• Title, Summary, Keyword: 미세구조

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Reconstruction and Response Analysis of Multi-phase Polycrystalline Microstructures (다상 다결정 미세구조의 재구성 기법과 거동 분석)

  • Chung, Sang-Yeop;Han, Tong-Seok
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.26-29
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    • 2009
  • 매크로 스케일(macro-scale)에서 구조재료의 거동을 보다 자세히 이해하기 위해서는 구조재료를 구성하고 있는 마이크로 스케일(micro-scale)에서의 미세구조에 대한 이해가 필요하다. 특히 다결정을 가진 다상재료는 상(phase) 분포 상태에 의해 그 특성이 다르기 때문에, 상 분포에 따른 재료의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 미세구조의 상 분포 특성을 묘사할 수 있는 상관관계 함수를 이용하여 미세구조의 상 분포 상태를 나타내고, 이를 활용한 미세구조 재구성 방법을 사용하여 2상 미세구조에서 특정 미세구조와 유사한 상 분포를 가진 미세구조를 생성하고 그 특성을 비교하였다. 그리고 다양한 상 분포를 가진 미세구조들에 유한요소해석 기법을 적용하여 미세구조의 역학적인 거동을 분석하였다. 이를 통해, 제한된 정보를 이용하여 통계학적으로 유사한 특성을 나타내는 미세구조를 모델링 할 수 있음을 검증하였고, 이러한 미세구조들 간의 역학적 거동은 서로 거의 동일함을 확인하여 미세구조 재구성 기법이 재료의 역학적인 거동을 예측하는데 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

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Reconstruction of Two-phase Polycrystalline Microstructures of Mechanical Isotropy (역학적 등방성을 가진 2상 다결정 미세구조의 재구성 기법)

  • Chung, Sang-Yeop;Han, Tong-Seok
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.11 no.2
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    • pp.31-37
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    • 2011
  • Understanding of the phase distribution in a multi-phase polycrystalline material is important because it can affect material properties and mechanical behaviors significantly. In this research, probability functions (two-point correlation and lineal-path functions) are used to represent the phase distributions of microstructures. The two-phase microstructures with random phase distribution are reconstructed using probability functions and compared with original samples. Mechanical behaviors of the virtual samples for different directions are evaluated using a finite element method. It is confirmed that microstructures with the same statistical characteristics can be generated using the reconstruction method. It is also demonstrated that the characteristics of the probability functions and mechanical reponses between the original and reconstructed microsturctures are statistically identical.

Correlation between the Microstructure and the Electrical Conductivity of SOFC Anode, Ni-YSZ : II. Temporal Variation (SOFC 음극용 Ni-YSZ 복합체의 미세구조와 전기적 물성간의 상관관계: II. 경시변화)

  • Moon, Hwan;Lee, Hae-Weon;Lee, Jong-Ho;Yoon, Ki-Hyun
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.37 no.12
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    • pp.1140-1145
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    • 2000
  • Ni의 함량이 서로 다른 Ni-YSZ 복합체를 100$0^{\circ}C$ 환원 분위기 하에서 열처리하며 시간에 따른 미세구조의 변화를 관찰하였다. Quantitative microscopy 이론을 응용한 화상분석 결과 Ni-YSZ 복합체의 미세구조는 열처리시 나타나는 Ni상의 미세구조 변화에 가장 큰 영향을 받고 있었다. 특히 Ni의 양이 많은 조성에서는 Ni 상간의 접촉이 많아 고상반응에 의한 미세구조의 변화가 심하였는데 이로 인해 복합체 미세구조의 안정화가 느리게 진행되었다. Ni-YSZ 복합체의 전기 전도도 역시 Ni상의 미세구조 변화에 큰 영향을 받았는데 복합체 전체 미세구조의 경시변화와는 달리 Ni상의 많은 조성보다는 Ni상의 percolation이 일어나는 조성 부근에서 더 큰 영향을 받았다. 이로 인해 Ni-YSZ의 전기 전도도는 Ni의 percolation threshold 부근 조성에서 안정화되는데 더 많은 시간을 요하였다.

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Microstructure Generation and Linearly Elastic Characteristic Analysis of Hierarchical Models for Dual-Phase Composite Materials (이종 입자복합재의 미세구조 생성과 계층적 모델의 선형 탄성적 응답특성 해석)

  • Cho, Jin-Rae
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.31 no.3
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    • pp.133-140
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    • 2018
  • This paper is concerned with the 2-D micostructure generation for $Ni-A{\ell}_2O_3$ dual-phase composite materials and the numerical analysis of mechanical characteristic of hierarchical models of microstructure which are defined in terms of the scale of microstructure. The microstructures of dual-phase composite materials were generated by applying the mathematical RMDF(random morphology description functions) technique to a 2-D RVE of composite materials. And, the hierarchical models of microstructure were defined by the number of Gaussian points. Meanwhile, the volume fractions of metal and ceramic particles were set by adjusting the level of RMD functions. The microstructures which were generated by RMDF technique are definitely random even though the total number of Gaussian points is the same. The randomly generated microstructures were applied to a 2-D beam model, and the variation of normal and shear stresses to the scale of microstructure was numerically investigated. In addition, through the crack analyses, the influence of RMDF randomness and Gauss point number on the crack-tip stress is investigated.

A Study for the Changes of The Micro Structure by Deterioration Factors in Concrete for Nuclear Power Plant (원전콘크리트의 열화요인에 따른 미세구조의 변화에 대한 연구)

  • Kim, Do-Gyeum;Lee, Jang-Hwa;Lee, Ho-Jae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.766-769
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    • 2010
  • 본 논문은 콘크리트 구조물 중 원전구조물에서 열화요인에 따른 미세구조적 변화에 대해서 평가하였다. 이는 원전구조물의 경우 열화현상이 발생하게 되면 일반 구조물에 비해 심각한 영향을 초래하기 때문에 기존의 열화 평가 방법에 의존하기 보다는 미세구조적 관점에서 콘크리트의 열화를 재평가해야 한다. 그에 일환으로 열화 요인 중 동결 융해와 황산염에 대한 미세구조 평가를 실시하였다. 동결융해의 경우, 미세구조적 관점에서의 미세공극의 양이 증가하는 것을 확인하였으나 그 증가 폭이 크지 않음을 알 수 있었으며, 물리적 실험에서도 그 변화가 매우 작음을 확인할 수 있다. 그리고 황산염에서는 초지 침지 구간에서는 플라이 애쉬를 사용한 원전 콘크리트 배합이 콘크리트에 더 유리하게 작용함을 알 수 있다.

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Microsutructures of Carnonaceous Materials within Illite of the Daedong Group Slate from Jeongok Area, Korea (전곡지역 대동층군 점판암의 일랑트내에 협재된 탄질물의 미세구조)

  • 안중호;조문섭
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.13 no.1
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    • pp.15-21
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    • 2000
  • 이 연구에서는 대동층군 탄질 점판암내에 산출하는 탄질물의 미세구조를 고분해능 투과전자현미경(HRTEM)을 이용하여 조사하였다. 관찰된 탄질물은 구조가 부분적으로 흑연화된 흑연화과정의 초기단계 물질로서$ 100\AA$ 이하의 매우 얇은 크기로 일라이트 결정들의 경계면 사이나 일라이트 결정내에 협재되어 나타난다. 탄질물의 층상구조는 휘어있거나 불연속적이며, 부분적으로 원형조직을 보이는 "지문" 조직을 이루고 있다. 이러한 특징은 많은 결함구조를 가지고 구조적으로 충분히 흑연화되지 않은 물질에서 볼 수 있는 전형적인 구조다. 미세한 규모로 협재된 조직을 보이는 탄질물은 퇴적물의 속성작용과 저변성작용시 일라이트가 성장하는 동안에 포획되었거나, 또는 일라이트 이전의 점토광물내에 흡착되었던 물질들로부터 유래된 것으로 보인다. 이처럼 탄질물과 일라이트가 미세한 규모로 협재되어 산출하는 특징은 저변성암에서 일어나는 흑연화작용시 복잡한 미세구조의 변화가 수반되었음을 지시한다. 다양한 미세구조를 보여주는 흑연질 물질의 산출은 탄질물이 고온에서 균질한 흑연으로 생성되기까지 불연속적인 단계를 거쳐 반응할 가능성을 지시한다. 끝으로, 이 연구는 이온 빔을 이용하여 제작한 시료를 관찰함으로써 암석내에 함유된 탄질물들의 조직을 훼손하지 않고 관찰할 수 있음을 보여준다.

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Correlation between Microstructure and Electrode Properties of Composite Anode for SOFC (SOFC용 복합체 음극의 미세구조와 전극특성간의 상관관계)

  • 이종호;문환;이해원;김주선;김재동;윤기현
    • 한국전기화학회:학술대회논문집
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    • pp.124-129
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    • 2001
  • SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)의 음극으로 쓰이고 있는 Ni-YSZ 복합체의 미세구조를 Ni의 함량에 따라 정량적으로 분석하고 이로부터 미세구조적인 특성과 전극특성간의 상관관계를 규명하였다. 미세구조적인 특성의 정량화를 위해 quantitative microscopy 이론을 응용해 화상분석 하였고 그로부터 복합체내 각 상들의 크기 및 분포, 각 상간의 연결도 및 계면 면적 등의 정보를 얻어내었다. 미세구조 분석결과 복합체 전극의 특성은 입자성장 등에 의한 미세구조 변화, 특히 Ni 상의 입자성장 정도에 크게 의존하였으며 이렇게 정량화된 미세구조적 인자들은 복합체가 나타내는 복잡한 전기적 물성들을 예측하는데 아주 유용하게 활용되었다.

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The Expectation for Material Properties of Microstructure by Application of Dynamic Response Characteristics (동적 응답 특성을 활용한 미세구조의 물성 분포에 대한 예측)

  • Lee, Jeong-Ick;Yeo, Moon-Su
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.9 no.3
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    • pp.580-586
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    • 2008
  • This paper addresses the prediction of the material property continuities of a microstructure. Prediction was made by measuring the dynamic responses distribution of the fabricated materials used in the microstructures. When these distributional material properties were used in estimating the mechanical performances of microstructures, the differences between the computer simulation and the experimental result of microstructures could be reduced and their reliability design could be made.

The Microstructure of Fiber Reinforced Plasma Sprayed Coatings (플라즈마 용사법에 의한 섬유강화 코팅의 미세구조)

  • 이정혁
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.20 no.4
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    • pp.451-458
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    • 2002
  • 플라즈마 용사법에 의한 섬유강화 복합 소재를 개발하면서 독특한 미세구조가 발견되었다. 이러한 형상은 코팅의 물리적 특성과 직접적으로 관련이 있다고 사료된다 섬유강화 코팅의 구조를 밝히기 위해 고배율 전자현미경이 사용되었으며 분석을 통해 일반적 용사코팅 의 미세구조가 내부에 투입된 강화 섬유(FIBER 또는 WHISKER)에 의해 변형되며 열적으로 anisotropic한 상태로 되었음을 보여주었다.

Properties of Al Films Deposited on Steel Sheets with Magnetron Sputtering and Oblique Angle Deposition (스퍼터링과 빗각증착으로 코팅된 알루미늄 코팅층의 특성)

  • Yang, Ji-Hun;Jeong, Jae-Hun;Song, Min-A;Park, Hye-Seon;Jeong, Jae-In
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • pp.265-265
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    • 2012
  • 스퍼터링을 이용하여 금속을 코팅하면 대부분 주상정 형태의 미세구조로 성장한다. 금속 코팅층의 미세구조를 코팅공정으로 제어하여 치밀한 구조의 코팅층을 합성하기 위해서 평형(balanced magnetron)과 비평형(unbalanced magnetron) 스퍼터링에 의한 박막 구조 변화를 비교하고, 빗각 증착(oblique angle deposition) 효과가 코팅층의 미세구조에 미치는 영향을 확인하였다. 실험에 사용된 타겟은 6 인치 직경의 알루미늄이었으며 기판은 실리콘 웨이퍼와 냉연강판이 사용되었다. 알루미늄 코팅층은 주사전자현미경으로 미세구조를 관찰하였으며, 미세구조 변화가 내부식 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해서 알루미늄이 코팅된 냉연강판의 염수분무 시험을 실시하였다. 빗각 증착에 의한 코팅층 미세구조 변화가 가장 두드러지게 나타났으며, 빗각 증착에 의해서 알루미늄 코팅층이 치밀해지는 현상을 관찰할 수 있었다. 알루미늄이 코팅된 냉연강판을 분석한 결과, 빗각 증착으로 코팅된 알루미늄 코팅층이 두께 약 $3{\mu}m$에서 염수분무 200 시간 후에도 적청이 발생하지 않는 우수한 내식성을 보였다.

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