• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-91
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• 2017

트라이볼로지란? 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 두면 및 이와 관련된 문제로 마찰, 마모, 윤활에 대한 것을 말한다. 트라이볼로지는 1960대에 조사 연구되기 시작하면서 학문적으로 많은 정리가 이루어졌고, 현재 현대사회에서 문제가 되고 있는 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 핵심 요소로 떠오르고 있다. 특히 4차 산업혁명시대를 맞이하여 많은 부분에서는 인공지능, 클라우딩, 빅 데이터 및 로봇 등을 이야기하고 이에 대한 투자 및 개발을 이야기하고 있지만, 이 4차 산업을 뒷받침할, 강인한 제조업이 없으면 불가능한 혁명이라고 말 할 수 있다. 특히 트라이볼로지는 제조업의 무인 자동화 및 무인 로봇 등 이를 필요로 하는 산업 기기와 같은 전반적인 부품 및 소재의 마모를 감소시켜, 기계 장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 마찰은 두 물체 상호간의 열 발생을 억제 시키고, 마모는 물체의 표면 경도가 높으면 높을수록 마모량이 적어진다고 알려져있다. 따라서 트라이볼로지와 관련한 표면 처리의 경우, 고온 환경에서의 사용성 증대 및 고경도화 그리고 저마찰을 위한 방향으로 개발 발전되어져 왔다. 트라이볼로지 코팅 중 내마모 코팅의 경우, 티타늄 원소를 기본으로 알루미늄(Al) 및 실리콘(Si)를 합금화하면서, 고경도화 및 내열성을 증대시키는 방향으로 발전되어 왔다. 그에 따라 표면경도의 경우, 4000 Hv, 내열성 $1200^{\circ}C$에 도달였다. 하지만 여전히 철계와의 마찰계수는 0.3 이상으로 이를 낮추는 방법이 요구되고 있다. 최근 트라이볼로지 코팅 중 카본을 함유한 비정질 다이아몬드상 카본 막 (Diamond like Carbon Film : DLC) 이나, Diamond 막의 수요 증가는 마찰을 낮추어 융착마모를 줄이려는 노력으로 볼 수 있다. 특히 수소를 포함하지 않는 고경도 탄소막인 ta-C(tetrahedral amorphous-Carbon)의 수요는 증대되고 있으며, 이에 대한 후막화 및 양산화 기술의 개발의 현재 isssu로 대두되고 있다.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권10호
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• pp.634-645
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• 2008

In this study, surface composites were fabricated with Fe-based amorphous alloy powders and VC powders by high-energy electron beam irradiation, and the correlation of their microstructure with hardness and fracture toughness was investigated. Mixture of Fe-based metamorphic powders and VC powders were deposited on a plain carbon steel substrate, and then electron beam was irradiated on these powders without flux to fabricate surface composites. The composite layers of 1.3~1.8 mm in thickness were homogeneously formed without defects and contained a large amount (up to 47 vol.%) of hard $Cr_2B$ and $V_8C_7$ crystalline particles precipitated in the solidification cell region and austenite matrix, respectively. The hardness of the surface composites was directly influenced by hard $Cr_2B$ and $V_8C_7$ particles, and thus was about 2 to 4 times greater than that of the steel substrate. Observation of the microfracture process and measurement of fracture toughness of the surface composites indicated that the fracture toughness increased with increasing additional volume fraction of $V_8C_7$ particles because $V_8C_7$ particles effectively played a role in blocking the crack propagation along the solidification cell region heavily populated with $Cr_2B$ particles. Particularly in the surface composite fabricated with Fe-based metamorphic powders and 30 % of VC powders, the hardness and fracture toughness were twice higher than those of the surface composite fabricated without mixing of VC powders.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.221-226
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• 2021

We fabricate the non-equiatomic high-entropy alloy (NE-HEA) Fe_49.5Mn₃₀Co₁₀Cr₁₀C_0.5 (at.%) using spark plasma sintering under various sintering conditions. Each elemental pure powder is milled by high-energy ball milling to prepare NE-HEA powder. The microstructure and mechanical properties of the sintered samples are investigated using various methods. We use the X-ray diffraction (XRD) method to investigate the microstructural characteristics. Quantitative phase analysis is performed by direct comparison of the XRD results. A tensile test is used to compare the mechanical properties of small samples. Next, electron backscatter diffraction analysis is performed to analyze the phase fraction, and the results are compared to those of XRD analysis. By combining different sintering durations and temperature conditions, we attempt to identify suitable spark plasma sintering conditions that yield mechanical properties comparable with previously reported values. The samples sintered at 900 and 1000℃ with no holding time have a tensile strength of over 1000 MPa.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권4호
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• pp.317-324
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• 2021

High-strength low-alloy (HSLA) steels show excellent toughness when trace amounts of transition elements are added. In steels, prior austenite grain size (PAGS), which is often determined by the number of added elements, is a critical factor in determining the mechanical properties of the material. In this study, we used two etching methods to measure and compare the PAGS of specimens with bainitic HSLA steels having different Nb contents These two methods were nital etching and picric acid etching. Both methods confirmed that the sample with high Nb content exhibited smaller PAGS than its low Nb counterpart because of Nb's ability to hinder austenite recrystallization at high temperatures. Although both etching approaches are beneficial to PAGS estimation, the picric acid etching method has the advantage of enabling observation of the interface containing Nb precipitate. By contrast, the nital etching method has the advantage of a very short etching time (5 s) in determining the PAGS, with the picric acid etching method being considerably longer (5 h).

• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.77-82
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• 2011

우리 삶의 질을 좌우하는 전자기 기기의 고기능화, 자동화, 소형화 추이에 따라 사용량이 급격히 증가하고 있는 연자성 소재로서 가장 널리 사용되고 있는 전기강판과 에너지 고효율화라는 시대의 요구에 따라 새롭게 부상되고 있는 연자성 복합 분말 소재에 대해 각 연자성 소재 분야에서 철손 제어 인자 및 이들 인자들의 제어 방안에 대해 문헌을 고찰했다. 전기강판에서는 히스테리시스 손실을 낮추기 위해 정련공정을 통해 자구이동을 방해하는 결함을 제거하고 결정립의 크기를 최적화하고 있으며, 와전류 손실의 감소를 위해 합금첨가원소를 통해 비저항을 높이고 판재의 두께를 박판화하고 있다. 이와 동시에 코팅을 통해 자구의 이동이 용이하도록 응력의 방향 및 크기를 제어하며, 압연기술과 열처리 기술을 통해 집합조직을 최적화하여 고투자율 및 저철손을 동시에 충족시켜 나가고 있다. 연자성 복합 분말 소재의 경우, 분말 표면의 복합화를 통해 철계 조성, 코팅, 윤활재 및 바인더, 성형 및 열처리 조건 등에 복합적으로 의존하는 연자성 코어의 최종 자기특성을 제어하고 있다. 온간 및 다단 성형과 같은 새로운 성형공정, 2단 소둔/자성 열처리와 같은 소둔 조건, 나노결정질, 비정질 및 벌크 비정질 등과 같은 새로운 조성, 적절한 코팅층의 변수들을 최적화할 경우, 연자성 복합 소재의 자성특성은 향상될 것으로 기대된다.