• Journal of the KSME
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• v.28 no.3
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• pp.216-225
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• 1988

고성능 복합재료는 그 제조 공정이 다양하고 공정의 개념이 기존 금속 재료와는 크게 다르며, 많은 열 공학 및 금속 재료와는 크게 다르며, 많은 열 공학 및 유체공학적인 문제를 수반하고 있다. 특히 최적 공정의 선택이 가장 큰 관심의 대상이므로 공정의 modeling에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 이러한 modeling을 통하여 고성능 복합재료 제조 공정에서의 문제점을 보다 잘 이해할 수 있고 제조 공정의 최적화에 이용할 경우 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸 리는 실험적인 방법을 많은 부분 대치할 수 있어 새로운 기지재료가 소개되었을 경우의 그 제조 공정의 결정에 있어 시간과 비용을 대폭 절감시킬 수 있다. 앞으로 소재의 기능화, 경량화 추 세에 힘입어 복합재료의 수요는 계속 늘어날 전망이어서 새로운 공업용 소재로서의 복합재료에 대한 공학적인 이해가 필요하며, 특히 기존의 재료 제조 공정과는 비교적 색다른 복합재료 제조 공정에 대한 보다 넓은 이해가 필요할 것이다.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.5
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• pp.310-325
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• 1994

복합재료는 원자재의 특성에 따라 성형 공정이 각각 다르다. 생산단가 절감을 위하여 최적 공정 및 자동화가 가장 큰 관심의 대상이므로 공정의 모델링과 이에 의거해 컴퓨터를 이용한 수치해 석들이 많이 이루어지고 있으며 이 결과를 제조 공정의 최적화에 이용할 경우 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸리는 실험에 의한 방법을 많이 대치할 수 이어 새로운 기지재료가 소개되었을 경우, 제조 공정의 결정에 있어 시간과 비용을 대폭 절감시킬 수 잇다. 앞으로 소재의 기능화, 경량화 추세에 힘입어 복합재료의 수요는 계속 늘어날 전망이어서 환경문제에 대한 관심도 소 홀히 할 수 없으며, 기존의 재료 성형 공정과는 비교적 색다른 성형 공정의 개발에도 관심을 가져야 할 것이다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.71-77
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• 2023

Liquid Composite Molding (LCM), an Out of Autoclave (OoA) composite manufacturing process, has big advantages when making large and complex structures of airplanes. Since the importance of LCM process is increasing, FAA has suggested recommended guidance and criteria for the development of material and process specifications for LCM materials and process. The importance of LCM process is also raised by domestic composite material suppliers and OEM. This study suggested structures of material specifications and process specification of LCM materials. Material qualification method for LCM process and material was also developed in this study.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 1993.11a
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• pp.1-1
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• 1993

분말야금 또는 분말재료공정은 금속과 세라믹에 기초를 둔 신소재 가공기술로서 점차 그 역할이 증대되고 있다. 분말 공정은 합금의 신축성이라는 고유 잇점을 비롯하여, 조성적 균질성, 미세한 조직특성, 그리고 완성 또는 준 완성형태의 성형가능성 등을 제공하는 것으로 특징지워지는데 이러한 모든 것들은 첨단 재료의 제조가공을 위해서 요구되는 특징들이다. 본 강연의 전반부에서는 분말야금공정의 일반적 특징과 이제까지 개발된 첨단 재료들을 분류하고 그 현황을 살펴보았다. 강연의 후반부에서는 기계적 합금화, 고온등압성형, SHS, 금속사출성형과 같은 첨단 분말 공정을 간단하게 소개한다. 이들 새로운 공정은 대부분의 금속 및 세라믹 신소재의 제조가공기술로 도입되어 널리 응용되고 있다. 오늘날 분말재료공정은 신소재를 얻는 신기술 또는 신공정의 동의어로 이해되고 있다. 그러나 미래에 있어서도 더욱 새로운 첨단재료를 개발하는 데는 이러한 분말야금공정에 크게 의존하지 않을 수 없을 것이다.

• Composites Research
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• v.33 no.2
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• pp.76-80
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• 2020

In this study, vacuum bag hot-press (V-HP) process can be used as an out-of-autoclave (OOA) process by improving the inefficient process of the autoclave forming method with excellent physical properties and surface quality. A carbon fiber composite was molded via V-HP process and analyzed the physical properties and microstructures between composites manufactured by autoclave (AC) process and hot-press process (HP). The tensile strength of the composite materials using the V-HP process was 320.6 MPa and the AC process samples found to be substantially close to the tensile strength of 335.3 MPa. As a result of confirming the surface quality of the composite material using SEM, it was confirmed that in the V-HP process, the removal state of pores due to volatile solvent in the resin was slightly lower than that of the AC process, but it had a considerably superior surface compared to the HP process.

• Composites Research
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• v.16 no.3
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• pp.1-8
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• 2003

Densification occurs by the inelastic flow of the matrix materials during the consolidation processes at high temperature for MMCs, and the results depend on many process conditions such as applied pressure, temperature and volume fraction of fiber and matrix materials. This is particularly important in titanium matrix composites since material failure may occur by either the applied conditions or microstructural parameters through the processes, and thus a generic model based on micro-mechanical approaches enabling the evolution of density over time to be predicted has been developed. The mode developed is then implemented into FEM so that practical process simulation has been carried out. Further the experimental investigation of the consolidation behavior of SiC/Ti-6Al-4V composites using vacuum hot pressing has been performed, and the results obtained are compared with the model predictions.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.42-42
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• 2003

두개의 다른 고상이 동시에 액상으로부터 응고되는 공정합금에 일방향응고를 적용함에 따라 응고방향으로 규칙적으로 잘 배열된 복합재료를 만들 수 있다. 이렇게 방향성을 가지고 응고된 공정조직은 여러 가지 기계적, 전기적, 자기적 특수분야에 이용될 수 있다. 그런데 공정조직의 상간격은 재료의 기계적, 물리적 성질과 밀접한 관계를 가지며 응고속도, 온도기울기와 같은 일방향응고의 변수에 따라 결정된다. 그래서 본 연구에서는 금속합금계와 유사한 섬유상 공정조직을 보이는 NaNO$_3$-NaCl계를 이용하여 공정조직의 미세구조와 일방향응고 변수와의 관계를 조사하였다. 또한 액상으로부터 시간에 따른 냉각곡선으로부터 공정온도와 공정조성부근의 부분상태도를 구하였다. 그리고 응고녹도(V)에 따른 섬유상간격(λ$_{E}$ )의 실험적 관계식을 두가지의 온도기울기에 대하여 구하여 금속재료의 결과식과 비교, 검토하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.1
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• pp.123-131
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• 1995

Natural convection in bridgman growth and it's effect on macrosegregation in unidirectionally solidified off-eutectic alloys were examined in this study. AlCu off-eutectic alloys(27.5wt% ~35. 6wt% ) were solidified upward or downward for producing a different natural convection and then Cu concentrations of off-eutectic composites were measured as a function of solidified fraction. Solutal and temperature distributions ahead of the solid/liquid interface were measured on quenched specimen. When hypo-utectic AlCu alloys are directionally solidified with downward growth, considerable macrosegregation occurs due to flow induced by thermal and solutal convection in melt. Soultal convection affects the macrosegregation of hyper-eutectic AlCu alloys more severely than thermal convection. Solute composition at solid/liquid interface of offkutectic composites was eutectic and also temperature was near eutectic point without large undercooling.

• 기계와재료
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• v.23 no.3
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• pp.96-113
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• 2011

녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.105.2-105.2
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• 2012

타이타늄합금기지 복합재료(Ti-MMC)는 일반 철합금 혹은 철합금기지 복합재료에 비하여 내식성과 내마모성, 내열성, 강도 등이 우수하여, 고성능 가솔린자동차 부품 외에도 하이브리드 자동차 엔진 부품, 고온 압축기 및 터빈 휠 등 고온에서 사용되는 고속 회전품으로 응용가능성이 매우 크다. 그러나 아직까지도 타이타늄 원소재 가격이 높고 제조 공정의 어려움으로 인하여 실용화에 장애가 되고 있다. 이를 극복하기 위하여 최근에는 타이타늄기지 복합재료의 제조단가를 낮추는 동시에 기계적 성질을 개선하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 고가의 HDH(Hydride-Dehydride) 공정에 의하여 제조된 타이타늄 분말 대신에 저가의 titanium hydride를 사용하여 반응생성 공정으로 제조단가가 낮은 복합재료를 제조하고자 하였다. 당 연구실에서 저비용합금으로 개발된 Ti-Al-Fe 계 타이타늄합금을 기지로 한 TiB 강화 복합재료를 제조하기 위하여 반응분말로 $TiB_2$를 사용하여 제조하였다. 강화상 분율에 따른 밀도변화와 제조 공정변수에 따른 소결특성과 기계적 특성 변화에 대하여 조사하였다.