통한 종합적인 분석을 통해 온도-부식 경향의 상관관계를 규명하였다. 또한 분극 실험 후 타펠 외삽법으로 부식전위와 부식전류밀도를 구하여 미처리된 재료 및 플라즈마 이온질화 온도 변화에 따른 상대적 부식 속도를 예측하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1-5
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• 2000

본 연구에서는 옥내 조명으로 널리 사용되고 있는 형광등용 안정기의 화재위험성을 분석하였다. 안정기권선을 실체현미경으로 분석한 결과 용융흔을 다수 발견할 수 있었으나, 육안으로 원인 판정은 불가하였다. $700^{\circ}C$ 이상에서 열열화된 안정기 권선은 연신구조(elongation structure)가 없어지고 구리입자의 확대된 형태만 보였다. 단락 권선의 금속현미경 분석에서 경계면을 중심으로 주상조직 및 보이드 성장의 규칙성이 확인된 것으로 보아 전기적인 단락이 층간에 일어났음이 증명되었다. SEM을 이용한 미세구조 분석에서 용융된 부분이 확인되었다. EDX를 이용한 스펙트라 분석에서 Cu의 구성요소인 CuL 및 CuK liness 뿐만 아니라 OK line이 고르게 관측되고 있다. 이것은 재결합 과정에서 산소가 반응에 참여했음을 의미한다.

• 보존과학회지
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• 제33권3호
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• pp.155-165
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• 2017

공공 예술 조각품과 야외 조형물에 대한 관심과 함께 미술품 보존 관리의 중요성이 높아지고 있다. 야외 조각작품의 경우, 장기간 대기 중에 노출되어 대기오염물과 자연재해 등의 이유로 부식과 열화 등의 손상이 발생하게 되는데, 국립현대미술관 야외조각공원에 전시중인 김찬식의 '정' 역시 부식으로 인해 작품표면의 파티나층이 손상되었다. 따라서 상태조사, 표면연마, 재파티네이션, 왁스코팅 등의 보존처리를 진행하였으며, 그 결과 원형에 가까운 복원을 이룰 수 있었다. 작품의 재질특성에 대한 분석 결과, 구리, 주석, 아연, 납으로 주조된 미술 공예용 청동임을 확인하였다. 작품 표면연마 후 관찰되는 용접, 균열, 밝은 얼룩의 재질 특성 중, 용접부위는 바탕금속보다 구리를 제외한 나머지 주요원소의 함량이 비교적 적은 경향을 보였으며, 밝은 얼룩은 주석과 납의 함량이 13.0 wt%, 10.5 wt%로 바탕금속(주석: 7.0 wt%, 납: 4.4wt%)보다 높게 측정되었다. 또한 미세조직 관찰결과, 작품의 제작은 열처리를 비롯한 인위적인 가공이 가해지지 않은 주조기법이 사용된 것으로 추정되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.173-180
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• 2013

벌레 모양 흑연철로 알려진 강화흑연강(CGI)은 주철보다 더 강하고 더 가벼운 것이 요구되는 응용제품에서 인기를 얻고 있는 금속이다. 최근 강화흑연강 디젤엔진 블록에 사용되고 있다. 본 연구에서는 디젤엔진의 배기 매니폴드에 사용되는 것을 고려하여, 873~1273 K에서 1~96 시간 열처리를 실시하여 CGI340의 기계적 특성을 평가하였다. 열처리를 실시한 시험편의 인장강도는 모재에 비하여 전체적으로 낮은 인장강도를 나타내었다. 열처리 시간이 증가할수록 인장강도가 감소하였으며, 열처리 온도가 높고 시간이 길어질수록 더 많이 감소하였다. 초음파 피로시험에 의한 피로한도는 모재는 약 130 MPa, 1173 K(96 hrs) 시험편은 약 100 MPa을 나타내었다. 경도는 열처리 시간이 증가할수록 감소하였으며, 열처리 온도가 높을수록 경도의 분포가 낮아졌다. 그리고 CGI340에 분포하는 구상흑연의 평균경도는 120 Hv, 벌레 모양 흑연의 평균경도는 114 Hv로 기지조직인 페라이트보다 낮은 경도를 나타내었다. 열처리 온도 및 시간에 따라서 구상흑연 및 벌레 모양 흑연에 대한 변화는 일정하지 않지만, 열처리 시간이 길어짐에 따라 기지조직의 결정립이 커지는 것을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.323-330
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• 2019

500 MW 표준 석탄화력발전소는 국내에서 가장 큰 용량의 규격화된 발전소로써 20년 넘게 국내 전력생산에 중추적인 역할을 수행하고 있다. 장기간 사용으로 인한 경년 열화와 더불어 최근 석탄화력발전소의 대기오염 문제가 대두되면서 석탄화력발전소 가동률 제한 정책에 따른 잦은 기동·정지에 의해 발전 설비의 고장 확률이 증가하고 있다. 그 중 증기 배관은 보일러에서 만들어진 고온·고압의 증기를 전력생산을 위해 터빈으로 이송시키는 중요한 역할을 하는 설비로 최근 국내 대용량 발전소 증기 배관의 고장 사례가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 500 MW 표준 석탄화력발전소 주증기배관 연결 용접부에 반복적으로 발생된 손상에 대해 손상 해석을 수행하였다. 동일 규격의 타 발전소에서 발생될 수 있는 고장의 사전 예방을 위해 균열부 금속 조직 분석과 배관 응력 해석을 통해 배관 지지 구조에 의한 고 응력에 의해 발생된 원인을 규명하고 고 응력부 응력 저감을 위한 지지 구조 개선 방안을 제시하였다.