현재, 표면개질에 주로 많이 사용되는 레이저는 세 종류로서, C $O_{2}$$laser(파장길이:10.6.\mum),$ Nd:YAG(neodymium-doped yettrium aluminum garnet) $laser(파장길이:1.06.\mum)$ 및 excimer laser(157~350nm) 등이다. 이 외에도 초기에는 ruby레이저빔이 사용되기도 하였으나, 현재는 많이 사용되고 있지 않다. 레이저 빔에 의한 표면개질에는 몇가지 장점이 있는데, 이러한 장점은 주로 급속가열과 급속냉각 효과에 기인하는 것이다. 즉, 1) 급냉효과에 의한 미세한 결정입자 형성, 2) 불안정상 (metastable phase) 또는 비정질 상 생성, 3) 열역학적 용해도 보다 높은 용해도. 4) 편석이 없는 균질한 미세조직, 5) 극히 낮은 기공도, 6) 좁은 열영향 부위, 7) 표면층과 모재 사이의 높은 결합력 등이다. 이 외에도 공정상의 장.단점들이 Ref.5, 6에 잘 요약 정리되어 있다. 지금까지 국내에서 레이저 표면개질에 대한 조사가 몇몇 있었으나, 본 조사에서는 보통 많이 다루어지지 않은 부분, 즉 충격경화 및 표면제어에 비중을 두었으며, 비용융 부분(I)과 용융부분(II)을 분리하여 정리하였다.
Shaped Charge's penetration performance is depended on the shape of warhead and explosive, liner materials. The liner that manufactured to small homogeneous grain increase the penetration performance and decrease the deviation of penetration performance. This texture is obtained by forging process but, creating the process that remove crack and get small homogeneous grain is very hard. In this study, We success to get the homogeneous small grain texture through appling the most suitable process by DEFORM CODE analysis.
타겟-모재간 거리를 변수로 하여 마그네트론 스퍼터링법에 의해 CrN 박막을 합성하고 미세구조 및 물성을 평가하였다. 타겟-모재간 거리 85mm 및 180mm에서 CrN 박막을 합성하였으며, 합성된 코팅막의 내식 특성을 평가하기 위해 양극분극시험을 수행하였다. 타겟-모재간 거리 변화에 따른 미세구조 변화를 관찰하기 위해 주사전자현미경을 이용하여 박막의 파단면 조직을 관찰하였으며, XRD 분석을 통해 상천이 거동을 관찰하고 이를 물성 결과와 비교 분석하였다.
ZnO는 비선형 전류전압 특성으로 인해 급작스런 과전류로부터 회로를 보호하는 바리스터로 널리 사용되고 있다. 이러한 바리스터의 전기적 특성 및 미세조직을 제어하기 위하여 다양한 첨가물을 넣은 ZnO 바리스터의 미세구조에는 대부분의 입자에 wurtzite 구조의 결정학적 극성이 바뀌는 inversion boundary (IB)가 존재한다. ZnO의 비선형 전류전압 특성이 반도성의 ZnO 입자간 계면에 형성되는 쇼트키 장벽에 기인함을 감안할 때 계면의 결정화학적 특성에 영향을 주는 IB에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구에서 IB가 ZnO 바리스터의 성능에 미치는 영향을 규명하기 위하여 ZnO-$Bi_2O_3$에 각각 $Sb_2O_3$ 또는 $TiO_2$ 를 첨가하여 결정학적 특성이 서로 상반되는 IB를 유도하였고, 첨가량을 조절하여 모든 입자가 IB를 가지도록 하였다. 화학 에칭을 한 시편의 SEM 관찰을 통해 입자의 형상, 크기, 분포 및 IB의 결정학적 특성 등을 분석하였다. 각 시편의 바리스터 특성은 임피던스의 온도 의존성과 상온에서의 전류-전압 특성을 통해 평가하였다. 관찰된 전기적 특성들을 입내 IB의 결정학적 구조와 이로부터 결과되는 입계면의 극성의 차이를 통해 해석하고자 한다.
반응고 금속의 반응용 성형법은 그 우수한 성형성으로 생산공정에 있어 주조나 단조와 같은 일반 성형법에 비해 많은 장점을 가지고 있는 반면, 정밀한 공정 변수 제어가 요구되므로 실용화에 있어 크게 제한 받고 있다. 본 연구에서는 반응고 금속인 A356합금을 사용하여 밀폐형 가압 성형 전후의 기계적 특성의 변화를 관찰하여, 가압 성형시의 정확한 공정 변수 제어가 이루어지지 않았을 경우에 일어날 수 있는 기계적 특성의 감소 원인이 가압 성형에 의한 미세조직의 응집과 조대화에 있음을 미세조직과 파단면 관찰을 통하여 규명하였다. 또한 가압 성형 후 본 연구에서 \`반응고 열처리\`라 명명한 후 처리 공정을 적용하여 인장 특성을 향상시킬수 있었다.
최근 컨테이너 선박의 초대형화로 극후물 고장력 강재인 항복응력 460MPa급 고장력강인 EH47이 개발되었다. 두께 80mm의 극후물 용접에서 용접생산성 향상을 위하여 EGW/FCAW로 양면 용접이 검토되고, 입열량은 최대 300kJ/cm의 대입열 용접이 요구된다. 이를 위해서는 강재 및 용접재료 모두 300kJ/cm 용접부 성능이 선급 규격을 만족하여야 함은 물론 마지막 조립단계에서 적용되기 때문에 용접재료의 용접작업성도 매우 크게 요구되고 있다. 먼저 대입열 용접금속에서 요구되는 저온 충격인성($vE_{-20^{\circ}C}{\geq}57J$)을 만족하기 위하여는 용접금속의 미세조직 제어가 필요하며, 특히 조대한 입계페라이트 생성을 억제하고 미세한 입내 페라이트를 균일 분포하는 것이 중요하지만, 이를 위해 용접금속의 소입성이 지나치게 높이면 경화조직인 베이나이트 분율이 증가하여 오히려 용접금속 저온 충격인성을 저하시키므로, 적절한 용접금속의 성분 제어가 중요하다. 한편 용접부는 선급에서 요구하는 최소 강도인 570MPa를 만족하기 위하여 용접금속의 소성구속 현상을 활용하여 용접부 인장강도를 확보 할 수 있음을 확인했다. 이를 위해서는 용접금속의 적정한 경화도 확보가 필요하였다. 전술한 바와 같이 대입열 용접금속 저온 충격인성 확보와 용접부 강도 측면을 고려하여 용접금속 최적의 탄소당량 범위를 제시코자 하였다. 한편 용접재료의 용접작업성은 EGW용접의 용적이행 현상은 자유비행이행으로 이루어지고 있으며 특성상 용접중 용적과 용융지 사이에 많은 순간단락 현상을 동반하고 있으며, 슬래그 유동이 불안정하면 아크 꺼짐 현상도 관찰되고 있다. 따라서, 현장용접시 원할한 용접작업성을 확보할 수 있는 평가 기준으로써 아크 전류 및 전압의 변동 정도를 설정하고, 용접재료의 용접작업성 확보 기준을 제시코자 하였다.
자동차 휠, 멤버 등의 소재로 사용되는 인장강도 580MPa급 열연강판의 버링성형성을 향상시키기 위하여 강판의 신장 플랜지성(stretch-flangeability)에 대한 미세조직 및 열간압연후 냉각인자의 영향에 대하여 검토하였다. 열간압연후 3단 냉각제어 및 권취온도의 극저온화에 의하여 신장플랜지성이 우수한 페라이트-베이나이트 복합조직강의 제조가 가능하며, 3단 제어냉각에서 강판의 온도를 $Ar_3$ 직하의 페라이트변태역에서 일정 시간 유지하면 페라이트 변태 및 NbC의 석출이 조장됨을 확인하였다. 페라이트-베이나이트 복합조직 열연강판의 우수한 신장플랜지성은 3단 냉각 및 극저온 권취에 의한 등축 페라이트 분율의 증가, 입계 세멘타이트의 미세화 및 구성 상간의 경도차 저하에 의하여 타발공정에서의 미소균열 생성 및 전파가 억제되기 때문인 것으로 판단되었다. 아울러 0.08wt%C-1.5wt%Mn-0.04wt%Nb 성분계를 이용하여 제조된 인장강도 580MPa급 페라이트-베이나이트 복합조직 열연강판은 연신율 22% 이상, 구멍확장율 (신장플랜지성) 90% 이상의 재질특성을 가지며, 버링비 60% 이상의 자동차 휠 디스크에 적용 가능한 것으로 판명되었다.
가스터빈용 단결정 주조 블레이드는 기포 및 Freckle등과 같은 주조결함이 없어야 하며, 수지상, ${\gamma}$'크기와 모양에 따라 화학조성이 다르며, 기지와 공정조직을 각각 2영역 및 3영역으로 분류할 수 있었다. 또한, Ti는 첨가원소호서 조직제어에 매우 중요한 역할을 하였다.
Y-BA-Cu-O계 고온초전도체의 미세조직을 가공과 열처리로써 제어하여 조직의 배향화와 치밀화를 기하여 높은 임계전류밀도($J_c$)를 갖는 초전도체의 개발을 목적으로sinter forging법으로 Y-BA-Cu-O/Ag 고온초전도복합체를 제조하였다. sinter forging을 통하여 고온 초전도체의 미세조직의 texture화를 가져왔으며, 이 경우 (123)결정립의 C축 방위가 단일축의 압축방향으로 배향화 되었다. 한편, texture의 orientation facter는 고온일수록, 압력이 클수록 크고, 조직의 배향화도 뚜렷하였으며 그에 따라 $J_c$역시 증가하였다. 이러한 결과로 미루어 결정의 배향도는 $J_c$를 좌우하는 중요한 변수라고 사려되었다. 또한 sinter forging 시킨Y-MA-Cu-O/Ag 복합체의 on set온도는 sinter forging온도에 크게 의존치 않았으나, 고온일수록 off set 온도($T_c\;^{zero}$)가 다소 떨어졌다. 한편, 첨가된 Ag는 주고(123)결정입계에 존재하였으며, 이들이 (123)결정립간의 결합을 촉진시켜 임계전류밀도를 크게 향상시켰으며, Y-BA-Cu-O/Ag 복합체의 $J_c$는 2,000 A/$\textrm{cm}^2$ 이상이었다.
대용량 전력저장용 황화나트륨 기반의 전지를 개발함에 있어서 베타 알루미나 고체 전해질 튜브와 알파 알루미나 셀 캡 간의 물리적 접합을 위해서는 세라믹-세라믹 접합용 씰링 글라스 후막 페이스트가 필요하다. 본고에서는 글라스 프릿 분말의 입도, 열처리 조건이 씰링 글라스의 열처리 후 미세구조 특히 기공율과 그 분포에 미치는 영향을 연구하였다. 씰링 글라스 분말의 입자가 클수록 열처리 후의 글라스의 미세 조직상에서의 기공율 및 기공의 수가 감소하였으며, 열처리 온도가 증가 할수록 기공의 수가 감소하는 반면 기공의 크기는 증가함을 확인하였다. 이로써 글라스 씰란트의 제조에 있어서, 글라스 페이스트용 글라스 프릿 분말의 입자 크기와 씰링 열처리 온도의 적절한 선정에 의해 글라스 씰링부의 미세구조에서 기공율과 기공의 분포 및 기공의 수를 제어할 수 있음을 보여주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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