• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.386-386
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• 2010

최근 널리 보급되고 있는 치과용 임플란트는 티타늄(Ti) 또는 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 보철과 크라운을 연결하여 사용하고 있다. 티타늄은 생체 친화성이 우수하나, 생체 활성도가 없어 치유기간이 긴 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 인체 경조직과 유사한 수산화아파타이트(hydroxyapatite, $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2)$를 티타늄 임플란트 표면에 코팅하는 방법이 연구되고 있으나 수산화아파타이트 코팅은 티타늄과의 접착성이 나쁘기 때문에 시술 및 사용과정에서 코팅층이 임플란트로부터 박리되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 티타늄과 수산화아파타이트 사이에서 접착력을 향상시키는 buffer layer로서 지르코니아(8YSZ, 8mol% Yttria-stabilized zirconia)를 연구하였다. 지르코니아는 고온에서 안정하며, 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이의 반응을 방지하며, 박막밀도와 기계적 강도가 좋은 생체세라믹스이다. 지르코니아 박막을 펄스 레이저 증착법을 이용하여 증착 온도 $600^{\circ}C$, 레이저 fluence $2\;J/cm^2$에서 산소($O_2$) 분압을 바꿔 가며 증착하였다. 그 위에 수산화아파타이트 박막을 역시 펄스 레이저 증착법으로 증착하였다. Scratch test와 Pull-off test를 통해 접착력을 평가한 결과 지르코니아 buffer layer 삽입에 의해 티타늄 합금과 수산화아파타이트 사이의 접착력이 향상되었음을 확인하였다. 또한 산소분압이 박막의 특성 및 접착력에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국재료학회지
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• 제3권1호
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• pp.50-57
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• 1993

기계적 합금화 방법으로 제조된 A-8wt%Fe합금분말의 진공고온 소결거동을 분석하였고 이 소결체의 고온변형거동을 연구하기 위하여 35$0^{\circ}C$-45$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 여러 변형률속도로 압축 시험을 수행하였다. 또한 이 소결체의 열적안정성을 조사하기 위하여 30$0^{\circ}C$-50$0^{\circ}C$온도 범위에서 각각 60시간 동안 열처리한 후 경도시험을 수행하였다. 압축응력은 변형률이 증가함에 따라 급격히 증가하여 변형률 약 3%에서 최대응력에 이르렀으며, 최대응력 이후 다소 연화현상을 보인 후 유동응력은 가공경화돠 동적 재결정의 평형률 30%까지 일정하였다. 또한 60시간 열처리에 따른 소결시편의 경도는 40$0^{\circ}C$에서 부터 급격히 감소하였다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2002년도 추계학술강연 및 발표대회
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• pp.63-63
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• 2002

현재 기계적 합금화법에서는 주로 합금을 구성하는 성분원소 분말을 불활성분위기에서 볼밀처리 함으로써 함금화를 시키거나 모합금에 산화물을 분산시켜 복합화시키는 공정을 통하여 각종 화합물, 비정질상 및 과포화고용체등의 준안정상의 합성 뿐만이 아니라 초미세조직의 생성에 관한 폭 넓은 분야의 연구가 행하여지고 있다. 한편 MA에서는 볼멀처리중 기계적 에너지의 투여에 의하여 실제 반응온도보다 낮은 온도에서 발생하는 특이한 화학반응 즉 Mechanochemical 반응을 일으키 기도 한다. 본 연구에서는 헤마타이트($Fe_20_3$)와 금속윈소인 Ti의 MA처리에 의하여 고상환원반응 을 유기시켜 $Fe-TiO_2$계 nanocomposite 분말재료를 제조하고자 한다. 특히 MA 공정에 있어서 자기 물성의 변화와 X선 회절을 통하여 고상환원반응에 의한 복합분말의 생성과정을 조사하였다. 출발원료는 $Fe_20_3$(고순도화학제,99.9%, 평균입경 0.1$\mu\textrm{m}$)와 금속원소인 Ti(99.9%, 명균업경 150$\mu\textrm{m}$)을 몰비 2:3의 조성이 되도록 하여 MA를 실시하였다. 볼멀은 고에너지 유성형 볼밀장치(독일 제, Fritsch P-5)를 이용하였으며 진공치환형 용기에 원료분말을 장입하여 2회정도 진공배기한 후 아르곤 가스를 충전하여 볼밀을 행하였다. 얻어진 분말시료에 대하여 x-선 회절장치, 전자현미경 (SEM) 및 진동시료형자력계(VSM)를 통하여 결정구조, 미셰조직 빛 자기특성을 조사하였다. $Fe_2O_3-Ti$ 혼합분말의 MA처리 에 의하여 초기단계부터 환원반응과 함께 $Fe_3TIO_{lO}$ 중간상이 관찰 되었으나 30hrs의 MA처리 후 Fe와 산화물 $TiO_2$로 모두 환원되어 $Fe-TiO_2$계 나노복합분말이 얻어짐을 알 수 있었다. 이 때 X션 회절피크의 line broadening으로부터 복합분말의 Fe 명균 결정립 크기는 24nm로 초미세 결정럽의 분말합금이었다. 포화자화값은 볼밀처리에 따라 점점 증가하여 MA 30시간에는 20.3emu/g로 포화됨을 알 수 있었다. 또한 보자력 Hc는 MA초기단계에 350e로 매우 낮으나 30시간 후에는 Hc값이 2600e로 매우 큰 값을 나타내었다. 이것은 환원반응결과 초기에 생성된 Fe의 결정립이 비교적 크고 결정결함이 적으나 볼밀처리를 30시간까지 행하면 Fe 결정렵의 미세화 빛 strain 증가로 magnetic hardening이 일어나기 때문인 것으로 사료된다.

• 산업기술연구
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• 제19권
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• pp.107-113
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• 1999

The microstructural evolution during mechanical alloying of elemental Fe and Si powders, average composition $Fe_{30}Si_{70}$ and $Fe_{50}Si_{50}$, has been investigated by X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and Differential scanning calorimetry (DSC). Mechanical alloying was performed by using a SPEX 8000 Mixer/Mill under argon atmosphere with/without hexane as a process control agent (PCA). In the presence of PCA, the milling process was dominated by fracture resulting in the decrease in particle size to about $1{\mu}m$. The structural development with milling time depended on the average composition of starting powders. The mixture of $Fe_{50}Si_{50}$ and $Fe_{30}Si_{70}$ resulted in the formation of FeSi(${\varepsilon}$ - phase) and $FeSi_2$(${\beta}$ - phase), respectively. In the case of $Fe_{33.3}Si_{66.7}$, a mixture and $FeSi_2({\beta})$ was formed. These results were discussed by considering the thermodynamics and kinetics concerning the milling process.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2002년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.154-159
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• 2002

최근의 공업제품의 제조에는 미분화기술이 많이 이용되고 있다. 전자공업의 발전 및 제품의 고 기능화에 수반되어, 전자제품은 충분한 강도를 가지면서 경량화, 가공 및 재활용의 용이함 등이 요구되고 있다. 개인단말기나 노트북 등의 전자기기 케이스의 재질은, Mg-Al합금이 많이 사용되어지고 있는데, Mg은 가장 가벼운 금속으로 전자파 차단성, 방열성 등에 뛰어난 반면, 발화 등의 반응위험성이 높으므로, Al과의 합금에 의해, 일정한 기계적 강도 및 반응의 안정화를 기하고 있다. 일반적으로 Mg-Al합금은 9:1의 배합비율로 제조되고 있으며, 완전히 불 활성화시키는 것은 Mg의 장점을 살릴 수 없기 때문에 실용상 어렵다. Mg 이외에도, Ta금속 분은 각종 전자기기의 부 재료로서, Zr은 원자력 등의 공업 부 재료로서 사용이 증가하고 있다.(중략)

• 한국분말재료학회지
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• 제6권4호
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• pp.277-285
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• 1999

Mechanical properties of nanocrystalline Al-5at.%Ti alloy were investigated through high temperature compression test. Al-5at.%Ti nanocrystalline metal powders, which had finer and more equiaxed shape than those produced at room temperature, were produced by mechanical alloying at low temperature. The powders were successfully consolidated to 99fo of theoretical density by vacuum hot pressing. XRD and TEM analysis revealed that $Al_3Ti$ intermetallic compounds formed inside powders and pure Al region with coarse grains formed between powders, especially at triple junction. Mechanical properties in terms of hardness and strength were improved by grain size refinement, but ductility decreased presumably due to the formation of the weak interfaces between Al pool and powders.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.15-20
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• 2000

기계적으로 합금처리한 Mg-18wt.%Ni 혼합물의 수소저장특성이 조사되었다. 1h, 3h, 그리고 6h 동안 기계적으로 합금처리한 혼합물들 중에서 6h동안 기계적으로 합금처리한 혼합물(MA 6h sample)이 가장 좋은 활성화, 수소화물 형성.분해 특성을 보인다. 수소화물 형성.분해 cycling을 시킴에 따라 $Mg_2$Ni상이 형성된다. MA 6h sample은 비교적 쉽게 활성화되며, 순수한 Mg나 Mg-10wt.%Ni 합금보다 수소화물 형성속도가 높으나, $Mg_2$Ni 합금보다는 수소화물 형성속도가 약간 낮다. MA 6h sample은 $Mg_2$Ni 합금에 비해 낮은 수소화물 분해속도를 보이지만, 순수한 Mg나 Mg-25wt.%Ni 합금보다는 높은 수소화물 분해속도를 보인다. MA 6h sample은 순수한 Mg나 다른 합금들보다 큰 수소저장용량을 가지고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.785-786
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• 2009

• 한국분말재료학회지
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• 제4권1호
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• pp.48-54
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• 1997

NiAl powders containing oxide dispersoids have been produced by mechanical alloying process in a controlled atmosphere using high energy attrition mill. The powders have been consolidated by hot extrusion and hot pressing followed by isothermal annealing to induce microstructure coarsening to improve high temperature properties. Grain growth and dispersoid coarsening kinetics have been investigated as functions of annealing time and temperature. Coarsening of dispersion strengthen NiAl and dispersoid has been discussed. Some clues of secondary recrystallization have been investigated. Mechanical property measurements have been also made and correlated with the microstructures.