• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.207-207
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• 2013

기존의 그래핀 성장에 관한 연구는 열화학기상증착법(Chemical vapor deposition; CVD)을 이용한다. 그래핀 성장 제어 요소로는 촉매 기판인 전이 금속[Ru, Ir, Co, Re, Pt, Pd, Ni, Cu], 기판 전처리 과정, 수소/메탄 가스 혼합비, 작업 진공 상태, 기판온도[$800{\sim}1,000^{\circ}C$, 냉각 속도 등으로 보고 되고 있다. 그래핀 성장 원리는 Cu 촉매 기판에 메탄 가스를 $1,000^{\circ}C$ 온도에서 분해해서 탄소를 고용 시킨 후 급랭하는 도중에 석출되는 탄소에 의해 그래핀 시트가 형성되는 것으로 알려져 있다. 기존의 CVD를 열원을 이용할 경우 내부 챔버에 생기는 잠열에 의해 cooling profile의 제어가 용이하지 않다. 본 연구에서는 근적외선(Near Infrared; NIR) 열원을 이용한 CVD로 챔버 내부 잠열을 최소화하고, 냉각 공정을 Natural, Linear, Convex cooling type으로 디자인해서 cooling profile 제어가 그래핀 성장에 미치는 영향을 연구 하였다. 이렇게 성장된 그래핀을 임의의 기판(SiO2, Glass, PET film) 위에 습식방법으로 전이 시킨 후, 전기적 구조적 및 광학적 특성을 면저항(four-point probe), 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM), 마이크로 라만 분광법(Micro Raman spectroscopy) 및 광학현미경(optical microscope), 투과도(UV/Vis spectrometer)의 측정으로 잠열이 최소화된 NIR-CVD에서 cooling profile에 따른 그래핀 성장을 평가하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.48.1-48.1
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• 2009

Ti합금은 생체적합성이 우수하여 생체재료로 널리 사용되어 왔으며, 특히 Nitinol로 알려진 Ti-Ni합금은 형상기억특성 및 초탄성특성을 지녀 치열교정용 와이어나 혈관확장용 스텐트 등으로 사용되어 왔다. 최근 Ni과 같은 세포독성 합금원소의 용출가능성이 문제가 되어 Ni을 함유하지 않는 Ti합금이 주목받고 있다. 본 연구에서는 Ti-Nb-Ge 합금의 집합조직과 초탄성 및 기계적 특성의 관계를 고찰함으로써, 사용목적이나 요구특성에 부합되는 가공열처리방법을 도출하고자 하였다. 비소모전극식 진공아크용해장치를 이용하여 Ti-Nb-Ge 합금 버튼을 만들고, 이를 $1000^{\circ}C$에서 30분간 유지 후 얼음물에 급랭처리하였다. 이후 집합조직 제어를 위해 등속압연 및 이속압연의 두가지 방법으로 냉간압연한 후, $850^{\circ}C$에서 30분~2시간까지 열처리하였다. 광학현미경과 투과전자현미경을 이용하여 미세조직을 관찰하고, X-선 회절분석법을 이용하여 집합조직을 분석하였다. 또한 순환식 인장시험을 통해 시편의 초탄성 특성 및 기계적 성질을 평가하였다. 등속압연재는 {001}<110>에서 {111}<110>에 이르는 $\alpha$-fiber가 발달하는 한편, 이속압연재는 {001} 및 {111}가 발달하는 것으로 나타났다. 또한 압연방향으로 <110>이 평행한 집합조직이 발달할수록 초탄성 특성이 높게 나타났다. 이는 응력유기 마르텐사이트 변태 시 $\beta$의 <110>방향이 $\alpha$" <010>방향으로 변할 때 길이가 증가하므로, 시편에 인장방향으로 <110>이 평행한 집합조직이 발달할수록 응력유기 마르텐사이트 변태가 용이해지기 때문인 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.32 no.4
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• pp.341-348
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• 2019

This paper reports the microstructure and electrochemical properties of Si-Al-Fe ternary amorphous alloys prepared by rapid solidification as an anode for lithium secondary batteries. The microstructure was analyzed using XRD and HR-TEM with EDS mapping. In accordance with DSC analysis, annealing was performed to crystallize the active nano-Si in the amorphous alloy. Thus, nano-Si forms (~80 nm) embedded in the matrix alloy, such as $Fe_2Al_3Si_3$, $FeSi_2$, and $Fe_{0.42}Si_{2.67}$, were successfully synthesized. The electrode based on the Si-Al-Fe ternary alloy delivered an initial discharge capacity of approximately $700mAh^{g-1}$, and exhibited a high Coulombic efficiency of 99.0~99.6% from the $2^{nd}$ to $70^{th}$ cycles.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.108.1-108.1
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• 2010

분류층 가스화기는 석탄과 산소(공기) 및 수증기가 반응하여 $1200{\sim}1600^{\circ}C$의 고온, 20~60기압의 고압에서 작동되어 합성가스를 생성하며 합성가스에 포함된 입자 및 황화합물 등을 정제설비를 통하여 정제 후 발전 및 화학원료로 사용한다. 석탄가스화 중 석탄에 포함된 대부분의 회분은 용융슬래그 형태로 가스화기 벽면을 따라 흘러 내려 가스화기 하부의 냉각수조에서 급랭되어 배출된다. 이때 용융슬래그의 원활한 배출을 위해서는 일정범위의 점도를 유지하는 것이 필요하다. 슬래그의 점도는 가스화기 온도 및 Ash의 조성에 따라 크게 변하며 가스화기 설계 및 운전 시 매우 중요한 변수이다. 따라서 최적의 설계 및 운전을 위해서는 Ash의 점도예측이 중요하며, 분류층 가스화기내부에서 Ash 점도 예측을 위한 DooVisco 프로그램을 개발하였다. DooVisco는 가스화기 내부에서 슬래그 용융온도 및 온도별 점도, 가스화기 최소 운전온도 및 석회석 투입 효과 분석뿐만 아니라 석탄의 혼합 사용 시의 특성 예측도 가능하도록 개발되었다. DooVisco는 슬래그 주요 4성분인 SiO2, Al2O3, CaO, FeO 성분에 대한 Phase Diagram을 이용하여 1차적으로 슬래그용융온도(Liquidus Temperature)를 예측하고, 주요 4 성분 외에 Na2O, MgO, K2O, TiO2 등을 고려한 Kalmanovich Model을 이용하여 점도를 예측한다. 최종적으로 슬래그 용융온도와 점도를 활용하여 분류층 가스화기 운전가능 온도범위를 예측한다. 개발된 DooVisco를 활용하여 300MW급 실증 IGCC 플랜트에 사용가능성이 있는 석탄을 대상으로 슬래그의 용융온도 및 점도 등을 예측하였으며 최적 운전을 위한 슬form점도 조절용 Flux인 석회석 투입량 등을 평가하였다. 평가 결과 슬래그 용융온도가 $1700^{\circ}C$ 이상으로 석회석 투입이 필요하다고 판단되었다. 약 가스화기 내부 온도를 $1500^{\circ}C$ 정도에서 원활한 운전을 위해서는 석탄 대비 약 10% 내외의 석회석 투입이 필요할 것으로 평가되었다. DooVisco는 분류층 가스화기 설 계시 가스화기 최적 운전 온도 설정 및 Flux 투입필요성, 종류, 투입량 선정에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 플랜트 운전시 석탄의 탄종 적합성 등을 판단하는데 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.27 no.2
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• pp.97-104
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• 2007

An investigation has been made on the relationship between characteristics of Acoustic Emission (AE) signal in welding flaw and the stress corrosion defect in-service for the high pressure pipe steel. In order to tackle the problem of welding flaw in high pressure pipe, specimens were made by the aid of the application of both corrosion liquid usage and a quenching method after local heating. The amplitude of signal was $60{\sim}75\;dB$ in the territory which is suspected for defect, and the specimens which only have welding flaw showed gradients of 0.034, 0.034, 0.035. Moreover, there is a certain increase in gradient even though the differences are very slight. That is, corrosion specimens showed new gradients of 0.040, 0.039, 0.041 which put welding flaw and corrosion mechanism together. After pressurizing 3 minutes, AE signal has been detected from welding flaw easily in each part of the section. It is possible to predict the occurrence and also prevent the damage of stress corrosion crack which has characteristics of cleavage fracture.

• Journal of Conservation Science
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• v.25 no.4
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• pp.411-420
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• 2009

A series of scientific analyses, including ICP-AES, microstructure, and TIMS, were carried out on 5 bronze spoons among 14 bronze artifacts excavated from the Ok-dong site in Andong, North Gyeongsang Province. The results of analysis showed that the bronze spoons were formed from an alloy of no more than 75% Cu and 21~23% Sn, placing it in the category of brassware, with trace elements such as Pb, Fe, and Zn. In particular, plumbum Pb contents of which traces of 0.04% were found, appears to have been added as an impurity during smelting. The microstructure of the bronze spoons suggests that the casting process involved using a spoon-shaped hollow mold, followed by an ropid-cooling process after the shape was perfected at approximately $586^{\circ}C$. After comparison of data measured from thermal ionization mass spectrometry (TIMS) of galena from Korea, China, and Japan, it appears that the raw materials for the bronze spoons included galena (lead sulfide) produced from the southern part of China.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.116-116
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• 2009

마그네슘 합금은 구조용으로 사용 가능한 금속 재료 중 가장 가벼운 소재이며, 동시에 비강도 및 비강성과 같은 기계적 특성이 우수하여 알루미늄 합금의 뒤를 이을 차세대 경량 재료로써 주목을 받고 있다. 더욱이 석유자원의 대부분을 소비하고 있는 운송기기 분야에서는 경량화를 통한 연비향상과 배출가스 저감이 가장 큰 과제이며, 이 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 최경량 소재인 마그네슘 합금의 사용량은 더욱 증가할 것으로 기대된다. 한편 기존의 마그네슘 합금 관련 연구는 새로운 합금의 개발에 치우쳐 있었으며, 상대적으로 이들 합금을 활용하기 위한 가공기술, 특히 용접에 대한 연구는 아직까지 많이 부족한 실정이다. 이는 철강재와 비교하여 마그네슘 합금의 고유물성이 용접의 관점에서는 상당히 열악하기 때문으로, 마그네슘은 융점 및 비점은 낮은 반면, 증기압과 열전도율은 높고 표면장력 및 점성은 낮은 특성을 가지고 있다. 그러므로 타 공법에 비해 상대적으로 입열이 적고 고속용접이 가능한 레이저의 적용이 최적으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 Nd:YAG 레이저를 사용하여 압연판재로 상용화되어 있는 AZ31B 마그네슘 합금의 맞대기 용접성을 조사하였으며, 용접부의 미세조직과 용접조건에 따른 용접부의 기계적 특성을 비교 및 검토하였다. 용접부의 기계적 특성은 인장 및 경도시험을 통해 평가하였다. 그 결과 레이저 출력 1.2kW를 적용한 경우에 안정적인 강도를 얻을 수 있었으며 레이저 출력 1.5kW, 용접속도 80mm/sec의 조건에서 모재 인장강도 대비 103% 그리고 연신율 대비 47.1%의 최적의 결과가 얻어졌다. 또한 용접부의 경도는 모재와 동등하거나 다소 높은 수준이었다. 이는 용접시 용접부내 잔류하는 알루미늄에 의한 고용 강화 효과와 금속간화합물의 석출 빈도 증가, 그리고 레이저 용접의 특징인 급열급랭 공정에 기인한 결정립 미세화의 영향 때문으로 사료된다. 한편 용접부 미세조직을 관찰한 결과, 열영향부의 존재는 두드러지지 않았으며 용융경계부에서는 주상정이, 그리고 용접부 가운데에서는 등축정이 관찰되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.9
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• pp.597-603
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• 2017

In this study, experiments were conducted on the MFB(minimum film boiling) point of highly heated vertical metal rod quenched in aqueous surfactant solution at various temperature conditions. The aqueous Triton X-100 solution(100 wppm) and pure water were used as the liquid pool. Their temperatures ranged from $77^{\circ}C$ to $100^{\circ}C$. A stainless steel vertical rod of initial center temperature of $500^{\circ}C$ was used as a test specimen. In both liquid pools, as the liquid temperature decreased, the time to reach the MFB point decreased with a parallel increase in the temperature and heat flux of the MFB point. However, over the whole present temperature range, in the aqueous Triton X-100 solution, the time to reach the MFB point was longer, while the temperature and heat flux of the MFB point were reduced when compared with pure water. Based on the present experimental data, this study proposed the empirical correlations to predict the MFB temperature of a high temperature vertical metal rod in pure water and in aqueous Triton X-100 solution.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.15 no.3
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• pp.252-261
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• 1995

The purposes of this study were to investigate the microstructural changes in alloy ribbons of Al-Fe-Mo-Si quarternary system at $450{\sim}500^{\circ}C$, and to study the coarsening mechanism of fine precipitates. Using the hot stage in TEM, in situ microstructural changes in Al-4Fe-0.5Mo-1.5Si alloy ribbon and Al-8Fe-2Mo-1.5Si alloy ribbon have been examined successively up to 60 hours at $450^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$. Cell structure in zone B of Al-4Fe-0.5Mo-1.5Si alloy ribbon was observed to collapse even in 10 minutes by in-situ heating at $450^{\circ}C$ and the size of precipitates in zone B increased twice in 60 hours. The precipitates in zone A of Al-4Fe-0.5Mo-1.5Si alloy ribbon showed slower coarsening rate than those in zone B by in-situ heating at $450^{\circ}C$. The precipitates in zone A of Al-8Fe-2Mo-1.5Si alloy ribbon increased 50% by in-situ heating at $500^{\circ}C$ in 50 hours compared to the initial precipitates while any microstructual change in zone B was not observed by in-situ heating at $500^{\circ}C$ up to 50 hours. Only the precipitates in zone A of Al-4Fe-0.5Mo-1.5Si alloy ribbon satisfied $r^3{\propto}t$ relationship of coarsening mechanism.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.12 no.5
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• pp.1-7
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• 2018

In this study, we proposed a high frequency induction hardening analysis method based on electromagnetic-thermal co-simulation. In the high frequency induction heating analysis, the results of the finite element analysis (FEA) (considering the change of the material property and the cooling factor according to the temperature) and those of the high frequency induction hardening experiment (using the S45C specimen) were compared. The hardness of the S45C specimens was measured using the micro Vickers hardness test to determine the depth of hardening. The measurement results were then compared with the results of FEA. The result of high frequency induction heating analysis showed that the temperature was more than $750^{\circ}C$, which is the A2 transformation point of S45C, while the temperature during quenching was below $200^{\circ}C$. The results showed that the difference of the depth of hardening between the FEA and the experiment is 0.2mm.