• Journal of Powder Materials
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• v.8 no.4
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• pp.223-230
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• 2001

Ti-37.5at%Si elemental powder mixtures were mechanically alloyed by a high-energy ball mill, followed by CIP (cold isostatic pressing) and HIP (hot isostatic pressing) for different processing conditions. Only elemental phases (Ti and Si) were observed for the 5 min mechanically alloyed (MA 5 min) powder, but only $Ti_5Si_3$phase was observed for the 30 min mechanically alloyed (MA 30 min) powder. $Ti_5Si_3$phase was observed for the HIPed compact of MA 5 min and 30 min powders at 150 and 190 MPa for 3 hr at $1000^{\circ}C$. For the HIPed compacts, the highest sintered density was obtained to be 99.5% of theoretical density by a HIP step at $1350^{\circ}C$ at 190MPa for 3hr. The hardness values of the HIPed $Ti_5Si_3$compacts at $1350^{\circ}C$ at 150/190 MPa for 3hr were higher than HRC 76. The densification and mechanical property of HIPed $Ti_5Si_3$compacts was found to depend on more HIP temperature than HIP pressure.

• Journal of Powder Materials
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• v.11 no.3
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• pp.247-252
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• 2004

Recently, it has been found that mechanical alloying (MA) facilitates the nanocomposites formation of metal-metal oxide systems through solid-state reduction during ball milling. In this work, we studied the MA effect of Fe$_{3}$O$_{4}$-M (M = Al, Ti) systems, where pure metals are used as reducing agents. It is found that composite powders in which $Al_{2}$O$_{3}$ and TiO$_{2}$ are dispersed in $\alpha$-Fe matrix with nano-sized grains are obtained by mechanical alloying of Fe$_{3}$O$_{4}$ with Al and Ti for 25 and 75 hours, respectively. It is suggested that the large negative heat associated with the chemical reduction of magnetite by aluminum is responsible for the shorter MA time for composite powder formation in Fe$_{3}$O$_{4}$-Al system. X-ray diffraction results show that the reduction of magnetite by Al and Ti if a relatively simple reaction, involving one intermediate phase of FeAl$_{2}$O$_{4}$ or Fe$_{3}$Ti$_{3}$O$_{10}$. The average grain size of $\alpha$-Fe in Fe-TiO$_{2}$ composite powders is in the range of 30 nm. From magnetic measurement, we can also obtain indirect information about the details of the solid-state reduction process during MA.

• Journal of Powder Materials
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• v.28 no.5
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• pp.375-380
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• 2021

In this study, we investigate the effect of the duration of mechanical alloying on the microstructures and mechanical properties of ODS ferritic/martensitic steel. The Fe(bal.)-10Cr-1Mo pre-alloyed powder and Y₂O₃ powder are mechanically alloyed for the different mechanical alloying duration (0 to 40 h) and then constantly fabricated using a uniaxial hot pressing process. Upon increasing the mechanical alloying time, the average powder diameter and crystallite size increased dramatically. In the initial stages within 5 h of mechanical alloying, inhomogeneous grain morphology is observed along with coarsened carbide and oxide distributions; thus, precipitate phases are temporarily observed between the two powders because of insufficient collision energy to get fragmented. After 40 h of the MA process, however, fine martensitic grains and uniformly distributed oxide particles are observed. This led to a favorable tensile strength and elongation at room temperature and 650℃.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.47 no.10
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• pp.660-666
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• 2009

The consolidation of mechanical alloyed $Ti_5Si_3$ powder by electro-discharge-sintering has been investigated. A single pulse of 2.5 to 8.0 kJ/0.34 g was applied to each powder mixture using 300 and $450{\mu}F$ capacitors. A bulk-like solid with $Ti_5Si_3$ phase has been successfully fabricated by the discharge with an input energy of more than 2.5 kJ in less than $160{\mu}sec$. Micro-Vickers hardness was found to be higher than 1350, which is significantly higher than that of a conventional high temperature sintered sample. The formation of $Ti_5Si_3$ and consolidation occurred through a fast solid state diffusion reaction.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.32 no.3
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• pp.156-162
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• 2021

Mg hydride has a relatively high hydrogen storage amount of 7.6wt%, and inexpensive due to abundant resources, but has high reaction temperature and long reaction time because of treble oxidation reactivity and upper activation energy. Their range of applications could be further extended if their hydrogenation kinetics and degradation behavior could be improved. Therefore, the effect of CaO has improved the hydrogenation kinetics and slowed down the degradation. This study focused on investigating whether to improve the hydrogenation kinetics by synthesizing Mg₂NiH_x-5wt% CaO composites. The Mg₂NiH_x-5wt% CaO composites have been synthesized by hydrogen induced mechanical alloying. The synthesized composites were characterized by performing X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy, Brunauer-Emmett-Teller, Thermogravimetric, and Sivert's type automatic pressure-composition-temperature analysis. Hydriding kinetics were performed using an automatic PCT measurement system and evaluated over the temperature range of 423 K, 523 K, and 623 K. As a result of calculating the hydrogen adsorption amount through the hydrogenation kinetics curve, it was calculated as about 0.42wt%, 0.91wt%, and 1.15wt%, the highest at 623 K and the lowest at 423 K.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.31 no.6
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• pp.553-557
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• 2020

It is possible that hydrogen could replace coal and petroleum as the predominant energy source in the near future, but several challenges including cost, efficiency, and stability. Mg and Mg alloys are attractive hydrogen storage materials because of their lightweight and high absorption capacity. Their range of applications could be further extended if their hydrogenation properties could be improved. The main emphasis of this study was to investigate their hydrogenation properties for Synthesis of 10wt.% CaF2 in Mg2NiHx systems. The effect of BCR (66:1) and MA time (96 hours) on the hydrogenation properties of the composite was investigated. also, Mg2NiHx-10wt% CaF2 composites prepared by Mechanical Alloying are used in this work to illustrate the effect of catalysts on activation energy and kinetics of Magnesium hydride.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.135-135
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• 2016

차세대 가스터빈 엔진 및 초음속 항공기 내 고온부의 온도가 증가함에 따라, 기존의 초내열합금 기반 소재를 사용하기 어려워지고 있다. 초고온 세라믹스는 높은 기계적 물성, 화학적 안정성 등 우수한 고온 특성을 가지고 있어 기존의 초고온 소재를 대체 할 수 있는 물질로 부상되고 있다. 하지만 기존의 금속 기반 소재 대비 높은 밀도로 인하여 초고온 세라믹 단일체를 비행체 부품에 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 초고온 세라믹스와 탄소섬유를 포함하는 세라믹 복합체(Ceramic Matrix Composite, CMC)를 제작하여 동등한 기계적 물성을 보이면서 무게를 감소시키는 연구들이 진행 중에 있다. 초고온 세라믹스가 함침 된 세라믹 복합체의 경우 우수한 내삭마, 내산화 특성을 보이지만, 장시간 고온에 노출되어 탄소 섬유가 드러나게 되면 급격한 산화로 인해 소재 특성의 열화가 진행되는 단점을 가지고 있다. 따라서, 탄소 섬유가 드러나지 않도록 복합체 표면에 코팅층을 형성하여 세라믹 복합체 모재를 보호하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 진공 플라즈마 용사 공정을 이용하여 다양한 공정조건 하에서 초고온 세라믹 코팅층을 형성하였다. 수십 마이크론 크기 분포를 갖는 HfC 분말을 Ar 유송 가스를 이용하여 플라즈마 화염 내부로 투입하였다. 플라즈마 화염 가스는 Ar 과 H2를 혼합하여 구성되었으며, 분위기 가스로는 N2를 사용하였다. 코팅에 사용된 모재로는 ZrB2 단일체와 SiC가 미량 포함된 HfC 단일체를 사용하였다. 다양한 공정 조건하에서 형성된 HfC 코팅층의 두께, 미세 조직구조를 SEM을 이용하여 관찰하였으며, XRD를 이용하여 형성된 HfC 코팅층의 결정구조를 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.4
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• pp.7-13
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• 1995

마이크로솔더링에 의한 전자기기는, 사회기능의 중추가 되는 컴퓨터, 통신 기기, 항공기 인공위성 등의 제어계를 구성하므로, 그 접속부에 대한 높은 신뢰성의 요구는 그 무엇보다 중요하다. 전자기기에 있어서의 솔더 접속부는 집과 기판의 전기 적.기계적 접속의 역할을 하고 있으며, 따라서 개개의 접속부의 파단은 전체의 불량 으로 연결된다. 실제 전자콤포넌트와 그 시스템의 단선 등의 사고에 있어서 자주 발생 하는 사고중의 하나가 솔더접속부의 단선에 의한 것이며, 그 단선중에서도 가장 보편 적이며 또한 대단히 심각한 문제로서 주목을 받고 있는 것이 솔더접속부의 열피로파단 이다. 전자기기를 사용할 때, 스위치의 on-off에 의한 power cycle과 환경의 온도변화 에 기인하는 반복열 사이클은 솔더접속부의 피로를 일으키게 되고, 결국에는 사용중에 파단을 초래하게 된다. 이러한 온도변화의 범위는 약 -55.deg. - 150.deg.C로 예상할 수 있으며, 여기서 최고온도인 150.deg.C는 Pb-Sn 공정합금의 경우 0.9Tm.p.이상의 고온에 해당한다. 이 피로는 등온적으로 또는 열사이클중에 발생하기도 한다. 솔더접 속부의 열피로수명은 대부분의 공업재료에서 나타나는 저사이클피로거동과 유사하게 발생하며, 솔더 접속부에 인가되는 열변형/응력(thermal strain/stress)의 크기에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 솔더는 서로 다른 열팽창계수를 갖는 칩과 회로 기관의 두종류의 재료를 접속하기 때문에, 상기한 바와 같은 반복열사이클에 의하여 발생하는 열변형/응력이 접속부의 피로.파단을 야기시킨다. 이러한 솔더접속부에 대한 주기적인 응력/변형의 인가는 접속부에 내.외적으로 현저한 변화를 야기시키게 되고, 열피로로 연결되며 결국에는 시스템의 전기적 단선을 초래하게 된다. 또한 열피로파단 현상는 변형/응력의 크기 뿐 만아니라 솔더합금자체의 야금학적인 물성에도 크게 의존 하며, 내적.외적인 열변화에 의한 야금학적인 특성변화도 크게 영향을 미친다. 솔더 접속부의 신뢰성에 대한 연구는, 그 중요성에 비추어 볼 때, 지금까지 수많은 연구가 행하여져 왔다. 그러나 신뢰성과 관련된 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에서의 연구는 비교적 적은 편이다. 따라서 본 해설에서는 전자기기의 마이크로 솔더접속부 에서 발생하는 열피로파단현상에 대한 야금학적인 면에 중점을 두어 서술하고자 한다.

• Journal of Powder Materials
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• v.22 no.1
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• pp.46-51
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• 2015

A precipitation behavior of nano-oxide particle in Fe-$5Y_2O_3$ alloy powders is studied. The mechanically alloyed Fe-$5Y_2O_3$ powders are pressed at $750^{\circ}C$ for 1h, $850^{\circ}C$ for 1h and $1150^{\circ}C$ for 1h, respectively. The results of Xray diffraction pattern analysis indicate that the $Y_2O_3$ diffraction peak disappear after mechanically alloying process, but $Y_2O_3$ and $YFe_2O_4$ complex oxide precipitates peak are observed in the powders pressed at $1150^{\circ}C$. The differential scanning calorimetry study results reveal that the formation of precipitates occur at around $1054^{\circ}C$. Based on the transmission electron microscopy analysis result, the oxide particles with a composition of Y-Fe-O are found in the Fe-$5Y_2O_3$ alloy powders pressed at 1150oC. It is thus conclude that the mechanically alloyed Fe-$5Y_2O_3$ powders have no precipitates and the oxide particles in the powders are formed by a high temperature heat-treatment.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.05a
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• pp.102-102
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• 1999

6Mo급 슈퍼 스테인리스강의 내식성은 여러 환경에서 여러 가지의 부식 시험 방법을 통해서 확띤되어 왔다. 이 합금이 보이는 탁월한 내식성 때문에 해수 설비 계통,정유 설비,원자력 발전소의 열교환기 등의 중요 재료로서 그 사용 용도가 급격히 증가하고 있다. 그런데 방사선의 영향을 받게 되는 설비에 금속 재료가 사용되는 경우,특히 경수로의 노내 구조물, 액체 금속로의 열교환기, 핵융합로의 제1벽 재료 등 에서는 합금 원소가 방사성 환경에 의하여 제거되는 현상이 나타난다. 따라서 본 연구에서는 이러한 상황을 미리 재료 제조 차원에서 모사하여 탄소량과 질소량의 함량 을 달리 한 6Mo급 슈퍼 스테인리스강을 제조하여 미세 조직, 기계적 성질 및 부식 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 진공 고주파 유도 용해로를 이용하여 탄소량과 질소량이 각기 변화된 슈퍼 스테인리스강을 용해 한 뒤 아르곤 가스 분위기에서 $1180^{\circ}C$로 soaking하고 열간 압연을 행하였다. 열간 압연으로 표변에 생성된 산화 스케일을 불산과 질산의 혼합 용액으로 제거한 뒤 냉간 압연을 행하였다. 이 냉연 판재에 대하여 $1150^{\circ}C$로 소둔하여 각 실험에 사용하였다. 광학 현미경을 이용하여 미세 조직의 변화를 관찰하였으며, 상온과 고온($520^{\circ}C$)에서 인장 시험을 행하였으며, 경도 측정을 행하였다. 또한 양극 분극 시험과 비등 질산 침지 시험 및 비등 40% NaOH 용액에서의 일정 연신율 시험을 행하 였다. 탄소 함량이 증가할수록 항복 강도 및 인장 강도는 증가하고 있으며 연신율은 감 소하는 일반적인 경향을 보였으며 비등 질산 시험에서는 탄소량에 관계없이 매우 우수한 내식성을 쁘였다. 또한 비등 상태의 40% NaOH 용액에서의 응력 부식 균열 시험 결과, 탄소량이 증가할수록 부식 저항성이 증가하고 있는 것으로 평가되었다. 한 편 질소량이 증까할수록 결정립이 미세화되었으며 경도값이 상승하였다. 이들 합금 에 대한 양극 분극 시험 결과, 질소량의 변화가 탄소량의 변화보다 내식성에 큰 영향 을 미치고 있음을 알 수 있었다.