• 제목/요약/키워드: 금속 합금

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하남시 춘궁동 출토 청동현향로(靑銅懸香爐)의 제작기술과 보존처리 (Conservation of a Bronze Incense Burner from Chungung-dong, Hanam)

  • 정수빈;박학수
    • 박물관보존과학
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    • 제16권
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    • pp.32-45
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    • 2015
  • 청동현향로(靑銅懸香爐)는 1971년 경기도 하남시 춘궁동에서 발견된 고려시대의 향로이다. 유물의 표면에는 점토가 두껍게 고착되어 있으며, 부식으로 인해 청동병과 다수의 균열이 존재하고 일부분이 결손되어 취약한 상태였다. 청동현향로의 안정한 보존과 전시를 위해 표면에 고착된 이물질을 제거하고 취약한 재질을 강화하였고, 균열부위와 결손부위는 직조유리섬유로 보강하고 에폭시 수지로 복원하였다. 제작기술을 규명하기 위해 성분 분석과 미세조직을 관찰하였다. 성분분석 결과, 몸체, 귀, 고리, 뚜껑, 꼭지부위는 주성분이 Cu-Sn-Pb인 3원계 청동합금으로 주조하였고, 몸체와 귀는 구리의 함량이 높은 구리못으로 고정하였음을 확인하였다. 미세조직은 α상이 대부분이며 Cu와 S이 주성분인 비금속개재물이 존재한다.

초내열합금 wide-gap 브레이징부의 미세조직 및 기계적 성질 변화에 미치는 첨가금속분말의 영향 (Effect of Additive Powder on Microstructural Evolutions and Mechanical Properties of the Wide-gap Brazed Region in IN738 superalloy)

  • 김용환;권숙인;변재원;이원식
    • 한국재료학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.399-407
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    • 2005
  • The effect of IN738 additive powder on microstructure and mechanical properties of the wide-gap region brazed with BNi-3 filler metal powder was investigated. The wide-gap brazing was conducted in a vacuum of $2\times10^{-5}torr\;at\;1200^{\circ}C$ with various powder mixing ratios of additive to filler powders. The microstructures of the wide-gap brazed region were analyzed by SEM and AES. The region brazed with only BNi-3 filler metal powder had a microstructure consisted of proeutectic, binary eutectic and ternary eutectic structure, while that brazed with a mixture of IN738 additive powder and BNi-3 filler metal powder had a microstructure consisted of IN738 additive powder, binary eutectic of $Ni_3B-Ni$ solid solution and (Cr, W)B. The fracture strength of the wide-gap brazed region was about 680 MPa regardless of the additive powder mixing ratios. Cracks were initiated at the (Cr, W)B and binary eutectic of $Ni_3B-Ni$ solid solution, and propagated through them in the wide-gap brazed region, which lowered the fracture strength of the region.

${Fe_3}Al-4Cr$ 합금의 고온산화 (High Temperature Oxidation of ${Fe_3}Al-4Cr$ Alloys)

  • 김기영;이동복
    • 한국재료학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.34-38
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    • 2001
  • Fe-28%Al($Fe_3Al$)과 Fe-28%Al-4%Cr($Fe_3Al-4Cr$) 금속간화합물을 대기중 1073, 1273, 1473k의 온도에서 최고 17일까지 장시간 산화시켰다. $Fe_3Al-4Cr$의 산화저항은 근본적으로 $Fe_3Al$과 거의 비슷하거나, 약간 우수하였다. $Fe_3Al$ 위에 형성된 산화물은 거의 순수한 ${\alpha}-AL_2O_3$로만 구성되어 있었으며, $Fe_3Al-4Cr$ 위에 형성된 산화물은 약간의 Fe와 Cr 이온이 고용된 ${\alpha}-AL_2O_3$로 구성되어 있었다. 외부산화막을 형성하기 위해 모재원소의 외부확산에 의해 산화물-모재 계면에는 Kirkendall 기공이 존재하였다. $Fe_3Al(-4Cr)$ 표면에 형성된 산화막은 1273k가지는 비교적 얇고 치밀하였으나, 1473k에서 산화막의 박리와 함께 상대적으로 큰 무게증가가 발생하였다.

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TiNi/A16061 형상기억복합재료의 미세조직 및 피로특성에 관한 연구 (A Study on the Microstructure and Fatigue Properties of TiNi/A16061 Shape Memory Composite)

  • 윤두표;박영철;김순국;이준희;이규창
    • 한국재료학회지
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    • 제8권11호
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    • pp.993-998
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    • 1998
  • 본 연구는 형상기억합금을 이용하여 제조한 신소재 중의 하나인 형상기억복합재료를 소개하고자 한다. 이 복합재료는 TiNi 섬유의 형상기억효과로 금속복합재료의 취약점이라 할 수 있는 기지와 섬유간의 열팽창차이로 인한 인장잔류응력을 제거하고 기지내에 압축잔류응력을 발생시켜 높은 인장강도를 갖는다. 따라서 본 연구에서는 용탕단조법으로 복합재료를 제조한 후 미세조직을 관찰하고 TiNi 섬유의 역변태온도 이상에서 피로실험을 수행하여 복합재료의 피로특성을 검토하였다. 이 결과 363K에서의 피로균열전파제어효과는 섬유체적률과 예변형에 의하여 증가된다.

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금속분말사출성형법으로 제조된 WC-10Co계 초경합금 소결체의 탄소첨가량에 따른 특성변화 (The Characteristic Changes of Sintered WC-10Co Fabricated by PIM Method with Different Carbon Content)

  • 강상대;박동욱;권영삼;조권구;안인섭
    • 한국분말재료학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.262-268
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    • 2011
  • In order to investigate the microstructure and mechanical properties of WC-10 wt% Co insert tool alloy fabricated by PIM (Powder Injection Molding) process, the feedstock of WC-10 wt% and wax used as a kind of binder were mixed together by two blade mixer. After injection molding, the debinding process was carried out by two-steps. First, solvent extraction, in which the binder was eliminated by putting the specimen into normal hexane for 24 hrs at $60^{\circ}C$, and subsequently thermal debinding which was conducted at $260^{\circ}C$ and $480^{\circ}C$ for 6 hrs in the mixed gas of $H_2/N_2$, respectively. Meantime, in order to compensate the decarburization due to hydrogen, 1.2~1.8% of carbon was added to ensure the integrity of the phase. Finally, the specimens were sintered in vacuum under different temperatures, and the relative density of 99.8% and hardness of 2100 Hv can be achieved when sintered at $1380^{\circ}C$, even the TRS is lower than the conventional sintering process.

성남 판교 출토 청동보살상의 제작기법 및 납 원료의 산지추정 (Study on Manufacturing Technique and Lead Provenance of Bronze Bodhisattva from Pangyo-dong Sites in Seongnam)

  • 최미라;조남철;김동민;윤선영
    • 보존과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.231-241
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    • 2013
  • 성남 판교에서 출토된 청동보살상 2점의 제작기법을 알아보기 위해 CT촬영, ICP-AES, 금속현미경, SEM-EDS를 이용하여 분석하였다. 또한 원료의 산지는 TIMS(납동위원소비)를 이용하여 알아보았다. CT촬영결과 2점의 청동보살상 모두 중공식 밀납법을 사용하여 제작되었으며, 내부의 철심을 확인할 수 있었다. 성분 및 미세조직 관찰 결과 두 점 모두 Cu-Sn-Pb의 삼원계 합금으로 열처리를 비롯한 인공적인 가공 없이 주조로 제작되었다. 납동위원소비 분석 결과 2점의 청동보살상은 한반도 남부 경기지괴의 방연석을 사용하여 제작되었을 가능성이 크다.

일방향 응고 재료의 결정립 성장 방향 섭동이 고압터빈 노즐 저주기 피로 수명에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects on Low Cycle Fatigue Life of a High Pressure Turbine Nozzle due to the Perturbation of Crystal Orientation of Grain of DS Materials)

  • 허재성;강영석;이동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권7호
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    • pp.653-658
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    • 2016
  • 가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.

머시영역의 비등방성을 고려한 2성분혼합물의 응고과정 (Solidification Process of a Binary Mixture with Anisotropy of the Mushy Region)

  • 유호선
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.162-171
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    • 1993
  • 본 연구에서는 2성분혼합물의 응고과정해석에 머시영역의 비등방성을 포함시 킬수 있는 모델을 정립하고 실제계산을 수행하여 비등방성이 천이현상 및 조대편석(m- acrosegregation)에 미치는 영향을 보이고자 한다. 이 과정에서 기본 방정식의 변형 을 통한 수치해석의 효율화에 관해서도 취급할 것이다. 해석대상은 비등방성의 효과 가 잘 나타날 수 있으면서 해석은 용이한 2차원 정사각형용기로 선택하였다. 대상혼 합물은 실용적으로 관심있는 금속 합금과 결정구조가 유사하며 물성치가 비교적 잘 확 립된 염화암모늄수용액(NH$_{4}$C1-H$_{2}$O)이다. 특히 아공정염화암모늄수용액은 부력비(buoyancy factor)가 -1.4정도로서 온도와 농도구배에 의한 부력이 크기는 비슷 하지만 작용방향이 반대이기 때문에 이중확산대류의 전형적인 형태를 고찰하기에 편리 한 물질이다.

희토류원소-알루미늄 화합물 $RAI_{2}$의 자기적성질 및 구조 (Magnetic Properties and Structures of Rare earth-Aluminum Compounds $RAI_{2}$)

  • Moo-hee Lee;Seung-wook Um;Tae-kyung Park
    • 한국자기학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.185-190
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    • 1995
  • 희토류-알루미늄 금속합금, $RAI_{2}$ (R ; Lu, Ce, Gd) 를 arc-melt 방법으로 제조하였으며, 이들의 자기적성질 및 전자구조를 초전도양자간섭소자를 이용한 자기감수율 측정으로 연구하였다. $LuAl_{2}$의 자기감수율은 온도에 거의 무관하고 $10.1{\times}10^{-5}$ emu/mol, 크기의 Pauli 자화율을 보였다. 이로부터 얻어진 Fermi 준위에서의 전자상태밀도는 3.2 states/eV/formula unit였다. 한편 $CeAl_{2}$$GdAl_{2}$의 자기감수율은 성장성체의 Curie-Weiss 법칙을 따랐다. 저온에서의 자화곡선은, $CeAl_{2}$의 경우 4 K에서 반강자성적 상전이를 하고 $GdAl_{2}$의 경우 170 K에서 강자성적 상전이를 함을 보였다. 세가지 시료의 현저히 다른 자기적성질은 4f 밴드의 채움이 각기 다름에 기인한다.

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전기영동법에 의한 직접메탄올 연료전지용 Pt-Ru/C 복합촉매 전극제조 및 특성평가 (Fabrication of Pt-Ru/C Composite Catalyst Electrodes by Electrophoresis Deposition Method for DMFC Fuel Cell and their Characteristics)

  • 김정현;송민경;김진우;유연태
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.86.2-86.2
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    • 2011
  • 저온형 연료전지인 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cells, DMFC)는 친환경적인 발전 시스템, 높은 에너지 효율의 장점 때문에 주목을 받고 있으나 연료극의 촉매로 사용되는 금속은 고가의 귀금속인 Pt와 Ru가 요구되어 제조비용이 비싸기 때문에 촉매의 양을 줄이고, 반응 도중 생성되는 CO에 의한 촉매의 피독 문제 등 해결하여야 할 점이 산적해 있어 연료전지 중 촉매의 활성을 높이는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 종래의 MEA의 촉매층 제조공정은 우선 환원석출법에 의해 Pt-Ru/C를 합성하고 Nafion 용액에 혼합하여 Pt-Ru/C 슬러리를 제조한다. 이 방법에서는 carbon sheet에 spray 방법으로 Pt-Ru/C 촉매층이 만들어지기 때문에, Pt-Ru 촉매가 Nafion에 의해 부분적으로 매몰되어 촉매의 전기화학적 활성이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하는 방안으로 펄스전류를 이용하여 Pt-Ru 합금입자를 carbon sheet에 전기화학적으로 담지 시켜 Nafion에 매몰되는 것을 방지하는 펄스전해법 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매의 입자크기가 일반적으로 50~70 nm 이상으 크기 때문에 촉매의 낮은 활성이 문제점으로 야기되고 있다. 본 연구에서는 Pt-Ru/C 촉매층 제조 문제점을 해결하고, 촉매의 전기화학적 활성을 증가시키기 위해서 2~4 nm Pt-Ru 콜로이드를 전해액으로 사용하고, 전기영동법을 이용하여 Pt-Ru 나노 입자를 carbon sheet($1{\times}1cm^2$) 에 담지 시켰다. 전기영동법에서 균일한 Pt-Ru 촉매층의 제조를 위해 전류인가 방법으로는 펄스전류를 사용하였고, 실험변수로는 전해액 pH, duty cycle, 담지시간을 선정하였다. 합성된 Pt-Ru 콜로이드를 TEM분석으로 나노입자의 크기와 분산성 분석하였고, 콜로이드 나노입자의 표면전하 상태를 분석하기 위해 zeta-potential을 분석하였다. Pt-Ru/C의 촉매의 전기화학적 활성을 분석하기 위하여 0.5 M H_2SO_4$ 와 1 M $CH_3OH$ 혼합용액에 CV(Cyclic Voltammetry)실시하였고, carbon sheet 전극 상 Pt-Ru의 분산성 확인을 위하여 FE-SEM분석을 수행하였다.

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