• 한국주조공학회지
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• 제28권4호
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• pp.175-178
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• 2008

우주선, 항공기, 수송차량 등은 기능은 집적 다양화 그리고 성능의 고도와 됨에 따라 에너지 효율성을 위해 구조부재의 경량화가 중요성은 증가되고 있다. 경량화 구조부재 재료 중에는 알루미늄 합금, 세라믹, 복합재료 등이 개발되어 우주선, 항공기, 수송차량 구조부재에 적용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이들 중, 20세기 초 알루미늄합금이 초 경량화 구조부재로서 많이 이용되었다. 본 논문에서는 경량화 재료 중 이방성을 가지는 복합재료를 구조부재에 적용하였다. 그러나 구조부재에 적용되기 위한 이방성 복합 재료는 강한 충격 이후 취성의 특징 때문에 하중과 흡수에너지가 급속히 감소하는 단점을 가지고 있다. 그래서 이방성 복합재료의 각 층간을 완전히 접합하여 성질이 매우 우수한 부재를 제작할 수 있는 Autoclave 성형법으로 제작하였다. 이방성 복합재료 중 CFRP를 설계 메커니즘 변수에 따라 Autoclave 성형을 하고 하중과 흡수에너지가 높음 평가하기 위해 굽힘실험을 하였다.

• 한국재료학회지
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• 제7권6호
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• pp.464-471
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• 1997

Melt-overflow 급냉응고장치를 이용하여 두께 약 300$\mu\textrm{m}$, 폭 10mm의 Mg-Zn합급 스트립을 연속적으로 제조하였다. 또한 알루미늄을 첨가하여, 첨가원소에 따른 결정립미세화와 기계적강도에 미치는 영향을 조사하였다. 스트립의 미세응고조직은 전자현미경(TEM, SEM)과 image analyzer를 이용하여 분석하였으며, 경도시험으로 기계적특성을 평가하였다. Mg-5wt%Zn합금 스트립의 경도는 결정립크기의 제곱근에 반비례하여 급냉응고에 의한 결정립미세화 효과로 같은 조성의 일반주조 합금보다 2배 이상의 높은 경도값을 가지며, 알루미늄을 첨가함으로서 2배 정도의 결정립미세화 효과를 얻어 경도가 더욱 증가하였다. 결정입계를 따라 생성된 금속간화합물은 마그네슘화합금의 입계부식을 방지하여 우수한 내식성을 갖는다. 따라서 적절한 합금설계와 급냉응고법을 적용시키면 마그네슘합금의 취약성을 보완하며 경량성의 장점을 최대한 활용할 수 있다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2001년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.199-201
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• 2001

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.70.1-70.1
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• 2018

자동차를 포함한 수송기기, 전기 및 전자산업에 있어 경량화, 소형화, 고성능화와 함께 에너지 및 원가절감을 위한 노력이 활발하게 이루어지고 있다. 알루미늄은 신소재 및 고효율 제조공정 개발을 위한 합금설계기술, 용해/주조 기술, 가공기술, 열처리 기술, 시험평가 기술, 시뮬레이션 기술에 대한 전방위적인 연구가 진행되고 있다. 최근 프리미엄 자동차 시장에 고강도 알루미늄을 이용한 휠 시장이 폭발적으로 증가하고 있다. 2010년 전세계 자동차 휠 시장 규모는 56조원으로 알루미늄 휠 시장 규모는 약 19조원으로 점차 증가하고 있으며, CO2 배출 및 연비 증가에 대한 시대적 요구에 의해 수송기기의 경량화 및 주행 성능 향상으로 알루미늄 휠 시장 규모는 해마다 증가하고 있다. 7xxx 계열의 알루미늄 합금을 이용해 PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) 혹은 MAO (Micro Arc Oxidation)를 이용해 표면처리를 수행하였다. 표면처리는 Silicate, Vanadate 및 Phosphate 등의 전해액을 선택적으로 사용하였으며, AC 200 ~ 500 V의 전압 조건 범위에서 CV 모드로 전류를 인가하였다. 형성된 표면 산화층은 산화막 두께 분석, 내마모 특성 평가, 염수분무 평가, 전기화학 평가(Potentiodynamic Polarization) 등을 통해 표면 산화층 분석을 진행하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.44-44
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• 2011

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조 주조재 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근에는 포스코에서 AZ31 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. 포스코에서 판재로 생산되는 합금은 AZ31합금이 주종이며, AZ61 합금의 경우도 일부 생산이 시도되고 있으며, 향후 다양한 합금의 판재의 개발이 진행될 예정이다. 마그네슘 합금은 화학적 활성이 커서 내식성 확보를 위한 표면처리가 필수적이며, 내식성의 확보가 상업적 적용을 위하여 필수적이다. 기존의 마그네슘 합금의 표면처리 방법은 주로 AZ91D의 다이캐스팅재에 집중되어 왔으며, 포스코에서 생산되는 AZ31의 스트립 캐스팅재의 표면처리는 합금의 차이로 인하여 새롭게 공정이 개발되어야 한다. AZ31 마그네슘 합금 판재는 경량화가 요구되는 분야에 사용되는 것을 목표로 설계되어 상업화가 추진되고 있으며, 이의 적용을 위해서는 마그네슘 판재의 내부식성을 제어하는 표면처리 공정이 필수적이다. 표면처리에서는 강판 및 알루미늄판재의 표면처리 공정에 이용되는 화성처리-전착도장 공정에 따라야 하겠지만, 산 용액에 매우 취약한 마그네슘 소재의 특성상 같은 처리 조건을 적용하기 어렵다. AZ31 마그네슘의 합금의 표면처리에서 자동차 공정에 적합한 화성처리는 본격적으로 연구되어 있지 않으며, 합금의 차이에 따른 표면거동이 다른 경향을 보인다. 자동차용 표면처리에서 AZ31에 적합한 화성처리 단일 공정을 확보하는 것이 중요하며, 또한 Al-Mg, Mg-Mg계 등 시스템 구성에 따른 연구개발이 필요할 것이다. 본 발표에서는 AZ31 판재를 이용한 자동차 부품 가공에서 고려하여야 하는 표면처리 이슈에 대하여 논하고자 한다.

• 한국주조공학회지
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• 제6권2호
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• pp.104-115
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• 1986

I A쪽과 II A쪽이 Al-Si 합금의 공정조직개량 처리에 효과적인 것은 잘 알려진 사실이나 Na(Sodium)과 Sr(Strontium)만 상업적으로 쓰여지고 있다. 그러나 휘발성과 산화하기 쉬운점때문에 Na 은 그 양을 정확하게 조절하기가 어렵고 특히 온도가 높은 경우 더욱 곤란하나 Sr 은 휘발성이나 산화성은 없으나 micro-또한 macro-porocity의 주 원인으로 보고 되고 있다. 희토류 금속 (예 : Cerium, Lanthanum,etc )도 개량처리 효과가 있다는 논문들(ref. 2, 3, 4, 5) 이 있고, 계속 연구되어 오고 있으나 그 세부사항과 효율성에 관해 정립된 바가 없다. 이런 연유로 Al-Si 합금의 생산을 위한 개량 처리제로서의 희토류 금속의 역할에 대해 구체적이고 세부적인 개량처리기구의 구명을 위해 이 연구가 이루어졌다. Al-Si 합금 356가 채택된 이유는 상업적 Al 주물의 생산을 감안해서 였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.4963-4967
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• 2012

본 연구에서는 마그네슘 합금 AZ91D를 소재로 18인치 휠을 개발하고 동일사양의 알루미늄 휠과 해외 시판중인 마그네슘 휠과 기계적인 성질을 비교하였다. 저압주조 방식에 의해 18인치 마그네슘 휠 시제품을 제작하여 동일 사양의 알루미늄 휠 대비 26% 의 경량화를 이룩하였고, 신판 마그네슘 휠 대비 동등 수준의 연신율, 인장강도, 경도를 달성하였다. 향 후 주조와 열처리 공정 개선을 통해 항복강도 향상이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.139-139
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• 2017

최근 환경오염 문제로 인한 연비 규제 강화 속도가 빨라지고 있으며 이에 따른 연비 향상 기술이 크게 대두 되고 있다. 연비 향상 기술 중 경량화 방안소재로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 비철금속을 주로 사용하고 있으며, 이중 알루미늄은 다른 경량화 금속소재보다 우수한 경쟁력을 가지고 있다. 하지만 경제적인 측면에서 철 대비 비용적인 어려움을 가지고 있고 용접성이 떨어지기 때문에, 자동차 부품의 일부만 알루미늄 소재를 선택하여 사용하고 있는 실정이며 알루미늄의 높은 이온화 경향으로 인해 기존 자동차 철강 소재와 접촉 시 쉽게 부식되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 알루미늄의 금속원소를 첨가하는 연구가 지속적으로 개발 되고 있다. 알루미늄 합금에서 마그네슘의 첨가는 좋은 용접성과 내식성, 강도를 향상시킨다. 하지만 3%이상의 마그네슘 첨가는 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상이 석출되게 되며, 입계에 연속적으로 형성된 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상은 응력 부식 균열 (Stress corrsion cracking)과 입계 부식(Intergranular corrosion)을 야기하는 결과를 가져온다고 알려져 있다. 이 문제를 해결하기 위해 Al 5000계열 합금의 Zn의 첨가를 통해 ${\tau}(Al_xMg_yZn_z)$을 입계에 석출시켜서 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$상의 석출을 방지함으로써 내식성을 향상시키거나 Al 5000계열 합금의 열처리를 통해 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상을 고용시킴으로써 응력부식균열의 발생을 억제하는 연구도 있다. 하지만 열처리 후 Polarization test를 이용한 내식성 연구는 잘 안 알려져 있다. 따라서 이번 연구에서는 Al5000계열의 주조한 합금을 DSC분석을 통하여 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상의 고용 온도가 약 $470^{\circ}C$라는 것을 확인한 후, 실온에서 $100^{\circ}C/hr$으로 가열하고 조건에 따라 $450^{\circ}C$에서 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 30시간 항온 유지시킨 후 공냉을 진행하였다. 열처리를 마친 시편은 에폭시를 이용하여 마운팅 하였으며, 시편표면을 2000#까지 연마 후 증류수로 세척한 다음 질소를 이용하여 건조 후 분극 시험을 진행하였다. 3.5wt% NaCl 용액에서 분극 곡선을 통해 부식거동을 확인한 결과 24시간까지 시간이 증가 할수록 내식성이 우수해지는 것을 확인하였으며, 추가적으로 조직사진, SEM & EDS 분석과 XRD, TEM 분석을 통해 내식성은 입계에 존재하는 Mg의 조성이 감소하게 되면 내식성이 향상되는 것을 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1599-1604
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• 2012

주조공정에서 발생하는 수축공과 같은 내부 결함은 일반적으로 응력집중을 발생시키며 균열의 시작점이 되므로 충격과 같은 기계적 거동에 있어 결함의 영향을 이해하는 것이 중요하다. 본 연구는 주조 알루미늄 합금의 충격 거동에 대한 내부 수축 결함의 영향을 실험적 방법과 전산 해석을 이용하여 비교 및 평가하였다. 시편의 내부 결함은 주조 후 산업용 CT 장비를 통해 검출하였으며 추출된 결함은 형상단순화법에 의해 타원체로 단순화하고 충격 해석을 위한 전산 해석을 수행하였다. 그 결과 본 연구에서 제안한 방법으로 내부 결함을 포함한 주조품의 충격 거동을 실험과 유사하게 예측함을 확인할 수 있었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 압출 및 인발 심포지엄
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• pp.66-74
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• 1999

일반적으로 압출용 빌렛트제조에는 빌렛트상하의 품질변화로 수평연속주조법이 사용되지 않고 있지만 전자기교반법을 이용할 경우 이러한 단점이 없어진다. 따라서 전자기교반장치를 설치한 수평연속주조장치를 이용하여 연주빌렛트를 제조하였다. 최대자속밀도가 1000Gauss 인 전자기교반장치를 설계 제작하였으며, 간접냉각방식의 흑연몰드에서 알루미늄합금을 사용하여 건전한 연주빌렛트를 제조할 수 있는 여러 공정조건을 조사 검토하여 직경 70mm의 기포가 없고 표면이 미려한 등축정을 가진 연주빌렛트를 제조하였다. 인출속도에 따른 수평 연속주조 빌렛트의 표면, 용탕유동라인 및 조직을 검토한 결과 평균인출속도 20mm/min에서 40mm/min까지 아주 미려한 표면특성을 가졌으며, 인출속도가 빠르면 유동라인이 표면에서 중심 쪽으로 완만한 기울기를 가지게 되어 표면응고층이 얇아져 빌렛트가 고액계면에서 끊어지게 되며, 조직미세화는 인출속도가 클수록 미세화되었으나, 결정구상화정도는 인출속도가 빠를수록 악화되었다.