• Journal of Powder Materials
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• v.30 no.6
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• pp.478-483
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• 2023

High-entropy alloys (HEAs) are characterized by having five or more main elements and forming simple solids without forming intermetallic compounds, owing to the high entropy effect. HEAs with these characteristics are being researched as structural materials for extreme environments. Conventional refractory alloys have excellent high-temperature strength and stability; however, problems occur when they are used extensively in a high-temperature environment, leading to reduced fatigue properties due to oxidation or a limited service life. In contrast, refractory entropy alloys, which provide refractory properties to entropy alloys, can address these issues and improve the high-temperature stability of the alloy through phase control when designed based on existing refractory alloy elements. Refractory high-entropy alloys require sufficient milling time while in the process of mechanical alloying because of the brittleness of the added elements. Consequently, the high-energy milling process must be optimized because of the possibility of contamination of the alloyed powder during prolonged milling. In this study, we investigated the high-temperature oxidation behavior of refractory high-entropy alloys while optimizing the milling time.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.26.1-26.1
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• 2018

마그네슘 합금은 구조용 소재로 사용되는 금속 중 가장 가벼운 금속으로서 에너지 효율을 높이기 위해 경량화가 필수적으로 요구되는 자동차, 항공기, 기차 등의 운송용 기계/장비 부품으로 각광을 받고 있다. 또한 마그네슘은 생체 친화적이며 환경적 유해성이 없어서 구조소재뿐만 아니라 생체소재에 이르기까지 다양한 산업에서 유용하게 사용될 수 있는 금속이다. 그러나 현재까지도 마그네슘의 산업적 적용이 크게 증가하지 못하고 있는 이유로는 기존의 철강이나 알루미늄 소재에 비해 상대적으로 낮은 내식성, 내마모성 및 강도 문제와 높은 제품 제조 단가 등의 문제들이 있다. 특히 내식성은 대기 중에 노출되는 거의 모든 제품에서 요구되는 특성으로서 마그네슘 제품의 신뢰성을 확보함에 있어서 매우 중요하다. 현재 마그네슘 합금의 상용화를 막는 가장 큰 이유 중의 하나는 마그네슘 소재의 제조 공정비용의 경쟁력이 확보되어 있지 않기 때문이다. 본 발표에서는 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키기 위하여 개발된 다양한 표면처리 기술들의 특성 및 효과, 그리고 공정비용의 장단점을 정리하여 발표하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.7
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• pp.499-504
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• 2000

Recently there have been many investigations on the synthesis and properties of transition metal trialuminides based on Ti, Zr, V, Nb and Ta for use aircraft structure materials in an elevated environment. The effect of Zr additions on the formation behaviour of Al-Nb alloy was investigated. Al-1.3at.%(Nb+Zr) alloys with different Nb to Zr atomic 1:3, 1:1 and 3:1 were prepared by mechanical alloying(MA). The morphological changes and microstructural evolution of Al-Nb-Zr powders during MA were investigated by SEM, XRD and TEM. The intermetallic compound phase of $Nb_2Al\; and\; Al_3Zr_4$ was identified by X-ray diffraction. The intemetallic compound of $Al_3Zr,\; Al_3Nb$ and $Al_3Zr_4$ were formed by heat treatment for 1 hour at $500^{\circ}C$. The size of intermetallic compounds observed by TEM were approximately below 100nm, when they were heat treated after mechanically alloying for 30 hours.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.3
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• pp.246-252
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• 2000

Thermoelectric properties of the $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ alloy, prepared by mechanical alloying and hot pressing, were investigated with the variation of the hot-pressing temperature ranging from $300^{\circ}C$ to $550^{\circ}C$. Contrary to the p-type behavior of single crystal, the hot-pressed $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ alloy exhibited n-type conduction without addition of donor dopant. When the $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ powders were annealed in $(50{\%}\;H_2+50{\%}\;Ar)$ atmosphere, the hot-pressed specimens exhibited a positive Seebeck coefficient due to the reduction of the electron concentration by removal of the oxide layer on the powder surface and annealing-out of the excess Te vacancies. Figure-of-merit of the hot-pressed $Bi_2(Te_{0.85}Se_{0.15})_3$ alloy was improved by hot pressing at temperatures above $450^{\circ}C$, and the maximum value of $1.92{\times}10^{-3}/K$ was obtained for the specimen hot-pressed at $550^{\circ}C$.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.24 no.3
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• pp.203-208
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• 2003

The effect of indium on the microstructure and hardness of a Au-Pt-Cu ternary alloy was investigated using optical microscopy, differential scanning calorimeter, scanning electron microscopy x-ray diffractometry, electron probe microanalizer and vickers hardness tester. A hardness of the solution floated Au-Pt-Cu-0.5In quarternary alloy with 0.5 wt.% was reached a maximum value (162 Hv) in 30 min at 550$^{\circ}C$ in the range of 150 to 950$^{\circ}C$ but that of the alloy was rapidly increased until 30 min with increasing aging time at 550$^{\circ}C$ and after that was remained almost constant value. Also, the microhardness of the matrix Au-Pt-Cu ternary alloy aged at 550$^{\circ}C$ for 30 min was continuously increased with indium contents and the grain size of Au-Pt-Cu ternary alloy decreased as increased indium contents. Analyses of EPMA and XRD revealed that the matrix Au-Pt-Cu-In quarternary alloy is composed of fcc structure and intermetallic InPt$_3$ precipitate with Ll$_2$ structure. Based on this investigation, it can be concluded that an increase in microhardness of Au-Pt-Cu-In quarternary alloy is due to precipitation hardening InPt$_3$ and grain size refinement.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.41 no.6
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• pp.543-549
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• 2021

Aluminum cast iron has excellent oxidation resistance and good resistance to sulfide and corrosion. Compared to Ti and Ni alloys, it is expected to be a substitute material for structural materials and stainless steels because it is relatively inexpensive to use Fe, which is a non-strategic element. This results in a weight reduction effect of about 30% as compared to the use of stainless steel. With regard to aluminum as an alloying material, it is an element that has been widely used for the alloying of cast iron in recent years. Practical use has been delayed owing to the resulting lack of ductility at room temperature and the sharp decrease in the strength above 600℃ of this alloy, however. The cause of the weak room temperature ductility is known to be environmental embrittlement by hydrogen, and the addition of various alloying elements has been attempted in order to mitigate these shortcomings. Although alloying elements such as vanadium, chromium, and manganese are mainly used to increase the hardness and wear resistance of gray cast iron, the price of finished products containing these elements and the problems associated with alloys with this material impose many limitations.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.7
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• pp.913-919
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• 2013

Magnesium alloys are known to be hard-forming materials at room temperature owing to their material structure. This study analyzes the optimal temperature conditions of warm-forming and the forming process by using a high-pressure laminating test and FM analysis, respectively. The effect of temperature on the fatigue limit was examined from the collected specimens by analyzing the material properties after the fatigue test. The material formed at a temperature of $230^{\circ}C$ shows occasional defects, but the best forming quality was obtained at $270^{\circ}C$. The optimal temperature for the forming process was found to be $250^{\circ}C$ considering the material quality and thermal efficiency. The overall fatigue life of specimens decreases with an increase in the processing temperature. The fatigue limit of AZ31 formed at $250^{\circ}C$ was approximately 100 MPa after $10^6$ cycles.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.11a
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• pp.80-80
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• 2002

Bi-Te게 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 발전재료 등에 응용하기 위하여 제조방법 및 특성에 관한 많은 역구가 진행되어 왔다. 현재 산업화에 응용되고 있는 일방향응고법은 기계적 강도가 약하여 회수 율이 낮으며, 결정을 성장시키는데 비교적 장시간을 필요로 하기 때문에 제조 단가가 비싸다. 따라서 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 합금설계 및 가공공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 가스분사법을 이용하여 용질원자 편석감소, 고용도의 증가, 균일고용체 형성, 결정립 미세화 등 급속응고 장점을 이용하여 화학적으로 균일한 BI-TerP열전재료 분말을 제조하고, 열간압출 가공을 통하여 이방성의 향상과 함께 미세한 결정립으로 우수한 기계적 강도를 얻을 수 있도록 제조된 분말을 압출 가공하여 열전소자의 기계적 성질과 열전특성을 연구하였다. 그 결과 급속응고 및 압출 공정을 이용한 본 연구에서는 $10\mu\textrm{m}$이하의 미세한 조직과 함께 압출공정을 통하여 이방성을 향상시켰으며, 열전소자는 $2.5{\times}10^{-3}/K$이상의 Figure of merit값을 나타내는 우수한 열전특성을 나타냈다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.237-237
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• 2010

에너지소비와 엔진 부품의 마모문제를 해결하기 위해, soft-phase를 doping한 hard상의 coating에 대한 실험이 최근 중요한 연구 테마로서 진행 중이다. 특히 MoN-Cu coating은 미국 Argon 연구소의 Erdemer박사 등에 의해, 고온 및 상온 윤활성이 우수한 코팅층으로 보고된 이후 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 연구는 Mo와 Cu의 원소타겟을 이용한 연구가 주력이 되었다. 높은 경도와 저온 고온에서의 낮은 나노 혼합물 코팅 종류는 일반적으로 Mo와 Cu와 같은 원소 합금을 이용한 다수 타겟을 이용한 공정에 의해 진행되어왔다. 이러한 복수의 타겟에 의해 증착 동안에는, 정확한 조성, 큰 크기의 시편들의 균일 증착을 조절하기가 쉽지 않다. 또한, 코팅층에 3번째 성분을 추가하기가 어렵다는 문제점이 있다. 본 연구에서는, 최상의 마찰계수와 표면경도를 보이는 MoN-Cu층을 형성시키기 위하여 합금으로 단일 타겟을 제조하였다. 이를 위한 최적 조성을 결정하기 위하여 Mo, Cu 단일 타겟을 이용한 Unbalanced Magnetron sputtering 법으로 다양한 Cu 함량의 MoN+Cu 합금을 제조하였으며, 이에 대한 경도 및 마찰계수 측정을 통해 최적의 Cu 함량을 결정하였다. 이러한 최적 조성의 Cu 타겟제조를 기계적 합금화와 Spark plasma sintering 기술을 이용하여 제작하였으며, 복수의 합금 타겟과 단일 합금 타겟으로 제조된 코팅층의 물성 비교를 통해 합금 타겟의 우수성 여부를 확인하고자 하였다. 증착된 두 조건의 물성을 비교 단일 타겟은 두가지 타겟으로 증착한 것보다 비슷한 조성에서 경도가 높았으며 경도가 비슷한 조성에서는 마찰계수가 낮았다. 또 입자는 10 at.% Cu 조성에 대해 단일타겟이 50nm 결정립을 갖는 반해 단일타겟은 측정이 불가능할 정도의 미세한 결정립을 가졌다. Erdemir의 연구 결과에 의하면, Cu 함량이 증가함에 따라 columnar 형태의 코팅층구조가 나노 구조로 변한다고 하였는데, 본 연구에서 복수의 원소 타겟에서는 확인이 안되었으며, 단일 합금 타겟에서 완벽한 featurless 형태의 코팅층 구조와 우수한 조도의 박막층을 얻을 수 있었다. 이렇게 제조된 다양한 코팅층에 대한 마찰계수 측정이 진행중이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.150-157
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• 2006

The alternate plating method was suggested by a tin-cobalt alloy plating process which has excellent mechanical characteristics and also favorable to environment. Tin-cobalt alloy plating has many advantages such as nontoxicity, variable color-tone, and no post-treatment process. In this study, the plating conditions such as temperature, pH, current density, plating time, and amount of additive (glycine) were determined in the tin-cobalt alloy plating process through Hull-cell test and surface analysis. As the result of Hull-cell analysis, brightness became superior as the amount of glycine increased. It was found that the optimum alloy ratio was 0.03 M of $SnCl_{2}{\cdot}2H_{2}O$ and 0.05 M of $CoSO_{4}{\cdot}7H_{2}O$ at $50^{\circ}C$, pH 8.5, and $0.5A/dm^2$. The optimum amount of additive was 15 g/L of glycine and 0.1 g/L of organic acid. Then, the solution including glycine was recommended as an optimum plating solution for a chromium plating process.