• Composites Research
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• v.20 no.4
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• pp.9-17
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• 2007

Powder metallurgy has been employed for the development of SiC particle reinforced aluminum metal matrix composites by means of hot isotropic pressing and vacuum hot pressing. A material model based on micro-mechanical approach then has been presented for the processes. Densification occurs by the inelastic flow of matrix materials during the consolidation, and consequently it depends on many process conditions such as applied pressure, temperature and volume fraction of reinforcement. The model is implemented into finite element software so that the process simulation can be performed enabling the predicted relative density to be compared with experimental data. In order to determine the performance of finished products, further tensile test has been conducted using the developed specimens. The effect of internal void of the materials on mechanical properties therefore can be investigated.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.222-222
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• 2003

나노크기 금속입자가 분산된 세라믹 나노복합재료는 향상된 기계적 특성과 함께 독특한 전기적, 자기적 특성을 보여주어 새로운 기능성 재료로의 응용가능성을 갖고 있다. 그러나 소결 중의 반응이나 입자성장 등으로 형성된 반응상 또는 조대한 입자상이 세라믹 기지의 입계 등에 존재한다면, 나노크기 금속상 분산에 의한 기계적 특성의 향상과 독특한 기능성 부여라는 장점들이 없어지게 된다. 따라서 요구되는 특성을 구현할 수 있는 금속분산 나노복합재료의 제조를 위해서는 미세조직 제어를 위한 최적의 제조공정 확립과 미세조직과 특성 등의 관계에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 기지상으로 A1$_2$O$_3$를, 분산상으로는 저융점 금속이며 일반적인 A1$_2$O$_3$의 가압소결시에 (약 140$0^{\circ}C$) 액상으로 존재하는 금속 Cu를 선택하여 조성이 5 vol% Cu가 되도록 복합재료를 제조하였다. $Al_2$O$_3$와 CuO 원료분말들은 습식 및 건식 볼 밀링을 통하여 균일한 분말혼합체로 제조되었다. 혼합분말은 열간가압소결기 내에 장입한 후 35$0^{\circ}C$에서 30분 동안 H$_2$가스를 흘려주며 CuO를 Cu로 환원 처리하였다. 계속해서 H$_2$분위기를 유지하며 승온한 후, 각각 1000-145$0^{\circ}C$에서 분위기를 Ar 으로 치환하였다. 소결은 145$0^{\circ}C$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.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.18 no.1
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• pp.15-21
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• 2008

SiC has an excellent resistance to oxidation and corrosion, high temperature strength and good thermal conductivity. However, it is difficult to density because of its highly covalent bonding characteristics. Hot-press sintering process was applied to fabricate fully densified SiC ceramics with carbon and boron addition as a sintering additive. The addition of carbon improved the mechanical properties of SiC because it could induce a fine and homogeneous microstructure by the suppression of abnormal growth of SiC grain. Also, the addition of carbon could control the phase transformation of SiC. The phase transformation of 6H to 4H increased with sintering temperature but the addition of carbon decreased that kind of phase transformation.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.6 no.2
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• pp.238-246
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• 1996

High-density SiC-AIN solid solutions were fabricated from powder mixtures of $\beta$-SiC and AIN by hot-pressing in the 1870 to $2030^{\circ}C$ temperature range. The reaction of AIN and $\beta$-SiC (3C) powder transformed to the 2 H (wurzite) structure appeared to depend on the temperature and SiC/A1N ratio and seeds present. The crystalline phases consisted of a SiC-rich solid-solution phase and an A1N-rich solid-solution phase. At $2030^{\circ}C$ for 1 h, for a composition of 50 % AIN/50 % SiC with a seeding of $\alpha$-SiC, the complete solid solution could be obtained and the microstructures are equiaxed with a relatively homogeneous grain size of 2 H phases. The variation of the seeding of $\alpha$-SiC in SIC-A1N solid solutions could be attributed to the transformation behaviour and differences in size and shape of the grains, as well as to other factors, such as grain size distributions, compositional inhomogeneity, and structural defects.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.10a
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• pp.40.2-40.2
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• 2011

초경합금은 경도가 높은 재료를 말하며 일반적으로는 탄화텅스텐(WC)계 재료를 말한다. 국내 현재 초경합금 동향은 반도체 산업, 내마모성 공구, 절삭공구, 금형 등 많은 분야에 사용되어지고 있다. 또한 최근 들어 FSW (Friction Stir Welding, FSW)기술이 발전함에 따라 접합기술개발이 다양화되면서 FSW Tool의 고성능의 초경 재료가 요구되어지며 장수명의 Tool개발이 되어야 한다. 국내에서는 초경 합금 재료로 사용되어지고 있는 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co)를 이용하여 많은 연구가 진행되었다. 본 실험에서는 텅스텐 카바이드와 코발트 및 몰르브덴 카바이드를 혼합하여 소결체를 제조하였다. 실험에 사용된 텅스텐 카바이드는 높은 경도를 가지고 강한 취성을 나타내며, 소결에 어려운 단점이 있다. 이러한 단점을 코발트와 몰리브덴 카바이드를 첨가하여 소결온도를 낮춰주는 역할과 액상 소결시 텅스텐카바이드 입자사이에 침투하여 액상소결에 의한 치밀화가 가능하게 해주며 인성이 향상되어 고인성 재료를 만들 수 있었다. 본 실험에서는 합성과 치밀화가 동시에 진행되는 SPS (Spark Plasma Sintering:SPS) 장비를 이용하여 실험을 진행하였다. 이 방법은 방전플라즈마 소결 공법으로, 기존의 연소법과 열간 가압기술(Hot-press, HIP)을 결합한 방식으로 단 시간, 단일공정으로 치밀한 소결체를 얻을 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 $WC-5Mo_2C$-5wt%Co 소결체 제조를 위해 원소 분말을 Horizontal ball milling 혼합하였다. 균일하게 혼합된 분말을 흑연다이에 충진하여 펄스전류와 기계적 압력을 동시에 가하여 $WC-5Mo_2C-5Co$ 복합재료를 제조하고 소결체의 밀도, 순도, 상변태, 미세조직 등을 분석 및 평가하였다. SPS공정 조건은 고진공하에서 $1,200^{\circ}C$-60MPa, 펄스비 12:1 조건으로 수행하였으며, 얻어진 $WC-5Mo_2C-5Co$ 소결체의 상대 밀도는 98%이상 이였다. 또한, 결정립 크기는 약 400 nm였으며, 경도는 $2,453kg/mm^2$를 나타내었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.2
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• pp.199-203
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• 2002

To investigate an effect of sintering atmosphere on microstructure and properties of metallic particle dispersed ceramic based composites, the powder mixtures of $Al_2O_3$/Fe-Ni, synthesized by chemical solution process, were hot-pressed under different atmospheres such as hydrogen or argon gas and different sintering temperature. Hot-pressed composite in a hydrogen atmosphere exhibited less reaction phase of $FeAl_2O_4$ and enhanced mechanical properties than that in an argon atmosphere. Furthermore, decreasing hot-pressing temperature produced a refinement of ceramic matrix and metallic dispersion particles as well as improvement of mechanical properties. The change of mechanical properties in the composites with different sintering conditions was explained by microstructural characteristics relating to reaction phase formation.