• 대한치과기공학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.97-104
• /
• 2005

The effect of Nb on interfacial bonding characteristics of Ni-Cr alloy for porcelain fused to metal crown (PFM) has been studied in order to investigate oxide layer. A specimens, which is 0.8mm in thickness, were fired at 1,000$^{\circ}C$ with four tests such as air, vacuum, air for 5 minutes and vacuum for 5 minutes in order to examine an oxide behavior of alloy surface generated by the adding of Nb to be controlled at a rate of 0, 1, 3 and 5. It observed oxide film form of the fired specimens with optical microscope and scanning electron microscope (SEM), and chemical formation of them with energy disperse X-ray spectroscopy (EDX). The other specimens, which is 2mm in thickness, were fired at 1,000$^{\circ}C$ with air and vacuum in order to analyze the diffusion behaviors of alloy-porcelain interface by X-ray dot mapping. The results of this study were as follows: 1. The observation of microstructure of specimens by SEM showed that the more Nb content is high, the more much intermediate compound of rich Nb is observed. 2. The surface morphology of oxide film is most dense in 3% Nb. The heat treatment in air constitutes denser oxide film than heat treatment under vacuum. 3. The diffusion behavior of oxide layer by X-ray dot mapping showed that Si, Al of porcelain diffuse toward metal.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.219-248
• /
• 1989

The purposes of this study were to analyze the microstructural and compositional changes of metal surfaces following different conditions of preoxidizing heat treatment, to investigate the composition of metal oxides, and to evaluate the effect of preoxidation and removal of surface oxides on microstructure and diffusion profiles. The techniques of EDAX (energy-dispersive analysis of x-ray), ESCA (electron spectroscopy for chemical analysis), and EPMA (electron probe micro analysis) were used, along with SEM (scanning electron microscopy). The obtained results were as follows : 1. A surface of the specimen became rough and the amount of the metal oxides increased with increasing the heat treatment time and temperature and the partial pressure of oxygen. 2. At an air pressure of 28' vacuum, the higher the temperature and the longer the time of preoxidation, the higher Ni concentration was detected. 3. Cr concentration in the specimen heat treated with air was higher than that of with vacuum. 4. The oxides in the specimens were mainly composed of Ni and Cr oxides. On the globular growth particles, significant rises in Al concentration of Rexillium III and Ti concentration of Verabond were noted. 5. Atomic diffusion occurred at the ceramic-metal interface, furthermore the amount of the flux was increased with preoxidation heat treatment.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권6호
• /
• pp.583-588
• /
• 2015

완전접촉 문제를 이론적으로 해석하기 위해서 점근해법이 많이 사용된다. 점근해로서의 응력장은 특이항 만으로 구성되므로 접촉경계로부터 멀어질수록 정확도가 감소한다. 이에 반해 유한요소해석 방법은 요소크기의 제한으로 인해 완전접촉 문제에서의 응력특이성을 엄밀히 표현할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 이론적 해법을 보조하고 또 그와 비교하기 위해 응착접촉 상태에 있는 완전접촉 문제를 이론적으로 해석한 후, 모아레 실험 및 유한요소해석 방법으로 접촉부 부근의 응력장을 분석하였다. 실험은 알루미늄과 구리 합금을 접촉각 $120^{\circ}$, $135^{\circ}C$로 가공하여 수행하였으며 모아레 무늬로부터 얻은 변위장과 유한요소해석을 수행한 결과와 비교하였다. 이로부터 타당성이 확보된 수치적 방법을 이용하여 실험조건에서의 일반화 응력확대계수와 접촉부 응력장을 구하여 이론 해와 비교하였으며, 접촉경계로부터 멀어질 때 나타나는 이론과 수치 해의 차이를 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제22권5호
• /
• pp.660-669
• /
• 1998

In this paper the Hardness and Electro-chemical corrosion of the Nimonic 80A superalloy were studied. It aging heat treatments was carried out at $650^{\circ}C$, $700^{\circ}C$, $750^{\circ}C$,$800^{\circ}C$ and $850^{\circ}C$ with different time of 20min , 30min 1hour, 2hours, 4hours, and 16hours additionally 64hours and 128hours at $650^{\circ}C$. The obtained results were as follows; 1. As aging temperature increased the time for the maximum hardness was reduced from 128hours at $650^{\circ}C$ to 30min at $850^{\circ}C$ whereas the highest hardness was reduced from Hv 381 at $650^{\circ}C$ to Hv 321 at $850^{\circ}C$. 2. In the Electro-chemical corrosion test as a function of aging heat treatment time and tem-perature the corrosion potential was reversely proportional to Hardness which indicated the effects of ${\gamma}/{\gamma}'$ coherency of base material and precipitate. 3. Initiation point of the pitting was observed at grain boundary twin boundary and near${\gamma}'$ pre-cipitates. The results of composition analysis by EDS at this point indicated that sulphur originat-ed from 1N $H_2SO_4$ solution was found in depletion at the grain boundaries and the pit which arouse in the near precipitates were lack of Al Ti and Ni which are the main element of ${\gamma}'$ The depletion of such element was cause breakdown of passive film.

• 한국재료학회지
• /
• 제12권12호
• /
• pp.904-910
• /
• 2002

Surface alloying using TiC, $TiB_2$ and VC ceramic particles on carbon steel has been performed using high voltage electron beam. Each type of ceramic particles was mixed with flux of Al and $MgF_2$ in 1 to 4 ratio. The microstructures of the surface alloyed layers consisted of melted region, interface region. heat affected region and the unaffected matrix. The surface layer of the TiC surface alloyed had a cubed primary and a eutectic type of TiC. $TiB_2$ in surface layer of $TiB_2$ surface alloyed were incompletely melted with$ TiB_2$ particles as observed before the alloying. On the surface layer of the VC surface alloyed, very well defined cell structure was observed with VC on the cell boundary. In addition, ~50 nm in diameter VC particles in high density were ubiquitous in the matrix. Those fine VC particles prominently improved the hardness and wear resistance of the surface layer of the VC surface alloyed.

• 한국재료학회지
• /
• 제17권11호
• /
• pp.587-592
• /
• 2007

Al-42wt%Nb powder was prepared by high-energy mechanical milling(HEMM). The particle size, phase transformation and microstructure of the as-milled powder were investigated by particle size distribution (PSD) analyzer, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometery (XRD), transmission electron microscopy (TEM)and differential thermal analysis (DTA). The milled powders were heated to a sintering temperature at 1000C with under vaccum with vaccum tube furnace. Microstructural examination of sintered Ti-42wt%Nb alloy using 4h-milled powder showed Ti-rich phases (${\alpha}$-Ti) which are fine and homogeneously distributed in the matrix (Nb-rich phase: ${\beta}$-Ti). The sintered Ti-42wt%Nb alloy with milled powder showed higher hardness. The microstructure of the as quenched specimens fabricated by sintering using mixed and milled powder almost are same, but the hardness of as quenched specimen fabricated by using mixed powder increased due to solution hardening of Nb in Ti matrix. The aging effect of these specimens on microstructural change and hardening is not prominent.

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

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.129-129
• /
• 2017

열전재료는 열에너지를 전기에너지로 또는 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하는데 가장 널리 사용되는 재료이다. $Bi_2Te_3$계 열전 재료는 400K 이하의 비교적 저온 영역에서 높은 성능지수(Dimensionless Figure of merit, ZT($={\alpha}2{\sigma}T/{\kappa}$, ${\alpha}$: 제백계수, ${\sigma}$: 전기전도도, T: 절대온도, ${\kappa}$: 열전도도))를 나타내는 열전재료이며 자동차 시트나 정수기 등에 응용되고 있다. 열전모듈은 제조시 수십 개에서 수백 개 이상의 n형 및 p형 열전소자를 알루미나($Al_2O_3$)와 같은 세라믹 기판(substrate) 상에 접합된 동 전극 위에 전기적으로 서로 직렬로 접합시켜 제조한다. 기존의 열전모듈의 제조방법에는 동 전극 위에 위에 Sn합금 분말과 플럭스(flux)의 혼합물인 솔더페이스트를 스크린 인쇄법을 사용하여 동 전극에 도포한 다음, 그 위에 열전소자를 얹고 약 520K의 열풍을 가하여 솔더를 용융시켜 열전소자와 동 전극을 접합시킨다. 스크린 인쇄법에서는 인쇄 압력이 일정하지 않으면, 솔더페이스트 층의 두께가 균일하지 않게 되어 열전소자 접합부의 불량을 유발시킨다. 그러나 열모듈은 단 하나의 접합 불량이 모듈 전체의 열전변환성능에 심각한 영향을 줄 수 있기 때문에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 솔더페이스트를 도포하지 않고 열전소자를 직접 동 전극과 접합할 수 있는 방법을 고안하였다. 무전해도금을 이용한 니켈층을 형성시킨 $Bi_2Te_3$계 열전소자 표면에 약 $50{\mu}m$의 주석도금층을 전기도금법을 구사하여 형성시켰다. 그 후, wire cutting을 통하여 $3mm{\times}3mm{\times}3mm$의 크기로 절단한 주석도금된 열전소자를 동 전극에 얹고 1.1KPa의 압력을 가하면서 523K의 핫플레이트 위에서 3분간 방치하여 직접(direct) 열압착 접합을 실시하였다. 접합부의 단면을 SEM을 이용하여 관찰한 결과, 동 전극과 열전소자 사이의 계면에 용융 후 응고된 주석층이 결함없이 균일하게 형성된 양호한 접합부를 관찰할 수 있었다. 따라서, 솔더페이스트를 이용하지 않고, 열전소자 표면에 주석도금을 실시한 후, 동 전극과 직접 열압착 본딩을 실시하는 방법은 균일한 접합계면을 얻을 수 있는 새로운 공정으로 기대된다.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제4권4호
• /
• pp.145-149
• /
• 2016

Characteristic of aluminum-silicon alloy paste which is applied on the rear side of PERC cell was investigated. The paste was made by aluminum-silicon alloy with eutectic composition to avoid the formation of void which is responsible for the degradation of the open-circuit voltage. Also, the glass frit component of the paste was changed to improve the adhesion of aluminum-silicon paste. We observed the formation of void and local back surface field between aluminum electrode and silicon base by SEM. The light IV, quantum efficiency and reflectance of the solar cells were characterized and compared for each paste.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제17권6호
• /
• pp.1456-1464
• /
• 1993

본 논문에서는 다이아몬드 공구를 사용한 절삭과정에 대하여 절삭력 관계식을 제안하고, 이를 실제 천연 다이아몬드 공구를 이용하여 알루미늄 합금을 절삭하는 실험해석을 통하여 절삭력을 예측하는 모델을 세우고자 한다.