• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국자기학회지
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• 제3권3호
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• pp.190-195
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• 1993

새로운 Fe기 초미세 결정립합금의 제조 가능성 및 자기특성에 관하여 조사하였다. 고포화자화 (Fe.$_{85}$Co.$_{15}$ )$_{80}$B$_{20}$ 비정질합금에서 천이금속을 약 10 at.% Al으로 치환한 (Fe.$_{85}$ Co.$_{15}$ )$_{70}$B$_{20}$Al$_{10}$ 합금은 급속응고에 의하여 비정질 기지내에 직접 .alpha. -Fe(Co)의 석출이 가능하다. 또한 (Fe.$_{85}$Co.$_{15}$ )$_{70}$B$_{20}$Al$_{10}$합금에 2~6 at.% Nb의 첨가는 급속 응고시 결정립성장을 억제하고 포화자왜를 약 6ppm이하로 감소시켜 자기 특성을 개선시킨다. 열처리에 의한 자기 특성은 Nb의 치환량이 증가할 수록 감소한다. 400 .deg. C에서 1시간 열처리한 (Fe.$_{85}$Co.$_{15}$ )$_{70}$ B$_{18}$ Al$_{10}$Nb$_{2}$합금은 평균 약 8nm이하의 .alpha. -Fe(Co) 결정립으로 구성된 초미세 결정립합금 으로 제조가 가능하며, 포화자속밀도, 철손 및 투자율 (f=50 kHz, B$_{m}$ =0.2 T)이 각각 1.2 T, 12W/kg 및 2.5 *$10^{4}$으로 가장 우수하다. 이는 Fe-Si-B-Nb-Cu 초미세결정립합금 및 영자왜 Co기 비정질합금과 거의 같은 자기특성을 나타낸다.다..다.다..낸다.다..

• 한국재료학회지
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• 제8권10호
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• pp.898-904
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• 1998

10-50wt% 범위의 W을 함유하는 Ni-W 합금을 전기도금에 의해 제조하였다. 합금 중의 W 량은 전류밀도가 증가함에 따라 증가하였다. 전류밀도가 50mA/${cm}^2$이하인 경우 Ni-W합금은 미세한 결정립을 갖는 Ni의 고용체이었으며, 전류밀도가 50mA/${cm}^2$이상인 경우 비정질상으로 변화하였다. 이들의 결정질$\longrightarrow$비정질 천이는 W량이 40-46wt%인 구간에서 일어났으며 반각폭이 3배이상으로 증가하였다. 결정질 합금의 격자상수는 평형상태도 상의 W의 고용한계(약 30wt%)를 초과하는 40wt%까지 연속적으로 증가하는 것으로 나타나 Ni이 W을 과고용하고 있는 상태인 것으로 밝혀졌다. 비정질 Ni-W 합금은 $400^{\circ}C$이상의 온도에서 열처리하면 강한 [111]방향성을 가지며 재결정하였으며, $800^{\circ}C$이상의 온도에서는 과고용된 W이 석출하였다. 합금조성 및 결정구조의 전류밀도 의존성을 이용하여 Ni-30%W과 Ni-50%W 합금층이 반복되는 결정질/비정질의 다층도금을 제조하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.997-1004
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• 1995

기계적 합금화(mechanical alloying:MA) 방법에 의해 원소 Nb와 Al의 혼합분말로부터 금속간 화합물 NbA1₃와 비정질상을 얻었다. 혼합분말의 조성은 Nb-45wt%Al(75at%Al)으로 하였으며, 기계적 합금화는 고에너지 SPEX8000 mixer/mill을 사용하여 72시간까지 행하였다. 얻어진 분말은 XRD, DTA, SEM 및 TEM으로 분석했다. 기계적 합금화 초기 단계의 분말은 층상 구조를 나타냈고, 정상상태에 도달하였을 때는 분말 내에서 원소 Nb와 Al이 균일하게 분포되어 있었다. 4시간 기계적 합금화를 하였을 때 금속간 화합물 NbA1₃가 형성되었다. 기계적 합금화된 분말들은 안정한 NbA1₃형성 및 응력 완화에 해당되는 600℃ 근처에서 큰 발열 peak을 나타냈다.

• 한국자기학회지
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• 제6권4호
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• pp.218-224
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• 1996

새로운 고성능 자심용 연자성 합금을 개발하기 위해, 급냉응고 방식에 의해 제조된 $Fe_{83-x}Al_{x}Nb_{5}B_{12}(X=1~5at%)$ 합금의 결정화거동 및 자기적 특성을 조사하였다. 3at% Al의 $Fe_{80}Al_{3}Nb_{5}B_{12}$ 합금이 조사된 Fe-Al-Nb-B계 합금중에서 가장 우수한 연자기 특성을 가지며, 이때 미세한 $\alpha-Fe$상 결정립 조직을 가지는 것으로 판명되었다. 또, 이 조성의 합금에 1 at%의 Cu를 첨가하면, 약 6~7 nm정도의 크기를 가지는 극히 미세한 결정립의 $\alpha-Fe$ 상조직이 얻어졌으며 이에 따라 대단히 현저한 연자기 특성의 향상이 실현되었다. 이때 초미세 결정구조 $Fe_{79}Al_{3}Nb_{5}B_{12}Cu_{1}$ 합금의 자기적 특성은 다음과 같다 : ${\mu}_{eff}(1\;kHz)=26,000,\;B_{10}=1.45\;T,\;H_{c}=25\;mOe,\;P_{c}(100\;kHz,\;0.2\;T)=55\;W/kg$.

• 한국재료학회지
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• 제7권5호
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• pp.444-450
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• 1997

기계적합금화 한 AI-Ti합금의 상온 및 고온 인장강도는 25at.% Ti을 Ce으로 치환함에 따라 증가하였다. 그러나 25at.% 이상의 Ce첨가는 합금의 인장강도를 감소시켰다. 이는 Ce이 적은 고용도 효과에 의해 금속간화합물의 초대화를 억제하여 합금의 강도를 증가시키지만 다량 첨가시에는 Ti에 비해 무거운 원자량으로 인해 분산상의 부피분율을 감소시켜 합금의 강도가 오히려 저하시킨 것으로 생각된다. Ce의 첨가는 40$0^{\circ}C$와 51$0^{\circ}C$에서 합금의 열저안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. 300-51$0^{\circ}C$ 온도범위에서 측정된 AI-8wt.%(Ti+Ce)합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 AI의 자기확산에 필요한 에너지 (142kJ/mode)의 1.3-1.9배로 나타났다. 이로부터 AI-Ti-Ce 합금의 고온 변형은 Orowan기구에 의한 것을 생각된다.

• 한국재료학회지
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• 제9권4호
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• pp.378-385
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• 1999

핵 연료 피복관 재료로 샤용되고 었는 Zr 합금의 부식특성을 개선하기 위하여 Zn-xSn 2원계 합금과 Zr-0.4Nb-xSn 3원계 합금을 제조하여 부식특성을 평가하였다. 부식 실험은 $360^{\circ}C$ 물 분위기의 mini-autoclave에서 수행하였다. 2원계 합금의 경우 Sn이 0.5, 0.8, 1.5wt.% 첨가된 합금에서는 15일에서 속도천이가 발생한 후 급격한 부식 가속 현상이 나타녔으나, 2.0wt.% 가 첨가된 합금의 경우 80일까지의 부식 실험에서도 천이 현상을 보이지 않는 매우 높은 부식 저항성을 보였다. 3원계 합금에서는 Sn 함량이 증가할수록 부식이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 2원계 합금과 3원계 합금에서 Sn의 고용도 차, 미량 첨가된 Nb의 영향 및 석출물의 특성과 관련이 잇는 것으로 생각된다. 또한 Zr-xSn, Zr-O.4Nb-xSn 합금의 부식은 tetragonal-$ZrO_2$의 분율과 수소 흡수율에 의해서 제어될 수도 있다.

• 한국자기학회지
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• 제4권2호
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• pp.126-129
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• 1994

희토류원소 Pr의 첨가가 Fe-B계 비정질합금의 자왜에 미치는 영향을 조사하기 위하여 비정질 $Fe_{86-x}B_{14}Pr_{x}(2{\leq}x{\leq}8\;at.%)$ 합금을 급속응고법을 이용하여 제조하였다. 급 속응고상태 비정질 $Fe_{86-x}B_{14}Pr_{x}$ 합금의 포화자왜는 Pr이 증가할 수록 증가하여 x=8에 서 약 50 ppm이 얻어졌다. 특히 $300^{\circ}C$에서 2시간 열처리된 비정질 $Fe_{84}B_{14}Pr_{2}$ 합금의 포화자왜는 70 ppm으로 증가하였다. $300^{\circ}C$에서 2시간 열처리된 비정질 $Fe_{84}B_{14}Pr_{2}$ 합금의 교류 자기이력손실 및 교류투자율$(f=50\;kHz,\;B_{m}=0.1\;T)$은 각각 15 W/kg, $5.5{\times}10^{3}$이었다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 1999년도 춘계학술대회 및 발표대회 강연 및 발표논문 초록집
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• pp.42-43
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• 1999

• 한국자기학회지
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• 제7권1호
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• pp.7-12
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• 1997

회전형 볼밀을 이용하여 Ar 분위기에서 기계적 합금화 방법으로 Fe$_{50}$Zr$_{50}$ 비정질을 제조하고 이들의 구조 및 자기적 성질을 투과전자현미경과 SQUID 자력계를 이용하여 조사하였다. 기계적합금화법으로 제조된 분말로 부터 얻은 제한시야 회절도형은 두개의 인접한 halo ring 도형을 나타내며, 이것은 비정질이 Fe rich 한 비정질과 Zr rich 한 두 비정질로이 공존하기 때문이다. 기계적 합금화한 Fe$_{50}$Zr$_{50}$ 비정질 분말에서 비정질상의 큐리온도로 부터 추정된 강자성 Fe-Zr계 비정지상의 Fe 조성은 100시간 합금화한 경우 65 at% 로서, 이것은 비정질의 상분리가 일어났기 때문이며, 이 결과는 회절도형의 분석결과와 일치한다. 기계적 합금화한 Fe$_{50}$Zr$_{50}$ 분말의 스핀파 탄성계수는 100시간 합금화한 경우에는 52.2 meV .angs. 이고, 200시간 합금화 한 경우에는 63.8 meV .angs. 으로 합금화시간이 증가함에 따라 증가하였다. 이것으 200시간 합금화한 경우 부분 결정화에 의하여 .alpha. -Fe가 일부 석출하였기 때문이다.