• Journal of Korea Foundry Society
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• v.42 no.5
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• pp.273-281
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• 2022

In order to understand the solidification behavior and microstructural evolution of the Al-Cu-Si ternary eutectic alloy system, changes of the microstructure of the Al-Cu-Si ternary eutectic alloy with different cooling rates were investigated. When the mold preheating temperature is 500℃, primary Si and Al2Cu dendrites are observed, with (α-Al+Al2Cu) binary eutectic and needle-shaped Si subsequently observed. In addition, even when the mold preheating temperature is 300℃, primary Si and Al2Cu dendrites can be observed, and both (α-Al+Al2Cu+Si) areas observed and areas not observed earlier appear. When the mold preheating temperature is 150℃, bimodal structures of the binary eutectic (α-Al+Al2Cu) and ternary eutectic (α-Al+Al2Cu+Si) are observed. When the preheating temperature of the mold is changed to 500℃, 300℃, and 150℃, the greatest change is in the Si phase, and upon reaching the critical cooling rate, the ternary eutectic of (α-Al+Al2Cu+Si) forms. If the growth of the Si phase is suppressed upon the formation of (α-Al+Al2Cu+Si), the growth of both Al and Cu is also suppressed by a cooperative growth mechanism. As a result of analyzing the Al-27wt%Cu-5wt%Si ternary eutectic alloy with a different alloy design simulation programs, it was confirmed that different results arose depending on the program. A computer simulation of the alloy design is a useful tool to reduce the trial and error process in alloy design, but this effort must be accompanied by a task that increases reliability and allows a comparison to microstructural results derived through actual casting.

• Composites Research
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• v.18 no.2
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• pp.38-45
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• 2005

Phase transformation behaviors and crystal structures of Nitinol shape memory alloy $(54.5Ni-45.5Tiwt\%)$ are investigated by varying annealing heat treatment conditions through DSC (Differential Scanning Calorimetry) and XRD (X-Ray Diffraction). Annealing heat treatment conditions were considered as heat treated times of 5min, 15min. 30m1n, and 45min, as well as heat treated temperatures of $400^{\circ}C,\;500^{\circ}C,\;525^{\circ}C,\;550^{\circ}C,\;575^{\circ}C,\;600^{\circ}C,\;700^{\circ}C,\;800^{\circ}C,\;and\;900^{\circ}C$ According to the results, annealing heat treatment conditions such as heat treated times and heat treated temperatures were found to affect significantly on phase transformation behaviors and crystal structures of Nitinol shape memory alloy.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.67-70
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• 2005

[ $a-Fe/Nd_2Fe_{14}B$ ]기 이상나노복합합금(two-phase nanocompositie alloy)의 자기적 특성 향상을 위하여, $Nd_9Fe_{84}B_7$ 조성의 합금을 급속 응고법과 등온열처리를 이용하여 제조한 후, 공정 조건의 변화에 따른 상, 미세조직, 자기특성의 변화 등을 조사하였다. 주어진 Nd-Fe-B 삼원계 합금을 35 m/s 이상에서 급랭 응고하였을 때 완전한 비정질 합금을 얻을 수 있었으며, 최적 자기특성을 얻기 위한 적정 열처리 구역은 $700^{\circ}C$/10 - 15분, 725$^{\circ}C$/7 - 12분, $750^{\circ}C$/5 - 7분으로 조사되었다. 이 구역들에서 열처리된 합금들은 모두 매끄러운 감자곡선(demagnetization curve)을 나타내, a-Fe와 $Nd_2Fe_{14}B$사이의 교환상호결합이 잘 일어나고 있음을 알 수 있었으며, 이때 a-Fe와 $Nd_2Fe_{14}B$의 평균 입자 크기는 각각 약 10nm와 40$\~$60 nm였다. 한편 상 전개의 차이에도 불구하고 열처리 후에는 모든 합금들이 $60\%$ 이상의 $M_r/M_s$ 비율을 나타내 열처리 조건의 변화에 관계없이 교환상호작용은 일어나고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.2 no.1
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• pp.37-43
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• 1992

Minor phases in cast and hot-pressed R(R=Pr, Nd)-Fe-B magnet were investigated through thermomagnetic analysis. The relationship between minor phases and coercivities of R-Fe-B magnets was studied. ${\alpha}-Fe$ and $Nd_{2}Fe_{17}$ were precipitated in as-cast Pr-Fe-B and Nd-Fe-B alloys respectively. These phases were considered to deteriorate the magnetic properties of R-Fe-B magnets. During the heat treatment, ${\alpha}-Fe$ and $Nd_{2}Fe_{17}$ were annihilated and the magnetic properties of cast R-Fe-B magnet were improved. Hot-pressed Nd-Fe-B magnet showed better thermal stability than sintered magnet.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.8
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• pp.906-914
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• 1994

Plastic behavior of two-phase intermetallic compounds based on $LI_{2}$-type $(Al, Cr)_3$ Ti was investigated using compression test at R.T. and 77K. $LI_{2}$ single phase alloys and two-phase alloys consisting of mainly $LI_{2}$ phase and a few or 20% second phases were selected from AI-Ti-Cr phase diagram. In general, compared with Llz single phase, two-phase alloys consisting of 20% second phase showed relatively high yield strength and poor ductility. Among the alloys, however, AI-21Ti-23Cr alloy consisting of 20% $Cr_{2}Al$ phase showed available ductility as well as high yield strength. Plastic behavior of $LI_{2}$ single phase alloys and two-phase alloys consisting of a few% $Cr_{2}Al$ was also investigated. Homogenization of arc melted ingots substantially reduced the amount of second phases but introduced extensive pore. When Cr content increased in $Ll_{2}$ single phase alloys after the homogenization, the volume fraction of pore in the alloys decreased, and no residual pore was observed in two-phase alloys consisting of a few% $Cr_{2}Al$ phase. Environmental effect on the ductility of the alloys was investigated using compression test at different strain rates($1.2 \times 10^{-4}/s$ and $1.2 \times 10^{-2}/s$). Environmental embrittlement was least significant in A1-25Ti-10Cr alloy consisting of LIZ single phase among the alloys tested in this study. However, based on the combined estimation of the pore formation, environmental embrittlement and ingot cast structure, AI-21Ti-23Cr alloy consisting of 20% $Cr_{2}Al$ as the second phase is expected to show the best tensile elongation behavior.

• Journal of Technologic Dentistry
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• v.20 no.1
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• pp.37-49
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• 1998

The specimens used were Ag-25 Pd-15 Cu ternary alloy and Au addition alloy. These alloys were melted and casted by induction electric furnace and centrifugal casting machine in Ar atmosphere. These specimens were solution treated for 2hr at $800^{\circ}C$ and were then quenched into iced water, and aged at $350{\sim}550^{\circ}C$ Age- hardening characteristics of the small Au-containing Ag-Pd-Cu dental alloys were investigated by means of hardness testing. X-ray diffraction and electron microscope observations, electrical resistance, ergy dispersed spectra and electron probe microanalysis. Principal results are as follows : Hardening occured in two stages, i.e., stage I in low temperature and stage II in high temperature regions, during continuous aging. The case of hardening in stage I was due to the formation of the $L1_0$ type face-centered tetragonal PdCu-ordered phase in the grain interior and hardening in stage I was affected by the Cu concentration. In stage II, decomposition of the ${\alpha}$ solid solution to a PdCu ordered phase($L1_0$ type) and an Ag-rich ${\alpha}2$ phase occurred and a discontinuous precipitation occurred at the grain boundary. From the electron microscope study, it was conclued that the cause of age-hardening in this alloy is the precipitation of the PdCu ordered phase, which has AuCu I type face-centered tetragonal structure. Precipetation procedure was ${\alpha}{\to}{\alpha}+{\alpha}_2+PdCu {\to}{\alpha}_1+{\alpha}_2+PdCu$ at Pd/Cu = 1.7 Ag-Pd-Cu alloy is more effective dental alloy as ageing treatment and is suitable to isothermal ageing at $450^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.8
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• pp.701-706
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• 1997

AI-2.5wt%Li 합금을 시효처리하여 시효거동과 인장성질에 미치는 $\delta$' 상의 영향을 조사하였다. $\delta$' 상의 입자 반경은 시효 시간의 1/3승에 비례하여 조대화하였다. $\delta$' 상과 기지상과의 계면에너지는 0.0073 J/$m^2$, 확산계수는 1.42$\textrm{cm}^2$/sec, 초대화 거동은 MLSW이론에 부합됨을 알 수 있었다. 미세하고 균일하게 분포한 $\delta$'상은 전반적으로 인장강도의 상승을 가져왔으며, 평형상인 $\delta$상의 석출과 이로 인한 무석출물대의 존재로 과시효시 강도가 감소하였다. 인장변형시 전위는 초전위로 아시효와 피크시효시에는 $\delta$'상을 전단하지만 과시효시에는 $\delta$'상을 전단하지 못하고 우회하여 전위루우프를 형성한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.123.1-123.1
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• 2016

마그네슘 및 마그네슘 합금은 차세대 경량 구조 재료로서 많은 각광을 받고 있지만, 상대적으로 높은 반응성과 낮은 부식저항성으로 인해 사용에 제한이 있어왔다. 최근 연구결과에 따르면, 상용으로 널리 쓰이는 AZ91 마그네슘합금에 Ca과 Y을 복합 첨가하였을 경우 마그네슘합금의 발화저항성을 크게 향상시키는 것으로 알려져 있어 마그네슘합금의 적용분야를 확대할 수 있을 것으로 많은 기대를 받고 있다. 그러나 이러한 합금이 실제적으로 적용되기 위해서는 반드시 내식성에 대한 평가와 연구가 수반되어야 하며, 이를 통해 부식거동에 대한 메커니즘을 규명함으로써 고내식 합금 개발을 위한 연구로 이어질 수 있도록 해야 한다. 따라서 본 연구에서는 기존의 AZ91D 합금과 Ca, Y이 복합 첨가된 modified AZ91D 합금 다이캐스트 주조재에 대하여 내식성을 평가 및 비교하고 부식 메커니즘을 규명하기 위한 미세조직 분석 및 부식거동 평가를 실시하였다. 본 연구결과에 따르면, AZ91D 합금 주조재에 Ca과 Y을 복합첨가한 합금은 발화저항성 뿐만 아니라 내식성도 크게 향상되는 것으로 나타났다. 이러한 내식성의 향상은 Ca과 Y의 첨가에 따른 Fe와 같은 불순물의 영향 감소 및 Ca과 Y이 포함된 이차상의 형성으로 인한 상과 기지간의 부식 전위의 차이 감소로 인한 미세 갈바닉 부식 발생의 감소 효과에 기인한 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.11b
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• pp.545-550
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• 1996

핵연료 피복관용 Zr 신합금을 개발하기 위하여 Zr-0.4Nb-xSn, Zr-0.8Sn-xNb의 두 종류 합금 계에서 7종의 합금을 제조하여 Sn과 Nb량 변화가 내식성 및 기계적 성질에 미치는 영향을 평가하였다 Zr-0.4Nb-xSn계 합금에서 Sn량이 0.8wt%이상일 때 내식성은 급격히 저하되는 것으로 나타났는데 이는 Sn이 ZrO$_2$산화막의 상변태를 촉진시키기 때문이다. Zr-0.8Sn-xNb계 합금에서 Nb량이 0.4~0.8wt% 첨가될 때 내식성은 향상되는 결과를 보였다. 기계적 특성 관점에서는 Sn량이 0.8wt%이상 첨가되고 Nb가 0.4wt%이상 첨가될 때 강도는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 내식성과 기계적 특성을 모두 만족시키기 위해서는 Zr-0.8Sn-(0.4~0.8)Nb 계열의 Nb과 Sn이 첨가된 합금을 기반으로 합금설계가 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 합금원소 영향 평가는 핵연료 피복관용 신합금 개발을 위한 자료로 활용될 예정이다.