• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.29 no.5
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• pp.220-226
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• 2016

The mechanical properties of Ti-6Al-4V can be improved by microstructural control through the heat treatment in ${\alpha}+{\beta}$ region. The heat treatment was carried out with a variety of heat treatment temperatures and holding times to find the optimized heat treatment conditions and it was analyzed by linking the microstructural characteristics and mechanical properties. The part of ${\beta}$ phase with $10{\pm}2wt%$ vanadium was transformed into ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}$ martensite phase after quenched, so the hardness and tensile properties were decreased below $900^{\circ}C$. The higher the heat treatment temperature is, the smaller is the vanadium-rich region, which leads to transformation into hcp ${\alpha}^{\prime}$ martensite above $900^{\circ}C$. The hardness and tensile properties were improved due to the hard ${\alpha}^{\prime}$ martensite. As the holding times were longer, the hardness and tensile properties decreased below $900^{\circ}C$ because of the softening effect by the grain growth. When varying the holding times above $900^{\circ}C$, the change of mechanical properties was slight because the softening effect of grain growth and the strengthening effect of ${\alpha}^{\prime}$ phase were counteractive. Therefore, the best conditions of heat treatment, which is in the range of $920{\sim}960^{\circ}C$, 40 min, WQ, can effectively improve the mechanical properties of Ti-6Al-4V.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.32 no.6
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• pp.256-262
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• 2019

The microstructural features and texture development by both hot rolling and hot forging in ${\gamma}-TiAl$ alloy were investigated. In addition, additional heat treatment after hot forging was conducted to recognize change of the microstructure and texture evolution. The obtained microstructural features through dynamic recrystallization after hot deformed ${\gamma}-TiAl$ were quite different because two kinds of formation process were occurred depending on deformation condition. However, analyzed texture tends to be random orientation due to intermediate annealing up to ${\alpha}+{\beta}$ region during the hot deformation process. After additional heat treatment, microstructure transformed into fully lamellar microstructure and randomly oriented texture was also observed due to the same reason as before. Tensile test at room temperature demonstrated that anisotropy of mechanical properties were not appeared and transgranular fracture was occurred between interface of ${\alpha}_2/{\gamma}$. As a result, it could be suggested that microstructural features influenced much more than texture development on mechanical properties at room temperature.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.11a
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• pp.29-29
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• 2002

공구강 등 산업용 재료로 널리 사용되는 카바이드 계 재료는 입자 크기 및 분포에 따라 기계적 성질이 변화하므로, 이를 제어하고 조절하는 기술에 관하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 TiCN-WC-Co 복합초경계 에서 소결 공정 및 조성변화에 따른 입자 모양을 관찰하고 이에 따른 업자 성장 거동을 고찰하였다. 일반적으로 입자 조대화 양상과 고상 입자의 모양과는 밀접한 관계가 있다. 각진 입자의 경우에 는 계면이 원자적으로 singular 하여 원자의 홉착이 어렵기 때문에 임계값 이상의 성장 구동력을 받 는 몇몇 입자만 성장하는 비정상 입자 성장이 일어날 수 있다. 반면에 계면이 rough한 퉁큰 엽자의 경우에는 원자 홉착에 필요한 구동력이 존재하지 않아 성장 구동력을 받는 모든 입자들이 성장하기 때문에 정상 입자 성장을 하게 된다. 이와 같이 입자 모양에 따른 입자 성장 거동은 전체 미세구조를 결정하게 되며, 이에 따른 물리 화학적 물성을 변화시킨다. 이러한 입자 성장 원리를 적용하 면 복합초경계 (TiCN-WC-Co)에서도 입자성장이 억제되고 치밀한 소결체를 제조할 수 있을 것이다. 본 실험에서는 평균입도가 각각 0.1, 1.33, 2$\mu\textrm{m}$인 TiCN, WC, Co 분말을 사용하여 $((I00_{-x)}TiCN+_xWC)-30Co$ (wt%) 조성에서 TiCN/WC 비를 변화시키면서 업자 모양과 입자성장 거동을 관찰하였다. 청량된 분말은 WC 초경 볼로 밀렁하고, 건조한 후, 100 mesh 체로 조립화 하였다. 이 분말을 100 MPa의 압력으로 냉간정수압성형 하고 $10^{-2}$ torr의 진공분위기의 graphite f furnace에서 carbon black으로 packing 하여 액상형성 온도 이상에서 소결하였다. 소결된 시편은 경면 연마하여 주사전자현미경으로 미세 조직을 관찰하였다. TiCN-30Co 조성 시편은 corner-round 모양의 입자 모양으로 소결 시간 증가에 따라 빠른 입자 성장을 나타내었다 .(7STiCN+2SWC)-30Co 조성 시변의 경우 일반적으로 보고된 바와 같이 core/shell 구조를 나타내었으며, core는 TiC-rich 상이었고, shell은 (Ti,W)(C,N) 복합 탄화물 상이었다. WC 함량이 중가함에 따라 입자의 corner-round 영역이 증가하였으며 (SOTiCN-SOWC)-30Co 조성 근처에서는 거의 둥근 형태의 입자 모양을 나타내었다. 또한 TiCN - 30Co 조성 시편에 비하여 WC가 첨가된 시펀들은 작은 평균입자크기를 나타내었다. 본 연구의 결과는 shell 영역 조성 변화는 계면에너지 이방성과 기지상 내의 펑형 입자 모양을 변화시키고 나아가 입자 성장 속도 에도 영향을 미친다는 것을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.177-177
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• 2016

우수한 내식성을 가지는 Zn 박막은 자동차, 가전제품, 전자제품 등에 사용되는 철 생산품의 수명 연장을 위하여 널리 사용되어 왔다. 최근 개발된 Zn-Mg 합금 박막은 Zn나 Mg에 비해 우수한 내식성을 나타내는 Zn-Mg 합금상을 형성하기 때문에 순수한 Zn 박막이나 다른 Zn 계 합금 박막에 비해 우수한 내식성을 가진다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 다양한 합금상의 형성을 위해 Mg 중간층 두께를 제어하며 Zn/Mg/Zn 다층 박막들을 합성하였으며 열처리를 통한 합금상의 변화, 그에 따른 박막의 내식성에 관해 연구하였다. Zn/Mg/Zn 다층 박막은 총 $4{\mu}m$의 두께로 Mg 중간층의 두께를 변화하였으며 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 냉연강판 위에 합성하였다. 합성된 다층 박막은 다양한 Zn-Mg 합금상을 형성하기 위하여 진공로를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간 동안 어닐링 열처리를 실시하였다. 열처리 전, 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 미세조직과 조성은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)과 글로우 방전 분광분석기 (GDEOES)를 사용하여 분석하였다. 어닐링 열처리를 통한 Zn-Mg 합금상 형성이 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 동전위 분극시험과 EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 분석 실시하였다. FE-SEM과 GDOES 분석 결과, Zn/Mg/Zn 다층 박막들 각각의 중간층 Mg 두께는 1.5, 2.0, $2.5{\mu}m$ 였으며, 어닐링 열처리 후 중간층의 Mg이 상, 하부의 Zn 층으로 확산되면서 박막을 치밀한 구조로 변화시키는 것으로 확인되었다. XRD 분석 결과, 열처리를 하지 않은 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Mg 상의 피크의 강도 차이만 존재할 뿐 Zn-Mg 합금상은 형성되지 않았다. 그러나 열처리를 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서 $MgZn_2$ 합금상이 형성되었으며, 중간층 Mg 두께가 $1.5{\mu}m$ 이하인 박막에서는 Zn 상이, 초과하는 박막에서는 Mg 상이 잔존하는 것을 확인하였다. EIS 분석 결과, 열처리 후 박막의 전하이동저항 값은 증가하며 박막의 어드미턴스 값이 감소하였으며 Bode phase plot을 통해 열처리 후 시정수(time constant)가 높은 주파수 영역에서 형성 되는 것을 확인하였다. 이는 열처리 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막이 치밀해지고 내식성이 향상되었음을 나타낸다. 동전위 분극시험 결과에서도 마찬가지로 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들은 열처리 전 대비 내식성이 향상되는 것을 확인하였다. 열처리를 통한 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성의 향상은 우수한 내식성의 합금상의 형성과 박막 미세구조의 치밀화에 기인한다고 판단하였다. 또한 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Zn와 $MgZn_2$ 상들이 공존 할 경우 가장 우수한 내식성을 나타내었으며, 이는 $MgZn_2$와 Zn 사이의 적은 전위 차이로 인해 갈바닉 부식 효과가 감소되었기 때문으로 판단된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.6
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• pp.577-582
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• 1999

In order to make the electroconductive $Si_3N_4$-TiN composities, the Si-Ti(N) compacts were nitrided at $1450^{\circ}C$ for 20hours, and then they were post-sintered by a gas-pressure-sintering technique at 1TEX>$1950^{\circ}C$ for 3.5 hours. As starting powders, commercial si powder of about $10\mu\textrm{m}$, two types of Ti powders of 100 and 325 mesh, and fine-sized TiN of $2.5\mu\textrm{m}$ powders were used. In the $Si_3N_4$-TiN sintered bodies used Ti powders, the relative density and fracture strength and electrical conductivity are low due to the existence of large amounts of coarse pores. However, in the $Si_3N_4$-TiN composite used TiN powder, the fracture toughness, fracture strength and electrical resistivity were $5.0MPa{\cdot}m^{1/2}$, 624MPa and $1400{\omega}cm$, respectively. The dispersion of TiN particles in the composite inhibited the growth of $Si_3N_4$ in the shape of rod and made strong strain field contrasts at the $Si_3N_4$-TiNinterfaces. It was recognized that microstructural control is required to improve the electrical conductivity and mechanical properties of $Si_3N_4$-TiN composites by dispersing TiN particles homogeneously.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.2
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• pp.251-258
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• 1995

In an effort to increase the thermoelectric figure of merit by reducing the thermal conductivity, the unidirectionally solidified n-type (Bi, Pb)-Te based alloys which form a $Bi_{2}Te_{3}-PbBi_{4}Te_{7}$eutectic lamellar structure were investigated with the microstructural control at various solidification conditions. PbBi_{4}Te_{7}$ lamellae were grown on cleavage plane(0001) of $Bi_{2}Te_{3}$ and the interlamellar spacing decreased from 10.4 $\mu \textrm{m}$to 3.2$\mu \textrm{m}$ with growth velocity variation from 1.4 \times 10^{-4}$cm/sec to $8.3 \times 10^{-4}$cm/sec. Seebeck coefficient was constant, $\mid$$\alpha$$\mid$=29 $\mu$ V/K regardless of growth direction, growth velocity and temperature gradient. Electrical conductivity showed a tendency to decrease slightly with growth velocity and it parallel to growth direction was about three times as large as perpendicular direction. The figures of merit were varied differently from Seebeck coefficients and electrical conductivities depending on the growth direction, growth velocity and temperature gradients. They showed the relative increase in case of perpendicular direction compared with parallel to growth direction. It is believed to be due to the reduction of the thermal conductivity according to decrease of the interlamellar spacing.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.56 no.12
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• pp.861-869
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• 2018

To determine the origin of the inhomogeneous microstructure and texture observed in drawn and annealed high purity copper wires, two kinds of drawing process conditions and their influence was investigated. The regular condition, based on a symmetric die, and a condition designed intentionally to produce an inhomogeneous shear deformation using an asymmetric die were employed. The difference in intensity of <111>-<100> distributed texture between the two wires confirmed that the wire drawn under the asymmetric die condition experienced a higher amount of shear deformation. The extensive shear strain in the wire drawn under the asymmetric die condition gave rise to inhomogeneous primary and secondary recrystallization behavior. After annealing at $200^{\circ}C$, grains with <100> texture, which were larger than the surrounding recrystallized grains, were extensively present on one half circle of the wire drawn under the asymmetric die condition, while larger grains with <100> were sparsely observed around the middle region of the wire drawn under the regular condition. Interestingly, the area where the larger grains with <100> texture existed was identical to the area where the high shear strain occurred during drawing in both wires. During annealing at $400^{\circ}C$, grains with <112> texture started to grow abnormally at the center of both wires as a result of secondary recrystallization. After annealing at $900^{\circ}C$ grains with <112> due to secondary recrystallization occupied the entire region of the wire drawn under the regular condition. On the other hand, in the wire drawn under the asymmetric die condition and then annealed at $900^{\circ}C$, the <100> oriented grains as a result of the normal grain growth of the larger <100> grains which were observed after annealing at $200^{\circ}C$, coexisted with the abnormally grown <112> grains. These results indicate that dynamic recrystallization induced by the shear strain during drawing plays an important role in the inhomogeneity of the microstructure and texture of wires after annealing.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.20 no.1
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• pp.49-59
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• 1984

Optimizing investigation of characteristics of underwater welding by a gravity type arc welding process was experimentally carried out by using six types of domestic coated welding electrodes for welding of domestic marine structural steel plates (KR Grade A-1, SWS41A, SWS41B,) in order to develop the underwater welding techniques in practical use. Main results obtained are summarized as follows: 1. The absorption speed of the coating of domestic coated lime titania type welding-electrode became constant at about 60 minutes in water and it was about 0.18%/min during initial 8 minutes of absorption time. 2. Thus, the immediate welding electrode could be used in underwater welding for such a short time in comparison with the joint strength of in-atmosphere-and on-water-welding by dry-, wet-or immediate-welding-electrode. 3. By bead appearance and X-ray inspection, ilmenite, limetitania and high titanium oxide types of electrodes were found better for underwater-welding of 10 mm KR Grade A-1 steel plates, while proper welding angle, current and electrode diameter were 6$0^{\circ}C$, above 160A and 4mm respectively under 28cm/min of welding speed. 4. The weld metal tensile strength or proof stress of underwater-welded-joints has a quadratic relationship with the heat input, and the optimal heat input zone is about 13 to 15KJ/cm for 10mm SWS41A steel plates, resulting from consideration upon both joint efficiency of above-100% and recovery of impact strength and strain. Meanwhile, the optimal heat input zone resulting from tension-tension fatigue limit above the base metal's of SWS41A plates is 16 to 19KJ/cm. Reliability of all the empirical equations reveals 95% confidence level. 6. The microstructure of the underwater welds of SES41A welded in such a zone has no weld defects such as hydrogen brittleness with supreme high hardness, since the HAZ-bond boundary area adjacent to both surface and base metal has only Hv400 max with the microstructure of fine martensite, bainite, pearlite and small amount of ferrite.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.15 no.5
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• pp.276-281
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• 2005

We have investigated the effects of an external magnetic field on the growth direction and the grain size of electrochemically prepared CoPtP alloys. Electrodeposited CoPtP alloys were synthesized by appling an external magnetic field with 0 to 1 T to the perpendicular direction of the films. In the electrodeposited CoPtP alloys without external magnetic field, the growth direction of the alloys was mixed by fcc (111) and hop (002), but only hop (002) was observed in the alloys with 1 T external magnetic field. CoPtP alloys were grown as the columnar growth and the grain size increases with growing the alloys. With appling an external field, the grain size of the alloys was controlled less than 20 nm which is smaller than single domain of Co, and the easy axis of alloys, hcp (002) direction, was grown perpendicular to the films up to 200 nm. We could obtain the optimal thickness of the alloys and electrodeposition condition from the above results. Coercivity and squareness of CoPtP alloys taken out-of-plane are 6.1 kOe and 0.9, respectively. The magnetic properties of CoPtP alloys were measured by VSM, and the microstructural characterization and crystalline orientation measurement of the alloys were carried out by TEM and XRD.

• Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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• 2003.09b
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• pp.105-119
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• 2003

일반적인 로봇시스템은 자신이 이동해야 할 목표 지점을 자율적으로 생성할 수 없으므로 어떤 다른 시스템의 정보를 이용하여 주변을 탐색하거나 장애물을 인식하고 식별하여 자신의 제어전략을 수립한다. 그러므로 본 논문에서 제시한 시스템은 초소형 비행체를 이용하여 주위 환경과 자율 이동로봇의 위치 정보를 탐색할 수 있도록 시스템을 구성하였다 이러한 시스템의 성능은 로봇이 위치하고 있는 주위의 불완전한 정보로부터 적절한 결론을 유도해 낼 수 있어야 한다. 그러한 비선형적인 문제는 현재까지도 문제 해결을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 자율이동로봇의 행동 환경을 공간상의 제약을 받지 않는 비선형 시스템인 초소형 비행체에 극초단파(UHF16채널) 영상장치를 이용하여 호스트 PC로 전송하고 호스트 PC는 로봇의 현재 위치, 이동해야 할 목표위치, 장애물의 위치와 형태 등을 분석한다. 분석된 결과 파라메타는 RF-Module을 이용해서 로봇에 전송하고, 로봇은 그 데이터를 분석하여 동작하게 된다. 로봇이 오동작 또는 장애물로 인해 정확한 목적지까지 도달하지 못할 때 호스트 PC는 새로운 최단경로를 생성하거나 장애물을 회피 할 새로운 전략을 로봇에게 보내준다. 본 연구에 적용한 알고리즘은 초소형 비행체에서 탐지한 불완전한 영상정보에서도 비교적 신뢰도 놀은 결과를 보이는 A* 알고리즘을 사용하였다 적용한 알고리즘은 실험을 통하여 실시간으로 정보를 처리할 수 있었으며, 자율 이동로봇의 충돌회피나 최단 경로 생성과 같은 문제를 실험을 통하여 그 성능과 타당성을 검토하였다.delta}textitH]$를 도출하였다.rc}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 3은 0.123$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.017$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 4는 0.055$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.016$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 5는 0.031$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.015$\ell/\textrm{cm}^3$, 혼합재료 6은 0.111$\ell/\textrm{cm}^3$, 0.020$\ell/\textrm{cm}^3$로 나타났다. 3. 단일재료의 악취흡착성능 실험결과 암모니아는 코코넛, 소나무수피, 왕겨에서 흡착능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 다른 재료에 비하여 상대적으로