• 제목/요약/키워드: Al matrix composites

검색결과 319건 처리시간 0.031초

반응생성에 의한 Ti/TiB 복합재료의 제조와 기계적 성질 (In-site Processing and Mechanical Properties of Ti/TiB Composites)

  • 정희원;이용태
    • 한국재료학회지
    • /
    • 제9권3호
    • /
    • pp.307-314
    • /
    • 1999
  • 반응생성에 의한 Ti/TiB 복합재료를 제조하기 위한 반응분말$(TiB_2, B_4C)$, 소결온도, 소결시간을 결정하기 위하여 제조조건에 따른 반응생성상, 미세조직, 상대밀도 등을 조사하였다. 제조된 복합재료의 기계적 성질은 상온 압축항복강도로 평가하였다. 복합재료를 제조하기 위하여 혼합하는 $TiB_2$반응분말의 경우 $1300^{\circ}C, B_4C$ 반응분말의 경우 $1400^{\circ}C$의 소결온도가 최적조건임을 확인하였다. 본 공정에 의해서 제조된 복합재료의 압축항복강도는 비교재인 Ti-6Al-4V 보다 모두 우수하였다. 또한 $TiB_2$반응분말에 의해서 제조된 복합재료가 $B_4C$ 반응분말에 의해서 제조된 복합재료보다 우수한 압축항복강도를 나타내었다. 이는, 압축시험한 복합재료에서의 균열전파양상을 조사한 결과, 강화상과 기지간의 접합특성을 $B_4C$ 반응분말에 의한 복합재료의 접합특성보다 우수하였기 때문이었다.

  • PDF

Effect of Space Charge Density and High Voltage Breakdown of Surface Modified Alumina Reinforced Epoxy Composites

  • Chakraborty, Himel;Sinha, Arijit;Chabri, Sumit;Bhowmik, Nandagopal
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
    • /
    • 제14권3호
    • /
    • pp.121-124
    • /
    • 2013
  • The incorporation of 90 nm alumina particles into an epoxy matrix to form a composite microstructure is described in present study. It is shown that the use of ultrafine particles results in a substantial change in the behavior of the composite, which can be traced to the mitigation of internal charges when a comparison is made with conventional $Al_2O_3$ fillers. A variety of diagnostic techniques have been used to augment pulsed electro-acoustic space charge measurement to provide a basis for understanding the underlying physics of the phenomenon. It would appear that, when the size of the inclusions becomes small enough, they act cooperatively with the host structure and cease to exhibit interfacial properties. It is postulated that the $Al_2O_3$ particles are surrounded by high charge concentrations. Since $Al_2O_3$ particles have very high specific areas, these regions allow limited charge percolation through $Al_2O_3$ filled dielectrics. The practical consequences of this have also been explored in terms of the electric strength exhibited. It would appear that there was a window in which real advantages accumulated from the nano-formulated material. An optimum filler loading of about 0.5 wt.% was indicated.

콤포머의 NaOH 용액 내에서의 화학적 분해 (CHEMICAL DEGRADATION OF VARIOUS COMPOMERS IN NaOH)

  • 박미란;최남기;이영준;김선미;양규호
    • 대한소아치과학회지
    • /
    • 제31권2호
    • /
    • pp.144-152
    • /
    • 2004
  • 이상적인 수복재료는 치아의 저작기능과 심미성을 회복할 수 있어야 하며 동시에 생체 적합성과 구강 내 환경변화에 대한 내구성을 가지고 있어야 한다. 그러나 수복물이 장기간 구강 내 환경에 노출되면 수복물 표면의 마모와 변색 및 수복물 자체의 파괴가 발생될 수 있다. 콤포머도 복합 레진처럼 낮은 마모 저항성을 주요한 단점으로 지적할 수 있다. 본 연구에서는 현재 유치 수복에 많이 사용되고 있는 Dyract(Dentsply, USA), Elan(Kerr, USA), F-2000(3M, USA)의 3종의 콤포머(polyacid modified resin composites)를 알칼리성 용액(0.1N NaOH)에 보관하였을 때 각 제품의 무게손실, 분해층 깊이 및 시편내에서 용출된 Si Al과 Ba의 농도를 평가하여 제품간의 분해저항성을 평가하고 비교를 하고자 하였다. 각 제품 당 6개의 시편을 제작하여 무게 측정을 한 후, 0.1N NaOH용액, 3ml에 저장하여 $60^{\circ}C$에서 보관하였다. 2주후 제거하여 1.23% HCl로 2시간동안 중화하고 증류수로 세척한 후 $60^{\circ}C$에서 건조하였다. 분해저항성은 무게손실, 분해층 깊이 및 시편내의 Si, Al과 Ba의 농도 변화를 근거로 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 제품의 무게 손실량은 $1.43%{\sim}2.14%$까지 다양하였으며 제품 간에 유의한 차이는 없었다. 2. 각 제품의 표면하 분해층 깊이는 $182.92{\mu}m{\sim}227.70{\mu}m$였으며 제품간에 유의한 차이는 없었다. 3. 각 제품으로부터 용출된 Si와 Al양은 각 제품마다 유의한 차이가 있었으며(p<0.05), Si는 Dyract에서 Al은 F-2000에서 가장 많은 양이 방출되었다. 용출된 Ba양은 각 제품마다 유의한 차이가 없었다. 4. 무게 손실량과 표면하 분해층 깊이 사이의 상관 관계에서 비교적 높은 상관관계를 보였다(r=0.64, p<0.05). 5. 주사전자현미경 관찰시 0.1N NaOH용액에 보관한 후 콤포머기질과 필러사이의 결합의 파괴를 관찰할 수 있었으며, 기질이 소실되어 필러입자가 두드러진 양상을 보였다. 또한 필러입자의 표면은 분해에 의해 탈회된 모습을 보였다. 이상의 결과에서 현재 유치 수복에 사용되고 있는 3종의 콤포머는 분해저항성에 있어 유의한 차이를 보이지 않았다.

  • PDF

재활용(再活用) 굴 껍질 분말(粉末)을 이용(利用)한 고밀도 폴리에틸렌계 난연 소재(素材)의 제조(製造)와 물성(物性) (Preparation and physical properties of flame retardant high density polyethylene utilizing inorganic waste shell powder)

  • 최재원;조태근;안준형;이성호;정용찬;전호석;전병철
    • 자원리싸이클링
    • /
    • 제17권4호
    • /
    • pp.21-29
    • /
    • 2008
  • 재활용한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)에 무기계 폐기물인 패각을 도입하여 함량 변화에 따른 기계적 물성 및 난연성을 조사하였다. 상기 복합소재의 기계적 물성 향상을 위하여 상용화제(PE-g-MA)를 첨가하였고, 난연성 향상을 위하여 다양한 종류의 난연제($Al_2O_3$, $Sb_2O_3$)를 첨가하여 이에 따른 기계적 물성 및 난연성을 종합적으로 평가하였다. 측정 결과 HDPE에 패각만 혼합하는 것보다는 추가적으로 상용화제를 혼합하는 것이 매트릭스인 HDPE와 패각과의 계면 결합력이 증대되어 패각만을 혼합하였을때 보다 물성 저하가 보완되었고, 충격강도의 경우 순수 HDPE와 유사한 값을 나타내었다. 한편, 난연제 첨가에 따른 기계적 물성의 저하는 관찰되지 않았다. 제조된 HDPE 복합소재의 UL-94 규격에 의한 난연성 측정 결과 패각만을 혼합한 경우 패각 40wt% 함유된 경우가 순수 HDPE보다 불이 붙을 때까지 걸리는 시간과 타는 시간이 지연됨을 확인할 수 있었다. 또한 패각을 난연제와 함께 복합화하여 제조한 소재에서는 뚜렷한 난연 효과를 관찰할 수 있었으며, 난연 효과는 $Al_2O_3$보다 $Sb_2O_3$가 효과적이었다. 난연성 측정 결과 UL-94 V-0 등급은 $Al_2O_3$를 첨가한 그레이드 중 상용화제를 넣은 그레이드와 패각 40wt%가 함유된 그레이드에서, 그리고 $Sb_2O_3$를 첨가한 그레이드 중 상용화제를 첨가한 모든 그레이드에서 관찰되었다.

Evaluations of Si based ternary anode materials by using RF/DC magnetron sputtering for lithium ion batteries

  • 황창묵;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
    • /
    • pp.302-303
    • /
    • 2010
  • Generally, the high energy lithium ion batteries depend intimately on the high capacity of electrode materials. For anode materials, the capacity of commercial graphite is unlike to increase much further due to its lower theoretical capacity of 372 mAhg-1. To improve upon graphite-based negative electrode materials for Li-ion rechargeable batteries, alternative anode materials with higher capacity are needed. Therefore, some metal anodes with high theoretic capacity, such as Si, Sn, Ge, Al, and Sb have been studied extensively. This work focuses on ternary Si-M1-M2 composite system, where M1 is Ge that alloys with Li, which has good cyclability and high specific capacity and M2 is Mo that does not alloy with Li. The Si shows the highest gravimetric capacity (up to 4000mAhg-1 for Li21Si5). Although Si is the most promising of the next generation anodes, it undergoes a large volume change during lithium insertion and extraction. It results in pulverization of the Si and loss of electrical contact between the Si and the current collector during the lithiation and delithiation. Thus, its capacity fades rapidly during cycling. Si thin film is more resistant to fracture than bulk Si because the film is firmly attached to the substrate. Thus, Si film could achieve good cycleability as well as high capacity. To improve the cycle performance of Si, Suzuki et al. prepared two components active (Si)-active(Sn, like Ge) elements film by vacuum deposition, where Sn particles dispersed homogeneously in the Si matrix. This film showed excellent rate capability than pure Si thin film. In this work, second element, Ge shows also high capacity (about 2500mAhg-1 for Li21Ge5) and has good cyclability although it undergoes a large volume change likewise Si. But only Ge does not use the anode due to its costs. Therefore, the electrode should be consisted of moderately Ge contents. Third element, Mo is an element that does not alloys with Li such as Co, Cr, Fe, Mn, Ni, V, Zr. In our previous research work, we have fabricated Si-Mo (active-inactive elements) composite negative electrodes by using RF/DC magnetron sputtering method. The electrodes showed excellent cycle characteristics. The Mo-silicide (inert matrix) dispersed homogeneously in the Si matrix and prevents the active material from aggregating. However, the thicker film than $3\;{\mu}m$ with high Mo contents showed poor cycling performance, which was attributed to the internal stress related to thickness. In order to deal with the large volume expansion of Si anode, great efforts were paid on material design. One of the effective ways is to find suitably three-elements (Si-Ge-Mo) contents. In this study, the Si based composites of 45~65 Si at.% and 23~43 Ge at.%, and 12~32 Mo at.% are evaluated the electrochemical characteristics and cycle performances as an anode. Results from six different compositions of Si-Ge-Mo are presented compared to only the Si and Ge negative electrodes.

  • PDF

탄소섬유강화 질화규소 세라믹스의 마찰마모 특성 (Sliding Wear Properties of Carbon Fiber Reinforced $Si_3N_4$ Ceramics)

  • 박이현;윤한기;김부안;박원조
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
    • /
    • pp.347-351
    • /
    • 2004
  • [ $Si_3N_4$ ] composites have been extensively studied for engineering ceramics, because it has excellent room and high temperature strength, wear resistance properties, good resistance to oxidation, and good thermal and chemical stability. In the present work, carbon short fiber reinforced $Si_3N_4$ ceramics were fabricated by hot press method in $N_2$ atmosphere at $1800^{\circ}C$ using $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$ as sintering additives. Content of carbon short fiber was $0\%,\;0.1\%\;and\;0.3\%$. The composites were evaluated in terms of density, flexural strength and elastic modulus through the 3-point bending test at room temperature. Also, The wear behavior was determined by the pin on disk wear tester using silicon nitride ball. Experimental density and flexural strength decreased with increasing content of carbon fiber. But specific modulus increased with increasing content of carbon fiber. In addition, friction coefficient and specific wear loss decreased with increasing content of carbon short fiber by reason of interfacial defects between matrix and fiber.

  • PDF

W 섬유강화 알루미늄합금 복합재료 계면거동에 관한 연구 (A Study on the Interface Behavior of Aluminium Alloy Martrix Composites Reinforced with W Fiber)

  • 장기연;허재근;현창용;김석윤
    • 열처리공학회지
    • /
    • 제5권4호
    • /
    • pp.209-214
    • /
    • 1992
  • 7072Al 을 기지로하고 W 섬유를 강화재로 사용하여 진공 hot press 에서 복합재료를 제조한 후 시간을 변수로 열처리하여 처리시간에 다른 계변층의 변화와 이에 따른 기계적 성질의 변화를 비교 검토하였다. 각종기기(SEM, XRD 등)를 사용하여 계면층을 분석한 결과 처리시간이 10시간까지는 계면층의 변화는 미미하였으나 10시간을 초과하면서 계면층은 현저히 성장하기 시작했다. 이 계면층은 취성이 있는 $WAl_{12}$$WAl_5$의 화합물로 확인되었다. 이 화합물층의 생성은 기계적성질의 저하를 초래화고 있었다. 즉 인장강도가 처리시간이 10시간을 초과하면서 현저하게 감소하고 있었다. 또한, 파괴양상은 계면화합물층으로 인해 열처리한 후에는 열처리전의 연성파괴에서 취성파괴로 변화되었다.

  • PDF

알루미늄 합금 디스크용 마찰재의 제조 및 그 특성에 관한 연구 (The Studies on the Fabrication and Properties of Friction Materials toy Aluminium Alloy Disk)

  • 손태관;장상희;제갈영순
    • Composites Research
    • /
    • 제16권4호
    • /
    • pp.22-28
    • /
    • 2003
  • 본 연구는 자동차용 알루미늄 합금 디스크에 적용하기 위만 마찰재 제조에 관만 내용을 제시한 것이다. 최적 마찰재 조성을 확보하기 위하여 섬유, 결합재, 충진재, 마찰 성능 조정재 등으로 분류할 수 있는 각 원재료를 채택, 배합 설기에 의한 마찰재 시편을 제작하였으며 그 특성을 실제 차량 1/5 크기의 브레이크 다이나모미터를 이용하여 평가하였다. 마찰성능을 JASO C406 Pl에 준하여 실험만 결과 마찰계수가 0.35∼0.38. fade율이 18%였으며, 내 마모성은 JASO C427에 준하여 온도별 마모시험을 실시하였는데 시험 종료후 마찰재의 마로량이 1.6mm, 디스크 마모량이 0.08mm 수준인 우수한 배합 조성을 획득할 수 있었다. 시험 전$.$후의 마찰재와 알루미늄 합금 디스크의 표면상태는 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다.

전자차폐(電磁遮蔽)를 위한 플라스틱 복합재료용(複合材料用) 강화재(强化材)의 성능평가(性能評價) (Performance Evaluation on the Reinforcing Material of Plastic Composites for the Electromagnetic Shielding)

  • 김동진;촌상리일
    • 대한기계학회논문집A
    • /
    • 제23권6호
    • /
    • pp.1048-1054
    • /
    • 1999
  • It is important to study the shielding effectiveness(SE) of reinforcing material of plastic composite materials against the electromagnetic(EM) waves. In this paper, SE of the shielding material of EM waves was investigated with actual experiments. The materials used in this study were made up of film, fiber and powder of conductive materials - Cu, Al, CF etc. Also, The resin film was used as matrix. The experiment was carried out by using a shielding evaluator(Shielding box) TR17302 with an ADVANTEST spectrum analyzer, model R3361C. It was found from the experimental results that copper, aluminum and carbon fiber were good candidates as a shielding material against the EM waves with increasing the SE as the composite was laminated. The characteristics of the SE against the EM waves depended on a mode of preparation of specimen. The effects of interval of wires on the SE were studied when the orientation and the space of Cu wires were changed. The SE strongly depended on the. orientation and the space of the Cu wire. SE decreased as the space of the Cu wires was increasing.

Designing Materials for Hard Tissue Replacement

  • Nath, Shekhar;Basu, Bikramjit
    • 한국세라믹학회지
    • /
    • 제45권1호
    • /
    • pp.1-29
    • /
    • 2008
  • In last two decades, an impressive progress has been recorded in terms of developing new materials or refining existing material composition/microstructure in order to obtain better performance in biomedical applications. The success of such efforts clearly demands better understanding of various concepts, e.g. biocompatibility, host response, cell-biomaterial interaction. In this article, we review the fundamental understanding that is required with respect to biomaterials development, as well as various materials and their properties, which are relevant in applications, such as hard tissue replacement. A major emphasize has been placed to present various design aspects, in terms of materials processing, of ceramics and polymer based biocomposites, Among the bioceramic composites, the research results obtained with Hydroxyapatite (HAp)-based biomaterials with metallic (Ti) or ceramic (Mullite) reinforcements as well as $SiO_2-MgO-Al_2O_3-K_2O-B_2O_3-F$ glass ceramics and stabilized $ZrO_2$ based bioinert ceramics are summarized. The physical as well as tribological properties of Polyethylene (PE) based hybrid biocomposites are discussed to illustrate the concept on how can the physical/wear properties be enhanced along with biocompatibility due to combined addition of bioinert and bioactive ceramic to a bioinert polymeric matrix. The tribological and corrosion properties of some important orthopedic metallic alloys based on Ti or Co-Cr-Mo are also illustrated. At the close, the future perspective on orthopedic biomaterials development and some unresolved issues are presented.