• 한국주조공학회지
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• 제4권1호
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• pp.21-31
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• 1984

IAD( Implicit Alternative Direction ) FDM을 사용하여 금형에서의 L형 순수알미늄 주물에 대하여 그 응고상황의 수치적 해석을 2차원적으로 시도하였다. 계산은 주형비 ( 주형의 부피/주물의 부피 )에 따라 금형 표면에서의 대류현상과 금형/주물계면에서의 Air-gap형성 현상을 고려에 넣은 경우와 그렇지 않은 경우로 나누어 각각 콤퓨터에 의해 계산하여 그 결과를 비교하였다. 또한 금형/주물 계면주위의 온도구배를 구함으로써 Air-gap이 열전달에 미치는 영향을 검토하였다. 이와같은 시도에 의하여 주물의 응고시간, 응고방향 Hot spot의 위치 등 주조에 있어서 매우 중요한 사항들을 알아내는데 Numerical Analysis 이 매우 유용한 방법임을, 특히 금형표면에서의 대류현상과 금형/주물 계면에서의 Air-gap형성현상을 고려에 넣은 경우에 더욱 정확한 결과를 기대할 수 있다는 것이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1082-1091
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• 1989

본 논문에서는 응고계면을 기준으로 하여 액상역, 고상역 및 로울등을 각각 계산 가능한 영역으로 좌표변환하는 경계공정법을 사용하여 로울두께 방향의 온도분 포와 고상역과 액상역의 속도 분포를 고려한 2차원 응고해석을 하여 모델재료를 이용 한 실험결과와 비교 검토하여 이론해석의 타당성을 검정한다. 그리고 열전도율이 연 강보다 적어 박판제조가 어려운 재료인 스테인리스강을 용탕으로부터 직접 생산하기 위한 압연조건을 정량적으로 제시하며, 압연로울의 냉각특성을 밝힌다.

• 태양에너지
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• 제15권1호
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• pp.3-11
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• 1995

본 연구는 수평원통내에 물을 체적비($V_l/V_{tot}$) 0.50, 0.91로 각각 장입한 후 물의 조기 과열온도와 벽면 냉각온도를 각각 변화시키면서 내향 응고시켰을 경우, 시간에 따른 상변화물질의 평균온도, 상경계면의 형상, 응고율, 응고에너지 등을 실험적으로 구하여 이를 비교 검토한 것이다. 응고진행시 상경계면은 물의 초기 과열온도가 높을수록 응고초기에 상단부분이 하단부분보다 빠르게 진행되었으나 응고가 진행됨에 따라 상하단의 상격계면 전진속도는 거의 동일하게 나타났다. 동일한 온도조건에서 전과정에 걸친 응고율($M_s/M_{tot}$)은 체적비 0.5인 경우가 0.91인 경우 보다 크게 나타나 수평원통내 물의 내향응고시 물의 체적비($V_l/V_{tot}$) 변화에 의한 영향도 고려하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제5권1호
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• pp.123-131
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• 1995

비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 액상내의 자연대류가 응고후 공정복합재료의 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 Al-Cu합금을 선택하여 액상내에서 발생되는 애류의 형태를 변화시키기 위하여 상향 및 하향 일방향응고를 실시하여 각 응고조건에 따른 공정복합재료의 Cu 용질농도를 측정하였으며, 일방향응고 중에 급냉응고하여 고액계면 전방의 용질농도분포와 열분석을 통해 온도분포를 실측하였다. 그 결과로 비공정조성 공정복합재료의 일방향응고시 나타나는 대류는 공정복합재료의 용질편석에 커다란 영향을 주었으며, 고액계면 전방에서 thermal convection과 solutal convection이 모두 발생하는 하향 일방향응고된 아공정 Al-Cu합금에서 용질편석이 가장 크게 나타났다. 과공정 Al-Cu합금에서 상향 일방향응고한 경우가 하향 일방향응고한 경우보다도 용질편석이 증가한 것으로 나타났다. 이것은 본 연구조건에서는 solutal convection이 thermal convection보다 용질편석에 더 커다란 영향을 주는 것으로 생각되었다. 공정복합조직으로 성장시 고액계면은 평활계면으로 성장하였으며, 고액계면에서 액상 쪽의 용질농도는 아공정이나 과공정합금에 관계없이 공정조성의 용질농도를 가지며, 고액계면에서의 온도는 커다란 과냉도 없이 거의 공정온도 부근이었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.1033-1041
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• 1990

본 연구에서는 금속의 응고과정에 수반되는 고체와 액체의 밀도차에 의한 체 적수축을 고려하여 원봉내에서의 일방향 응고과정에 대한 수치해석을 하였다. 상변 화면에서 체적수축에 의한 중력방향으로의 액상 전체운동(bulk motion)과 원봉의 인출 속도 및 주형벽면에서의 경계조건이 금속내부의 온도분포와 상경계면의 이동속도에 미 치는 영향에 대해 연구하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권1호
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• pp.30-35
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• 2000

부상응고법은 액상 받침 재료 위에 용융 재료를 띄워서 응고시키는 방법으로 판유리 제조가 대표적이며, 이러한 방법을 이용하여 Si 판재를 얻기 위한 실험을 하였다. 본 연구에서는 액상받침재료에 요구되는 물리 화학적인 성질을 고려하여 3원계 산화물 상태도를 조사한 후, 적절한 액상받침재료로 50 wt% $SiO_2$- 2l wt% $A1_2$$O_3$-29 wt% MnO를 이용하였다. 실험결과 본 연구에서 이용한 받침재료는 온도와 밀도, Si의 반응성 면에서 적절한 성질을 나타내었으나, 유동도 및 계면 장력면에서 문제점을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권3호
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• pp.238-244
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• 1998

Sn-rich합금의 석출 현상을 조사하였다. 첫째, 대기중과 진공 중에서 용해된 90Sn-o10Bi(wt%)합금을 $140^{\circ}C$에서 용체화 처리한 후 석출반응을 조사하였다. 90Sn-10Bi(wt%)합금은 불연속 석출(DP)현상을 나타냈다. 공기 중에서 용융된 시료의 DP반응이 진공 중에서 용융된 시료보다 빠르게 진행되었다. 이것은 공기 중에서 용융하는 과정에서 시료에 용존된 산소에 의해 입계 에너지가 감소한 것에 기인하는 것으로 판단된다. 둘째, 용융 후 서냉 응고된 Sn-Bi(-In)합금을 $140^{\circ}C$이하의 온도에서 열처리하여 미세조직 변화를 조사하였다. 명확한 고경각 입계가 존재하지 않는 응고조직에서, 편석영역으로부터 DP반응이 진행되어 석출셈이 형성되었다. DP반응선단에는 반응계면이 관찰되었다. 이 현상은, 이제까지 알려진 바와는 다르게, DP반응이 반응 전에 존재하는 고경각 입계뿐만 아니라 재결정현상에 의해 새로운 석출계면이 생성될 수 있음을 의미한다. 이러한 재결정 현상은 확산에 의한 정합변형(coherency strain)으로 설명된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2000년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.139-139
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• 2000

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.44-44
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• 2003

Scandium을 소량 첨가한 Al합금은 용체화 처리 후 시효에 의해 강화되며, 합금의 주 강화상은 Ll2 type의 규칙구조를 갖는 A1$_3$Sc상으로 열처리시 아주 미세한 정합의 구형입자로 석출한다. Scandium은 Al합금에서 첨가원소의 at%에 따른 경량화 효과가 Gold 다음으로 크다. 현재까지의 Al-Sc계 합금에 대한 연구는 시효경화에 따른 기계적 특성 변화에 대해서만 이루어져 왔으나 본 연구에서는 투과전자현미경을 이용하여 열처리에 따른 미세조직의 변화, 급냉 상태에서 생성된 A13Sc입자의 형성 및 계면구조, 시효에 따른 석출거동을 규명하였다. 실험에 사용된 alloy는 미국의 Ashurst 사에서 제조된 Al-2wt%Sc모합금과 순도 99.9%의 Al을 혼합하여 Arc melting법으로 제조하였다. Primary A13Sc상은 Ll2 type으로 응고시에 용융상태에서 먼저 핵생성되어 Al의 핵생성 site로 작용한다. 635$^{\circ}C$에서 용체화 처리한 시편에서는 수백 nm 크기를 갖는 $Al_3$Sc상이 계면과 matrix내에 구형으로 존재함을 확인하였다. 수백 nm 크기의 $Al_3$Sc상의 내부에는 역위상 경계(Antiphase boundary)이 존재로 인한 특징적인 contrast가 관찰되었으며, 이 $Al_3$Sc상은 응고시 생성된 작은 $Al_3$Sc상들이 모여져 생성된 것으로 추측된다. 수백 nm 크기 의 $Al_3$Sc사와 Al matrix 사이의 계면에는 격자상수 차이에 의한 많은 edge dislocation들이 관찰된다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.53-64
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• 1993

본 연구는 용융된 파라핀을 채운 수직원관 내의 상변화물질의 초기온도와 수직원관의 벽면온도를 변화시켰을때 관 내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 자연대류의 효과는 초기과열된 액상영역 내에서 응고초기 짧은 시간에 걸쳐 일어났고, 그 후 전도열전달이 paraffin 전 영역을 지배하였다. 실험에서 관찰한 응고 형태는 상부표면에서 밀도 증가에 의한 수축공간이 발생하였으며, 그 공간의 크기는 냉각이 진행됨에 따라 증가하였다. 자연대류가 끝나자. 상경계면 상에서 수지상 결정과 mush-zone이 발견되었다. 액상 paraffin의 초기과열은 실험 전반부의 응고질량과 응고두께를 감소시키는 경향을 보였으며, 초기액상과열도와 벽면 과냉도가 큰 경우에 크게 나타났다.