• Title/Summary/Keyword: 금속 시편

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Stress - Strain Curve를 이용한 W-C-N 확산방지막의 물성 특성 연구

  • Lee, Gyu-Yeong;Kim, Su-In;Park, Sang-Jae;Lee, Dong-Gwan;Jeong, Yong-Rok;Jeong, Jun;Lee, Jong-Rim;Lee, Chang-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.172-172
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    • 2011
  • 현대 반도체 금속배선 연구에서는 기존에 쓰이던 Al (Aluminium) 금속배선 대신에 Cu(Copper) 금속배선 연구가 진행 되고 있다. Cu는 Al 보다 비저항이 낮고, 녹는점도 Al보다 높다는 장점이 있지만 저온에서 기판인 Si (Silicon) 과 반응하고 접착력이 우수하지 못 하다는 단점이 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 확산방지막을 기판과 금속배선 사이에 삽입하는 방법이 제시 되었다. 확산방지막으로는 기존에 쓰이던 Ti (Titanium) 계열의 확산방지막과 W (Tungsten) 계열의 확산방지막이 있다. 이번 연구에서는 W 계열의 확산방지막에 불순물 C (Carbon), N(Nitrogen)을 첨가한 W-C-N 확산방지막 시편을 제조하였고, N2의 비율을 변화시키며 $600^{\circ}C$ 열처리를 하였다. 실험 결과 질소의 포함 농도에 따라 확산방지막의 안정도가 변화한다는 결과를 얻었으며, 질소 첨가량에 따라 시편의 표면 보다는 시편의 중간층의 물성 변화율이 큰데 이는 시편 표면의 질소는 열처리 중 확산에 의한 시편과의 분리 현상이 일어나지만 시편의 중간층은 trap현상에 의하여 시편에 남아있어 질소의 영향을 받아 시편의 중간층이 더욱 질소 유량에 따른 영향이 큰 것을 확인하였다. 이 결과로부터 W-C-N 박막은 첨가된 질소의 유량에 따라 박막의 안정도가 결정된 다는 것을 알았다. 본 연구에서 시편은 rf magnetron sputtering 방법으로 제작하였고 연속압입 실험은 Hysitron사의 Triboindenter를 이용하였다. Indenting에 사용된 압입팁은 Berkovich tip을 사용하였다.

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다상 금속재료의 EBSD 분석

  • Gang, Ju-Hui;Kim, Su-Hyeon;Park, Chan-Hui
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.106.1-106.1
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    • 2012
  • EBSD(Electron BackScattered Diffraction)분석은 주사전자현미경에서 관찰되는 비교적 넓은 영역의 결정 방위를 측정하여 집합조직을 해석하는 동시에 결정 방위의 변화를 기준으로 결정립계를 구분 지어 미세조직의 정량 분석도 가능하기 때문에 많은 연구자들이 사용하고 있다. 그러나 EBSD의 Kikuchi 패턴은 시편 표면으로부터 30~50nm 깊이 범위의 표면층으로부터 방출되기 때문에 EBSD 분석 결과는 시편의 표면 처리 상태에 크게 영향을 받아 적절한 시편준비법이 요구된다. 시편 준비 과정 중에 생기는 변형층, 산화층이나 오염층이 10nm 이내로 제어되지 못하면 명확한 패턴을 얻지 못하여 분석이 어려운 경우가 많으므로, 시료의 절단과 연마 과정 중에 변형층을 되도록 적게 만들고 표면의 산화나 오염을 최대한 방지해야 한다. 또한 EBSD 분석 특성상 시편을 70도로 기울이기 때문에 시편의 요철이 심하면 볼록한 영역에 의해 오목한 영역의 패턴이 가려져 결정방위 정보를 얻기 힘들다. 이런 이유로 시편을 최대한 평평하게 하고 요철이 생기지 않게 시편 준비를 하는 것이 관건이다. 금속재료의 EBSD 시편준비법으로는 일반적으로 기계적 연마법과 전해연마법이 주로 쓰인다. 경한 석출물이나 개재물이 연한 기지에 분산되어 있는 시편이나 이종 소재 접합재의 경우는 전해연마법을 사용하면 특정 상(혹은 합금)이 먼저 연마되어 큰 단차가 생기거나 석출물에 의해 요철이 심해져서 정량적인 EBSD 분석이 어렵게 된다. 이 연구에서는 시편 준비가 어렵다고 알려진 다상 금속재료에서의 EBSD 분석 사례를 소개한다. Ti-6Al-4Fe-0.25Si 시효처리합금, 알루미늄 기지 복합재료, 마찰교반용접한 알루미늄-타이타늄합금의 EBSD 시편준비법과 그 분석 결과를 고찰한다.

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Oxidation Behavior of STS Series at High -Temperature/Stagnation/Oxidizer-Rich Environment (고온/정체/산화제 과잉 환경에서 STS 계열의 산화 거동)

  • Shin, Donghae;Lee, Seongmin;Lee, Hijune;Ko, Youngsung;Kim, Seonjin;So, Younseok
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.843-848
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    • 2017
  • Metal exposed to high temperature/high pressure/oxidizer-rich environment may cause rapid oxidation(ignition and combustion). In this study, a DC power supply test system that controls the temperature of specimen by supplying power to the specimen was constructed and after simulating the high temperature/stagnation/oxidizer-rich environment, the metal oxidation and ignition of STS series metal materials were evaluated. As a result, we was confirmed that the deformation (discoloration) of the selected material, the change in the surface roughness and the peeling of the metal surface were observed, and that the weight and the specimen thickness were changed. The most oxidized specimen was STS 304 and the less oxidized specimen was XM-19.

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A Study on Corrosion of the HFC-125 fire extinguishing agent for Metal and Non-Ferrous Metal (HFC-125 소화약제의 금속 및 비철금속 부식성 평가에 관한 연구)

  • Lee, Chang-Woo;Ham, Eun-Gu;Yoo, Ju-Yeol;Seo, Sang-Hun;Kim, Gin-Sung;Cho, Yong-Sun
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.271-274
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    • 2016
  • 본 논문에서는 오존층 파괴 및 지구 온난화에 악영향을 미치는 할로겐화합물 소화약제를 대체하여 개발된 청정소화약제인 할로겐화합물 청정소화약제(Halocarbon clean agent)의 열분해 생성물(thermal decomposition products)의 영향에 평가하고자 한다. 이를 위해 할로겐화합물 청정소화약제인 HFC-125가 화원 크기의 변화에 따른 열분해 생성물의 미치는 영향을 측정하기 위해 소화시험을 실시하였고 금속(철), 비철금속(구리), 유리 시편의 부식성과 전자부품(SD-Card) 작동여부를 평가 하였다. 금속 및 비철금속 시편의 부식성을 측정하기 위해 디지털 카메라를 통해 이미지를 촬영하고 그래픽 편집 소프트웨어를 이용하여 채도(saturation)를 측정하여 부식성의 정도를 분석하였다. 금속, 비철금소, 유리 시편의 부식성 분석 결과, 화원의 크기가 증가할수록 금속 및 비철금속의 부식성이 증가하였다. 즉, 화원의 크기(fire size)에 따라 열분해 생성물질도 증가하여 금속 및 비철금속의 부식을 증가시키는 것으로 사료된다.

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The fracture resistance of heat pressed ceramics with wire reinforcement (금속선 강화에 따른 열 가압 도재의 파절저항)

  • Jo, Deuk-Won;Dong, Jin-Keun;Oh, Sang-Chun;Kim, Yu-Lee
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.47 no.2
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    • pp.191-198
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    • 2009
  • Statement of problem: Ceramics have been important materials for the restoration of teeth. The demands of patients for tooth-colored restorations and the availability of various dental ceramics has driven the increased use of new types of dental ceramic materials. Improved physical properties of theses materials have expanded its use even in posterior crowns and fixed partial dentures. However, ceramic still has limitation such as low loading capability. This is critical for long-span bridge, because bridge is more subject to tensile force. Purpose: The wire reinforced ceramic was designed to increase the fracture resistance of ceramic restoration. The purpose of this study was to evaluate the fracture resistance of wire reinforced ceramic. Material and methods: Heat pressed ceramic(ingot No.200 : IPS Empress 2, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein) and Ni-Cr wire(Alfa Aesar, Johnson Matthey Company, USA) of 0.41 mm diameter were used in this study. Five groups of twelve uniform sized ceramic specimens(width 4 mm, thickness 2 mm, length 15 mm) were fabricated. Each group had different wire arrangement. Wireless ceramic was used as control group. The experimental groups were divided according to wire number and position. One, two and three strands of wires were positioned on the longitudinal axis of specimen. In another experimental group, three strands of wires positioned on the longitudinal axis and five strands of wires positioned on the transverse axis. Three-point bending test was done with universal testing machine(Z020, Zwick, Germany) to compare the flexural modulus, flexural strength, strain at fracture and fracture toughness of each group. Fractured ceramic specimens were cross-sectioned with caborundum disc and grinded with sandpaper to observe interface between ceramic and Ni-Cr wire. The interface between ceramic and Ni-Cr wire was analyzed with scanning electron microscope(JSM-6360, JEOL, Japan) under platinum coating. Results: The results obtained were as follows: 1. The average and standard deviation in flexural modulus, flexural strength and fracture toughness showed no statistical differences between control and experimental groups. However, strain was significantly increased in wire inserted ceramics(P<.001). 2. Control group showed wedge fracture aspects across specimen, while experimental groups showed cracks across specimen. 3. Scanning electron microscopic image of cross-sectioned and longitudinally-sectioned specimens showed no gap at the interface between ceramic and Ni-Cr wire. Conclusion: The results of this study showed that wire inserted ceramics have a high strain characteristic. However, wire inserted ceramics was not enough to use at posterior area of mouth in relation to flexural modulus and flexural strength. Therefore, we need further studies.

Damage Characteristics of Metal Specimens by Formaldehyde (포름알데히드에 의한 금속시편의 손상 특성)

  • Kim, Myoung Nam;Lim, Bo A;Lee, Sun Myung
    • Journal of Conservation Science
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    • v.31 no.3
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    • pp.287-298
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    • 2015
  • The formaldehyde is damage to the metal are known universally. However, the quantification of the damage level and degree of damage is not clear. This study was conducted to test the following steps using a gas corrosion tester, and then evaluated by the optical, chemical and physical measurement. First, it was confirmed the damage level of the metal specimen(silver, copper, iron, lead, brass) by the formaldehyde(0.5, 1, 10, 100, 500ppm). Second, weighted damage to the metal specimens were tested according to the temperature and humidity conditions under damage levels. Third, the damage of accelerated degradation metal specimens were examined under damage levles. As a result, at 500ppm / day, the optical, chemical and physical damage of lead have been identified, the optical damage of all metals are was observed. The optical damage of some specimens were weighted in $25^{\circ}C-50%$, $30^{\circ}C-50%$. Chemical damage to the lead specimen is 2.8 times, 1.3 times were weighted in $30^{\circ}C-80%$, $25^{\circ}C-80%$. Referring to formate ion concentration of the accelerated degradation metal, corrosion products of iron and brass were actived the reaction of the formaldehyde gas, oxide film of lead was blocked the reaction of formaldehyde gas.

A Study for Physical Properties and Corrosion for Metals after Softening of Wood (포화염수 삶음 처리가 목재의 물리적 특성 및 금속 부식에 미치는 영향)

  • Park, Jin Young;Kim, Soo Chul
    • Journal of Conservation Science
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    • v.35 no.6
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    • pp.621-630
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    • 2019
  • A woodblock softening process using saltwater was investigated in order to reduce the cracks and distortion caused by the woodblock-making process and to make the woodblock softer and sculpturing easier. Although anatomical studies of woodblocks have been ongoing for years, little work has been done on softening treatments using natural materials. Hence, the purpose of this paper is to investigate the change in the physical properties of wood treated with saturated brine and the effect of salt on metal nails found embedded in woodblocks. After boiling for twelve h each in water and saturated brine, the saltwater-boiled specimens have longer drying times than the water-boiled specimens. Further, it was observed that salt particles penetrated the cells in the wood. As a result of exposing the copper and iron nails, which were stuck in each specimen, to a high humidity environment, the weight of the saltwater-boiled specimens increased due to the hygroscopicity of the salt. Corrosion of the nails also occurred. This result is similar to the problem that appears on the edge of a woodblock. In conclusion, it was shown that salt in the wood cells affects the corrosion of metal embedded in the wood.

Experimental Evaluation of Weathering Performance for Duplex Coating Systems Combining Thermal Spraying Metals and Painting (금속용사와 도장의 복합피복방식법에 대한 실험적 내후성능평가)

  • Kim, In Tae;Jun, Je Hyong;Cha, Ki Hyuk;Jeong, Young Soo;Ahn, Jin Hee
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.28 no.5
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    • pp.373-382
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    • 2016
  • Painting or thermally sprayed metal coating is often used in corrosion protection of steel structures. In recently, duplex coating system which combines thermally sprayed metals with paint is selected as a new generic type of coatings on steel structures under the highly corrosive environments. In this study, the structural steel specimens were surface treated, thermally sprayed with zinc, zinc-15%aluminum alloy, aluminum and aluminum-5%magnesium alloy, and finally sealing or painted with acrylic urethane. And as a reference specimens, steel specimens were painted with acrylic urethane after surface treatment. Circular defects with 1.0, 3.0 and 5.0 mm in diameters and line defect with 2.0 mm width, which reach the steel substrate were created on all specimens. The specimens were exposed into an environmental testing chamber controlled by the ISO 20340, which is a laboratory cyclic accelerated exposure test condition of spraying/UV/low temperature, for up to 175 days. Based on the corrosion tests, corrosion deterioration from the initial defects were evaluated and weathering performance of the specimens are compared.

여러가지 부식용액으로부터 동일두께의 산화막을 갖는 Zircaloy-4의 임피던스 특성분석

  • 김선재;김경호;백종혁;최병권;정용환;정연호;국일현
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.136-141
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    • 1998
  • 재결정된 Zircaloy-4 합금을 35$0^{\circ}C$ 의 여러가지 알칼리 금속 수산화물 수용액에서 부식시켜 동일한 무게증가량을 갖도록 조절한 뒤, 1M H$_2$SO$_4$ 용액에서 그 시편에 대한 임피던스 특성을 분석하였다. LiOH, NaOH, KOH 순서로 알칼리 금속의 이온반경이 클수록 수소이온의 이동에 대한 임피던스가 증가함에 따라 산화막을 통한 수소이온의 흡수가 점차로 어려워졌다. 이것은 Zr$^4$$^{+}$와 이온반경이 비슷한 알칼리 금속 수용액 조건에서 얻은 부식시편은 open grain boundary 와 equiaxed microstructure의 산화막을 갖기 때문이었고, 반면에 Zr$^4$$^{+}$와 이온반경의 차이가 큰 알칼리 금속 수용액 조건에서 얻은 부식시편은 compact 한 columnar microstructure의 산화막을 갖기 때문인 것으로 생각된다.

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고속로용 U-10Zr 금속핵연료 노내 조사시험 : I. 핵연료시편 저조 및 노외 특성시험

  • Lee, Chan-Bok;Lee, Byeong-Ho;Hwang, Wan;Son, Dong-Seong;Zabudko, L.
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.285-290
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    • 1998
  • KALIMER 고속로의 기본 핵연료인 U-l0Zr 핵연료봉의 노내 성능시험을 위해, 러시아의 BR-10 연구용 고속원자로에서 핵연료노내조사 Program이 1997년부터 수행되고 있다. 1 차년도에는 핵연료 시편의 설계 및 제조와 금속합금 핵연료의 균질도, 밀도, 열전도도 등의 노외 특성 시험이 수행되었다. U-l0Zr 핵연료심은 Arc 용해로 제조되었는데, 합금의 구성 원소들은 비교적 균일하게 분포되었다. 핵연료 시편은 2 개가 제작되었는데, BR-10 원자로에서 각각 연소도 1.08 % 및 2.15 %까지 연소된 후, 조사 후 검사가 수행될 것이다. 금속핵연료는 대개 낮은 연소도에서 급격한 변화틀 보이기 때문에, 본 핵연료 노내조사시험 Program의 결과는 금속핵연료봉의 성능해석 모델 개발에 활용될 수 있을 것이다.

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