• Journal of Welding and Joining
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• 제35권2호
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• pp.58-62
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• 2017

A319 aluminum alloy containing 6.5% Si and 3.5% Cu as major alloying elements has been widely used in machinery parts because of its excellent castability and crack resistance. However it needs more wear resistance to extend its usage to the severe wear environments. It has been known that hyper-eutectic Al-Si alloy having more than 12.6% Si contains pro-eutectic Si particles, which give better wear resistance and lubrication characteristics than hypo-eutectic Al-Si alloy like A319 alloy. In this study, it was tried to clad hyper-eutectic Al-Si alloy on the surface of A319 alloy. In the experiments, Al-36%Si alloy powder was mixed with organic binder to make a fluidic paste. The paste was screen-printed on the A319 alloy surface, melted by pulsed Nd:YAG laser and alloyed with the A319 base alloy. As experimental parameters, the average laser power was changed to 111 W, 202 W and 280 W. With increasing the average laser power, the melting depth was changed to $142{\mu}m$, $205{\mu}m$ and $245{\mu}m$, and the dilution rate to 67.2 %, 72.4 % and 75.7 %, and the Si content in the cladding layer to 16.2 %, 14.6 % and 13.7 %, respectively. The cross-section of the cladding layer showed very fine eutectic microstructure even though it was hyper-eutectic Al-Si alloy. This seems to be due to the rapid solidification of the melted spot by single laser pulse. The average hardness for the three cladding layers was HV175, which was much higher than HV96 of A319 base alloy. From the block-on-roll wear tests, A319 alloy had a wear loss of 5.8 mg, but the three cladding layers had an average wear loss of 3.5 mg, which meant that an increase of 40 % in wear resistance was obtained by laser cladding.

• 한국분말재료학회지
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• 제2권1호
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• pp.36-43
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• 1995

Rapidly solidified and mechanically alloyed Al-Ti base alloys were prepared by gas atomization and attritor milling separately. The gas atomized and the mechanically alloyed powders were consolidated after preheating at $450^{\circ}C$, and then heat treated isochronally for 1 hour to observe the microstructures and to investigate the mechanical properties. Stable phases of precipitates in the Al-Ti-Si and the Al-Ti-Zr alloys were identified as DO22-$(Al,Si)_3Ti$ and $Do_{23}-Al_3(Ti, Zr)$ each. Among the alloys, the mechanically alloyed Al-l0Ti-2Si alloy showed superior thermal stability and mechanical properties at elevated temperature. The additions of third elements, such as Si and Zr, to Al-Ti alloys seemed to improve the mechnical properties remarkably by stabilizing the microstructure and the precipitate phases in the consolidated alloys.

• 한국분말재료학회지
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• 제15권1호
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• pp.31-36
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• 2008

In this study, the bottom-up powder metallurgy and the top-down severe plastic deformation (SPD) techniques for manufacturing bulk nanomaterials were combined in order to achieve both full density and grain refinement without grain growth of rapidly solidified Al-20 wt% Si alloy powders during consolidation processing. Continuous equal channel multi-angular processing (C-ECMAP) was proposed to improve low productivity of conventional ECAP, one of the most promising method in SPD. As a powder consolidation method, C-ECMAP was employed. A wide range of experimental studies were carried out for characterizing mechanical properties and microstructures of the ECMAP processed materials. It was found that effective properties of high strength and full density maintaining nanoscale microstructure are achieved. The proposed SPD processing of powder materials can be a good method to achieve fully density and nanostructured materials.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권2호
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• pp.193-202
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• 1999

Al 분말과 AlN 분말에 SiC 휘스커와 소결조제를 첨가하여 습식혼합한 후 성형체를 제조하고 600~140$0^{\circ}C$의 온도에서 5시간 동안 질화반응을 진행시켰다. 반응소결체의 꺾임강도를 측정한 결과 질화율이 높아질수록, 그리고 SiC 휘스커의 첨가량이 많아질수록 증진되는 것을 확인할 수 있었다. Al과 AlN이 50:50으로 혼합된 시편을 140$0^{\circ}C$에서 5시간 동안 질화반응을 시킨 결과 97% 이상의 질화율과 2%미만의 수축율을 나타내었고, 상대밀도값은 78%이었다. 그리고 반응소결체의 최대 꺾임강도는 250 MPa이었다. 완전히 질화반응을 시켜 미반응 Al이 잔존하지 않는 시편들을 1$700^{\circ}C$, 180$0^{\circ}C$, 190$0^{\circ}C$의 온도에서 2시간 동안 재소결한 결과 수축은 6% 미만이었으며, 최고 86%의 상대밀도를 나타내었다. 180$0^{\circ}C$이상의 온도에서 2시간 동안 재소결한 결과 수축은 6%미만이었으며, 최고 86%의 상대밀도를 나타내었다. 180$0^{\circ}C$이상의 온도에서 재소결한 시편들의 경우 AlN과 SiC 휘스커가 고용체를 형성하여 SiC 휘스커 첨가에 의한 기계적 물성의 증진 효과는 거의 나타나지 않았다. 그리고 재소결한 시편의 최대 꺾임강도는 295 MPa이었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권10호
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• pp.1102-1107
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• 1999

SiC-Si3N4 composites were prepared by mixing $\alpha$-Si3N4 powder to $\alpha$-SiC powder in the range of 10 to 30 vol% with 10vol% interval. 6wg% Al2O3 and 6wt% Y2O3 were respectively added as sintering aids. Hot pressing was performed at 1,80$0^{\circ}C$ for 1 hour with 25 MPa pressure. In the case of adding 20vol% of $\alpha$-Si3N4 powder the relative density to theoretical value and the flexural strength were 99.1% and 34,420 MPa respectively and the worn amount was 2.09$\times$10-3 mm2 which were the highest values in the all range of he composition. Although the composite containig 10 vol% of $\alpha$-Si3N4 powder showed the highest fracture toughness(KIC) of 4.65MN/m3/2 the reduction of the wear resistance in this composite is likely to be affected by the homogeneity and the uniformity of the grain coalescence and growth during the sintering process.

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권5호
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• pp.98-104
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• 2000

Aluminum alloys are being employed in automobile parts as strive to reduce overall vehicle weight to meet demands for improved fuel economy and reduction in vehicle emissions. Al-based composites reinforced with ceramic ($Al_2O_3,\;SiC,\;TiC\;and\;B_4C$) applications in a variety of components in automotive engines, such as liners, where the tribological properties of the material are important. In this study, Al-base composites reinforced with TiC particle powders has been developed for producing plasma spray coatings. The composite plasma spray powders were prepared Al-13Si-3Mg(wt%) alloy with TiC(40, 60 and 80wt%) particles ($0.2~5{\mu}textrm{m}$) by drum type ball milling. The composite powders ($36~76{\mu}textrm{m}$) were sprayed with plasma torch. Plasma sprayed coatings were heat-treated at $500^{\circ}C$ for 3 hours. The wear resistances of the plasma sprayed coatings were found to decrease with increasing TiC content and improved with heat treatment. AlSiMg-40% TiC heat-treated coatings were showed the best wear resistance in this study.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2000년도 춘계학술강연 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.16-16
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• 2000

분무주조법으로 제조된 Al-25Si-(Fe,V) 합금빌렛의 미세조직을 광학현미경, 주사전자현미경, 투과전자현미경으로 분석하였으며, 빌렛내에서 관찰되는 2차상의 형성거동을 정확히 분석하기 위해 over-sprayed 분말의 미세조직을 분무주조 빌렛과 함께 관찰하였다. 먼저 분무주조 빌렛을 표면으로부터 중심부까지 관찰한 결과, 분무주조 빌렛의 미세조직은 표면부 10mm 가량을 제외하고는 매우 균일한 미세조직을 보여주었다. 이에 본 연구에서는 분무주조 빌렛의 표면부와 중심부, 그리고 over-sprayed 분말조직으로 구분하여 각각에서 관찰되는 2차상을 관찰하였으며, 이를 바탕으로 분무주조 빌렛내에 형성된 2차상의 형성기구를 규명하고자 하였다. Over-sprayed 분말의 미세조직은 기지조직내에 균일하게 분포된 침상의 $\delta$-AlFeSi 상과 각형의 Si 입자로 구성되어 있었다. 반면, 분무주조 빌렛의 경우, 그 중심부에서는 기자조직내에 균일하게 분포된 막대형의 $\beta$-AlFeSi과 부정형의 조대한 Si입자가 관찰되었으며, 표면부에서는 부정형의 Si 입자와 함께 막대형의 $\beta$-AlFeSi/$\delta$-AlFeSi 복합상이 관찰되었다. 특히, 빌렛 표면부의 $\beta$-AlFeSi 상과 $\delta$-AlFeSi 상간에는 일정한 방위관계가 존재하였으며, 이러한 결과는 분무주조 빌렛내에 분포된 $\beta$-AlFeSi상들이 분무액적내에 형성된 준안정 $\delta$-AlFeSi 상으로부터 상분해되어 형성되었음을 제시한다. 이상의 분무주조 조직과 over-sprayed 분말의 미세조직으로부터 분무주조 빌렛의 최종 주조조직은 반응고상태의 분무액적 조직에 의해 지배됨을 알 수 있다.r plate)의 단면 미세조직 사진으로써 모재부와 오버레이충을 함께 보여주고 있다. 모재와 오버레이 충간의 경계면은 모재 일부가 용융된 후 웅고하면서 형성됨으로 인해서 도금이나 용사층과는 달리 매우 견고하게 결합되어 있다. 따라서 계면부의 탈락이라는 문 제점은 거의 없어 심한 응력을 받는 기계구조물 및 부품에도 본 기술은 널리 적용되고 있다. 그리고 사진 1에서 알 수 있는 바와 같이 모재와는 전혀 상이한 재료를 자유로이 선택하여 표면 유효층 일부만 오버레이시키며I 주조 및 단조가 불가능한 재료까지도 표면부에 오버레이 시킴으로 서 부품 및 설비의 제조에 있어 재료비의 절감과 제품의 수명이 획기적으로 개선될 수 있다. 그리고 최근에는 도금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다. within minimum time from beginning of the shutdown.및 12.36%, $101{\sim}200$일의 경우 12.78% 및 12.44%, 201일 이상의 경우 13.17% 및 11.30%로 201일 이상의 유기의 경우에만 대조구와 삭제 구간에 유의적인(p<0.05) 차이를 나타내었다.는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에 신장(腎臟)에서 수축된 것으로 나타났다. 30%o의 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 평균 신사구체(腎絲球體)의 면적은 담수(淡水)에 적응된 개체의 면적보다 유의성있게 나타났다. 해수(海水)에 적응(適應)된 틸라피아의 신단위(腎單位)의 사

• 한국재료학회지
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• 제15권3호
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• pp.166-171
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• 2005

Fe-6Al-9Si(N) alloy powders were synthesized by hybrid process of chemical nitrification and mechanical milling. The nitriding treatment on Fe-6Al-9Si alloy powders formed $\gamma'-Fe_4N$ phase on the powders surface. The nitriding-treated powders were pulverized by horizontal high-energy ball milling machine. The longer ball milling time tended to reduce the size of alloy powders. In ball milling for 36h, extremely fine powders with about $7\~9wt\%$ nitrogen were obtained. Through X-ray diffraction analysis on the powders, it was found out that the longer milling time caused a disappearance of the crystallinity of $\alpha-Fe$ in the powders. TEM study confirmed that the powders is comprised of a few tens nano-meter sized crystals, including $\alpha-Fe$ phase with partially $\gamma'-Fe_4N$ phase. Hysteresis curves of the synthesized powders measured by VSM revealed lower saturation magnetization and higher coercivity, which seemed to be attributed to nitrogen-impregnation and severe residual stress developed during the high energy milling. Microstructure observation on the powder annealed at 873 K for 1 h showed 10 to 20 nm sized $\alpha-Fe$ crystal. Such a enhanced crystallinity significantly increased the magnetization and decreased the coercivity, which was attributed to not only the crystallinity but also residual stress relaxation.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권2호
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• pp.203-209
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• 1999

Si 기판위에 Ba2YCu3O7-$\delta$ 고온초전도체를 응용하기 위해 요구되는 buffer층으로 유망한 재료인 LaAlO3 단일상 분말을 고상반응법과 자발착한 연소반응법으로 제조하였다. 제조된 LaAlO3 분말의 입자형태와 결정상태는 scanning electron microscope (SEM)과 X-ray diffractometer (XRD)를 이용하여 분석하였다. 분말의 비표면적과 소결특성은 각각 Brunauer-Emmett-Teller(BET) 방법과 dilatometer를 측정하였다. 고상반응법으로 LaAlO3 분말을 제조할 때에는 하소온도를 150$0^{\circ}C$까지 높게 하여도 단일상을 얻는 것이 어려웠으나 자발착한 연소반응법에 의한 분말제조는 $650^{\circ}C$의 저온에서 하소하여도 쉽게 얻을 수 있었다. Dilatometer 측정을 통하여 분석해 보면, 고상반응법에 의한 분말보다 자발착한 연소반응법에 의한 분말로 제조된 소결체가 고상반응법에 의한 소결체에 비해 1.4배나 큰 소멸밀도(98.87%)를 가졌다. 이렇게 소결밀도에서 큰 차이가 나는 것은 자발착한 연소방법에 의한 분말의 평균 입자크기가 nano crystal size이고 비표면적 값(56.54 $m^2$/g)이 매우 크기 때문이다. 두가지 방법으로 제조된 분말을 이용, LaAlO3 layer를 스크린 프린팅과 소결법으로 Si 기판상에 제조하였으며 자발착한 연소합성법으로 제조된 분말은 110$0^{\circ}C$에서 우수한 소결특성을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권2호
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• pp.36-44
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• 2002

폐기처분되는 gamet 미분말의 재활용 측면에서 이를 적벽돌의 원료로 활용하는 방안에 관한 연구를 수행하였다. 적벽돌의 물리적 강도에 있어서 점토가 높은 $SiO_2$, $Al_2$$O_3$및 $Fe_2$$O_3$함량과 점성을 가지는 것은 매우 중요한 성질이다. 그러나 폐garnet 미분말의 경우 이들의 함량은 높지만 점성이 매우 작으므로, 점토를 대체할 수 없을 것으로 판단하여 모래의 대체제로 적용하고자 하였다. 점토의 화학성분 중 강도를 나타내는 함량이 폐garnet 미분말에서도 상당히 높은 것으로 파악되었으며, 이는 적벽돌의 강도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 파악되었다. 적벽돌 제조시의 원료 배합은 {점토-모래}, {모래-폐gamet 미분말}, 그리고 {점토-모래-폐gamet 미분말} 조합을 무게 비율로 각각 조절하였으며, 적벽돌 공시체의 물리적 특성 실험은 압축강도.흡수율.수축율.비중에 대하여 실시하였다. 그 결과 최적의 원료 배합 조건은 무게를 기준으로 할 때 {점토50%+모래 30%+폐 gamet 미분말 20%}인 것으로 파악되었다. 본 연구의 결과 폐gamet 미분말을 재활용하여 제작한 적벽돌의 상업적 생산이 가능하며, 유효자원의 재이용 측면에서도 경제성을 가질 것으로 판단되었다.