• 열처리공학회지
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• 제34권1호
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• pp.17-24
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• 2021

In this study, Ti-X (X=Mn, Fe, Mo) powder alloys were designed and manufactured by both powder metallurgy (PM) and metal powder injection molding (MIM) process to improve strength and formability compared to CP-Ti powder materials. It was found that the lamellar microstructure consisted of α and β phases was formed in PM-processed alloys. However, MIM-processed alloys showed not the lamellar microstucture but the equiaxed α + β microstructure. It was also revealed that the contents of X component and feedstock were not affected to microstructure evolution. The reason why different microstructure was appeared between PM-processed and MIM-processed alloys is not clear yet, but supposed to be the effect of intersticial elements such as C, H and N derived from feedstock during debinding process of MIM.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권2호
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• pp.143-149
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• 2021

In this study, (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution nanoparticles with a high zinc content are prepared by ultrasonic spray pyrolysis and subsequent nitridation. The structure and morphology of the samples are investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The characterization results show a phase transition from the Zn and Ga-based oxides (ZnO or ZnGa₂O₄) to a (GaN)_1-x(ZnO)_x solid solution under an NH3 atmosphere. The effect of the precursor solution concentration and nitridation temperature on the final products are systematically investigated to obtain (GaN)_1-x(ZnO)_x nanoparticles with a high Zn concentration. It is confirmed that the powder synthesized from the solution in which the ratio of Zn and Ga was set to 0.8:0.2, as the initial precursor composition was composed of about 0.8-mole fraction of Zn, similar to the initially set one, through nitriding treatment at 700℃. Besides, the synthesized nanoparticles exhibited the typical XRD pattern of (GaN)_1-x(ZnO)_x, and a strong absorption of visible light with a bandgap energy of approximately 2.78 eV, confirming their potential use as a hydrogen production photocatalyst.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.47-55
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• 2022

Tungsten carbide is widely used in carbide tools. However, its production process generates a significant number of end-of-life products and by-products. Therefore, it is necessary to develop efficient recycling methods and investigate the remanufacturing of tungsten carbide using recycled materials. Herein, we have recovered 99.9% of the tungsten in cemented carbide hard scrap as tungsten oxide via an alkali leaching process. Subsequently, using the recovered tungsten oxide as a starting material, tungsten carbide has been produced by employing a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) method. SHS is advantageous as it reduces the reaction time and is energy-efficient. Tungsten carbide with a carbon content of 6.18 wt % and a particle size of 116 nm has been successfully synthesized by optimizing the SHS process parameters, pulverization, and mixing. In this study, a series of processes for the high-efficiency recycling and quality improvement of tungsten-based materials have been developed.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권5호
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• pp.411-417
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• 2022

Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo₂O₄/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm² and a low Tafel slope (49.06 mV dec^-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba_0.85 Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권2호
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• pp.169-179
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• 2024

양자점 패터닝 기술은 최근 QLED, 센서, laser, 태양전지, 양자컴퓨터 등을 포함한 광전자 응용분야에서 많은 수요가 예상되고 있다. 최근 양자점 패터닝을 위한 다양한 기술이 등장했지만 여전히 실제 산업에 적용에는 힘든 실정이다. 1~100 ㎛에 걸친 다양한 패턴 크기를 구현할 수 있는 전사프린팅은 대면적화가 어렵고 공정과정 중 발생할 수 있는 양자점 필름의 불완전한 박리 문제로 인한 패터닝 수율 문제가 보고 되고 있다. 기존 반도체 공정을 활용할 수 있는 포토리소그래피를 활용한 양자점 패터닝은 초고해상도로 픽셀을 패터닝 할 수 있다는 장점이 있지만, 포토레지스트를 제거하기 위해 쓰이는 용매에 의해 양자점 패턴 자체가 손상될 수도 있고 오염되어 광 효율이 낮아질 수 있다는 우려가 있다. 포토레지스트를 사용하지 않고 양자점의 용해도를 활용한 직접 광경화 공정이 주목받았지만, 패터닝 과정 중 생기는 결함과 비방사성 재결합으로 인해 양자점의 발광 효율이 떨어진다는 단점이 있어 표면 처리 등의 연구가 더욱 요구된다. 잉크젯 프린팅은 대면적화가 쉽고 상대적으로 경제적이라는 장점이 있으나 패턴의 불균일성과 낮은 해상도의 단점이 있다. 다양한 양자점 패터닝 방법 기술개발을 통해 QLED 소자에만 국한되는 것이 아니라 태양전지, 양자 통신, 양자 컴퓨터 등에도 적용이 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.206-213
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• 1998

순첨분말에 $(CuNO_3)_2$, $Ni(NO_3)_2)_2$, $(NH_4)_6Mo_7O_{24}$를 이온확산시켜 부분확산합금강분으로 제조하고, Cu, Ni, Mo의 함량에 따른 성형성, 소결성, 기계적특성을 조사하였다. 연구결과 각각 Cu 1.50wt%, Ni 1.75wt%, Mo 0.50wt%일 때, 경도 및 인장강도는 우수하고, 수축률의 변화는 거의 없음을 알 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 Cu 1.50wt%, Ni 1.75wt%, Mo 0.50wt%가 함께 이온확산된 부분합금강분을 제조하여 특성을 조사하고, 스웨덴의 Hoganas사에서 수입되고 있는 부분합금강분(distalloy AB/ sub /)과 성형성, 소결성 및 기계적 특성을 비교하여 분석한 결과 본 연구방법에 의해 제조된 것이 성형성이 우수하고, 소결치수의 변화가 거의 없었으며, 같은 소결밀도 및 소경온도 조건에서 인장강도는 $15~20Kg/\textrm{mm}^2$, 경도는 Hv20-30 더 크고, 열처리 하였을 때도 경도 및 인장강도가 좀 더 양호한 결과를 얻었다.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.945-951
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• 1994

분말야금법으로 제조된 $SiC_{p}$/6061 Al 복합재료의 열간 압출가공에 있어서 압출성에 미치는 빌렛의 특성과 압출조건의 영향에 대하여 조사하였다. 압출가공성의 난이도를 판단 할 수 있는 기준이 되는 최대압출력과 변형저항 값($K_{w}$)은 350ton 압출기를 이용한 압출압력의 측정과 Watanabe등의 경험식에 의해 도출되었다. 6061Al합금기 복합재료 빌렛의 전단변형저항고 압출압력은 강화재($SiC_{p}$)의 부피분율이 증가함에 따라 증가하고 있으나, 증가되는 비율은$SiC_{p}$인 경두가 $SiC_{w},Al_{2}O_{3f}$/보다 작았다. 강화입자 크기가 작을 수록 변형저항 값이 증가하였고 압출성도 양호하였다. 변형저항 값의 증가는 기지금속의 가공경화에 기인하며, 최대압출력을 나타내는 피이크는 강화재의 입자가 미세할 수록, 즉 가공경호가 클 수록 뾰족한 형상을 나타내었다. 압출온도가 증가할 수록 변형저항 값이 낮아져서 작은 압출력으로도 복합재료의 압출이 가능하나, $500^{\circ}C$이상인 경우 압출재 표면에 극심한 tearing현상이 발생하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제13권2호
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• pp.40-47
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• 1993

분말 야금법에 의해 제조된 SiC휘스커 강화 2124알루미늄 복합재료(SiCw/2124 Al)에 피로하중이 작용할 경우 복합재료의 계면에 있어서의 전위의 집적현상으로 인해 피로손상에 매우 민감하다. 그러나 이와같은 계면에 있어서의 전위의 집적현상으로 발생하는 피로미소균열의 검출 및 그 특성 평가에 대해서는 종래의 초음파 기술로서는 많은 문제점이 지적되고 있다. 본 논문은 SiC 휘스커 강화 알루미늄 복합재료에 있어서의 초기 피로손상을 평가하기 위하여 최근 새로운 비파괴 기법인 선집속 빔초음파 현미경의 적용 가능성에 대하여 연구하였다. 이를 위해 SiCw/2124 Al 복합재료 시험편에 대해 하중제어하에서 누설표면파와 누설유사표면파의 속도를 V(z)곡선으로 부터 FFT해석으로 구해 그 특성에 대하여 검토하였다. 또 주파수 5MHz에 대한 종래의 표면파 기법에 의하여 얻어진 결과와 고주파 초음파 현미경에 의하여 구해진 결과를 비교 검토 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권3호
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• pp.231-237
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• 2000

공업용 서멧 절삭공구는 다성분계 탄화물과 강자성체(ferromagnetic material)인 철족의 Co, Ni 결합상 금속으로 구성 되어 있다. 본 연구에서는 새로운 시도로서 금속 결합상 량과 소결조건에 따른 TiCN계 서멧의 자기적 특성의 측정에 의한 기계적 성질의 평가방법을 연구하였다. 실험에서는 결합상이 다른 상용 서멧조성의 합금을 분말 야금법에 의해 제조하였다. 소결된 서멧의 자기적 특성은 합금의 조직과 탄소량에 따라 크게 변화하였다. 포화자화(magnetic saturation, $4{\pi}\;{\sigma}$)와 항자력(coercive force, Hc)은 비례하였으며, 고탄소 소결합금에 있어서는 Co-Ni 결합상에서의 W, Mo, Ti등의 용매원자의 농도가 낮아짐에 따라 포화자화는 증가하였다 항자력이 높을수록 경도는 증가하였고, 서멧의 강도 및 인성은 포화자화가 증가할수록 우수하였다. 서멧공구에서 자기적 특성을 측정하여 기계적 성질을 비파괴적으로 평가할 수 있었다.