• 소성∙가공
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• 제27권6호
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• pp.339-346
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• 2018

This study investigated the microstructure and wear properties of extruded hyper-eutectic Al-Si (15wt.%) alloy in an engine oil environment. The wear mechanism of the material was also analyzed and compared to conventional gray cast iron. In microstructural observation results of Al-15wt.%Si alloy, primary Si phase ($45.3{\mu}m$) and eutectic Si phase ($3.1{\mu}m$) were found in the matrix, and the precipitations of $Mg_2Si({\beta}^{\prime})$, $Al_2Cu({\theta}^{\prime})$ and $Al_6(Mn,Fe)$ were also detected. In the case of gray cast iron, ferrite and pearlite were observed. It was also observed that flake graphite ($20-130{\mu}m$) were randomly distributed. Wear rates were lower in the Al-Si alloy as compared to those of gray cast iron in all load conditions, confirming the outstanding wear resistance of Al-15wt.%Si alloy in engine oil environment. In the $4kg_f$ condition, the wear rate of gray cast iron was $6.0{\times}10^{-5}$ and that of Al-Si measured $0.8{\times}10^{-5}$. The microstructures after wear of the two materials were analyzed using scanning electron microscope (SEM) and electron backscatter diffraction (EBSD). The primary Si and eutectic Si of Al-Si alloy effectively mitigated the abrasive wear, and the Al matrix effectively endured to accept a significant amount of plastic deformation caused by wear.

• Corrosion Science and Technology
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• 제16권1호
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• pp.15-22
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• 2017

An oxidation-reduction scheme is an alternative approach for improving the galvanizability of advanced high-strength steel in the continuous hot-dip galvanizing process. Here, we investigated the effect of oxygen partial pressure ($P_{O_2}$) on the oxidation behavior of a transformation-induced plasticity steel containing 1.5 wt% Si and 1.6 wt% Mn during heating to and holding for 60 s at $700^{\circ}C$ under atmospheres with various $P_{O_2}$ values. Irrespective of $P_{O_2}$, a thin amorphous Si-rich layer of Si-Mn-O was formed underneath the Fe oxide scale (a $Fe_2O_3/Fe_3O_4$ bilayer) in the heating stage. In contrast to Si, Mn tended to segregate at the scale surface as $(Fe,Mn)_2O_3$. The multilayered structure of $(Fe,Mn)_2O_3/Fe_2O_3/Fe_3O_4$/amorphous Si-Mn-O remained even after extended oxidizing at $700^{\circ}C$ for 60 s. $Fe_2O_3$ was the dominantly growing oxide phase in the scale. The enhanced growth rate of $Fe_2O_3$ with increasing $P_{O_2}$ resulted in the formation of more Kirkendall voids in the amorphous Si-rich layer and a less Mn segregation at the scale surface. The mechanisms underlying the absence of FeO and the formation of Kirkendall voids are discussed.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권6호
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• pp.257-261
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• 2004

태백 도석은 주로 quartz와 함께 kaolinite가 포함되어 있다. 도석의 특성분석은 XRD, XRF, TG--DTA, SEM등을 이용하여 결정상과 화학성분 등을 분석하였다. 원석의 화학조성은 71.75wt%$SiO_2$, 22.10wt%$Al_2O_3$, 1.86wt%CaO, 2.97wt%$K_2O$, 0.62 wt%$Fe_2O_3$ 등이다. 3mm 크기의 도석을 $80^{\circ}C$의 10% 수산 농도에서 침출하면 탈철은 0.62wt%에서 0.24wt%로 감소하고 백색도가 증가하였다. 도석의 분쇄는 planetary ball mill을 이용하여 지르코니아 볼로 분쇄하였으며, 입도 크기는 25$\mu\textrm{m}$ 크기로 균일하게 분쇄되었다.

• 자원환경지질
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• 제38권4호
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• pp.481-492
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• 2005

이 연구에서는 광주지역 하상퇴적물에 대한 지질집단별 지구화학적 특성에 대해 규명 하고자 한다. 이를 위해 물이 흐르고 있는 1차 수계를 대상으로 하상퇴적물시료 104개를 채취하였고, 실험실에서 자연건조 시켰다. 화학분석을 위한 시료는 알루미나 몰타르를 이용하여 200메쉬 이하로 분쇄하였고, XRF ICP-AES, NAA분석을 실시하였다. 연구지역 하상퇴적물에 대해, 지질집단별 지구화학적 특성 비교와 기존 암석에 대한 연구에서 얻어진 암석화학적인 특성과의 비교를 위해, 선캠브리아기 화강편마암 지역, 쥬라기 화강암 지역, 백악기 화순안산암 지역으로 분리하였다 광주지역 하상퇴적물의 주성분원소 함량은 $SiO_2\;51.89\~70.63\;wt.\%,\;Al_2O-3\;12.91\~21.95\;wt.\%,\;Fe_2O_3\;3.22\~9.89\;wt.\%,\;K_2O\;1.85\~4.49\;wt.\%,\;MgO\;0.68\~2.90\;wt.\%,\;Na_2O\;0.48\~2.34\;wt.\%,\;CaO\;0.42\~6.72\;wt.\%,\;TiO_2\;0.53\~l.32\;wt.\%,\;P_2O_5\;0.06~0.51\;wt.\%\;and\;MnO\;0.05\~0.69\;wt.\%.$이다. 하상퇴적물과 암석에 대한 AMF 삼각도에서, 암석은 칼크-알칼리계열에 도시되는데 비하여, 하상퇴적물은 솔레아이트 계열과 칼크-알칼리계열의 경계부위에 도시된다. 이는 $Fe_2O_3$ 함량이 암석에서보다 하상퇴적물에 더 많이 함유되어 있는 것과 관련이 있는 것으로 보인다. $SiO_2$에 대한 $K_2O+Na_2O$의 비교그림에서, 하상퇴적물은 암석에서와 같이 subalkaline 계열에 점시된다. 하상퇴적물의 미량성분원소 및 희토류 원소 함량은 $Ba 590\~2170ppm$, Be$1\~2.4$ppm, Cu $13\~179ppm$, Nb $20\~34ppm$, Ni$10\~50ppm$, Pb $17\~30$ppm, Sr $70\~1025$ ppm, V$42\~135$ ppm, Zr$45\~171$ ppm, Li$19\~77$ppm, Co$4.3\~19.3$ppm, Cr$28\~131$ppm, Cs$3.1\~17.6$ ppm, Hf $5\~27.6$ ppm, Rb $388\~202$ ppm, Sb$0.2\~l.2$ ppm, Sc$6.4\~17$ ppm, Zn $47\~389$ ppm, Pa $8.8\~68.8$ ppm, Ce$62\~272$ppm, Eu$1\~2.7$ppm and Yb$0.9\~6$ppm의 범위를 보인다.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권6호
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• pp.455-462
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• 2012

Al-Si coated boron steel and Zn coated DP steel plates were laser-welded to manufacture a Tailor Welded Blank (TWB) for a car body frame. Hot-stamping heat treatment ($900^{\circ}C$, 5 min) was applied to the TWB weld, and the microstructural change and transformation mechanism were investigated in the Al-rich area near the bond line of the Al-Si coated steel side. There was Al-rich area with a single phase, $Fe_3(Al,Si)$, which was transformed to ${\alpha}-Fe$ (Ferrite) after the heat treatment. It could be explained that the $Fe_3(Al,Si)$ phase was transformed to ${\alpha}-Fe$ during heat treatment at $900^{\circ}C$ for 5 min and the resultant ${\alpha}-Fe$ phase was not transformed by rapid cooling. Before the heat treatment, the microstructures around the $Fe_3(Al,Si)$ phase consisted of martensite, bainite and ${\alpha}-Fe$ while they were transformed to martensite and ${\delta}-Fe$ after the heat treatment. Due to the heat treatment, Al was diffused to the $Fe_3(Al,Si)$ and this resulted in an increase of Al content to 0.7 wt% around the Al-rich area. If the weld was held at $900^{\circ}C$ for 5 min it was transformed to a mixture of austenite (${\gamma}$) and ${\delta}-Fe$, and only ${\gamma}$ was transformed to the martensite by water cooling while the ${\delta}-Fe$ was remained unchanged.

• 한국지구과학회지
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• 제27권1호
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• pp.49-60
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• 2006

본 연구는 나주지역 하상퇴적물에 대한 지구화학적 특성 연구이다. 이를 위해 1차 수계를 대상으로 139개의 하상퇴적물 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 실험실에서 자연 건조시켰으며, XRF, ICP-AES, NAA를 이용하여 화학분석을 실시하였다. 기반암에 따른 지구화학적 특성을 알아보기 위하여, 화강암질편마암 지역, 편암류 지역, 화강암류 지역, 사질암 지역, 응회암 지역, 안산암 지역, 유문암 지역으로 분류하였다. 나주지역 하상퇴적물의 지질집단별 주성분원소 평균함량은 $SiO_2\;58.37{\sim}66.06wt.%,\;Al_2O_3\;13.98{\sim}18.41wt.%,\;Fe_2O_3\;4.09{\sim}6.10wt.%,\;CaO\;0.54{\sim}1.33wt.%,\;MgO\;0.86{\sim}1.34wt.%,\;K_2O\;2.38{\sim}4.01wt.%,\;Na_2O\;0.90{\sim}1.32wt.%,\;TiO_2\;0.82{\sim}1.03wt.%,\;MnO\;0.09{\sim}0.15wt.%,\;P_2O_5\;0.11{\sim}0.18wt.%$이다. 주성분원소의 평균함량 비교에서 $Al_2O_3$와 $K_2O$는 화강암질편마암 지역에서, $Fe_2O_3,\;CaO,\;P_2O_5$는 응회암 지역에서, MgO와 $TiO_2$는 안산암 지역에서, $Na_2O$는 유문암 지역에서 높고, $SiO_2$와 MnO 함량은 사질암 지역에서 약간 높다. 미량성분 및 희토류원소의 지질집단별 평균함량은 $Ba\;1278{\sim}1469ppm,\;Be\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Cu\;18{\sim}25ppm,\;Nb\;25{\sim}37ppm,\;Ni\;16{\sim}25ppm,\;Pb\;21{\sim}28ppm,\;Sr\;83{\sim}155ppm,\;V\;64{\sim}98ppm,\;Zr\;83{\sim}146ppm,\;Li\;32{\sim}45ppm,\;Co\;7.2{\sim}12.7ppm,\;Cr\;37{\sim}76ppm,\;Cs\;4.8{\sim}9.1ppm,\;Hf\;7.5{\sim}25ppm,\;Rb\;88{\sim}178ppm,\;Sc\;7.7{\sim}12.6ppm,\;Zn\;83{\sim}143ppm,\;Pa\;11.3{\sim}37ppm,\;Ce\;69{\sim}206ppm,\;Eu\;1.1{\sim}1.5ppm,\;Yb\;1.8{\sim}4.4ppm$이다. Pb, Li, Cs, Hf, Rb, Sb, Pa, Ce, Eu, Yb 평균함량은 화강암질편마암 지역에서, Ba, Co, Cr 평균함량은 편암류 지역에서, Nb, Ni, Zr 평균함량은 사질암 지역에서, Sr 평균함량은 응회암 지역에서 높고, Be, Cu, V, Sc, Zn 평균함량은 안산암 지역에서 다른 지질집단에서 보다 높다.

• 암석학회지
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• 제27권1호
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• pp.37-47
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• 2018

백두산에서 역사시대에 분화한 화산재의 시료에 대하여 다양한 방법으로 주성분과 미량성분을 분석하였다. 화산재의 주성분 원소 함량은 $SiO_2$ 58.8~71.1 wt.%, $Al_2O_3$ 9.6~16.8 wt.%, ${Fe_2O_3}^T$ 4.5~6.9 wt.%, MgO 0.1~1.7 wt.%, CaO 0.3~1.6 wt.%, $Na_2O$ 5.2~6.3 wt.%, $K_2O$ 4.3~5.9 wt.% 그리고 $TiO_2$ 1.2 wt.%이하로 분석되었다. Ba, Cu, Cr. Co, Ni, Sr, V, Zn와 Zr을 포함하는 32개 미량원소가 분석되었는데, 이들 화산재는 일부 미량원소와 경희토류 원소의 부화정도에 따라 두 그룹(그룹 A, 그룹 B)으로 구분되며, 그룹 A에는 1천년 전의 밀레니엄 분화물, 1668년과 1903년 분화물이, 그룹 B에는 1702년 분화물이 해당된다. 중금속원소인 Cu, Co, Zn, Mn 등은 소량 함유되어 나타난다. 백두산 화산재는, 섭입대 기원의 일본 사쿠라지마 화산의 화산재와 비교하여, 미량성분원소 중 Y, Nb, Pb, U, Sc, V, Ni 그리고 Cu 함량은 낮게 나타나며, Zr, Ba, Hf, Cr, Co, Zn 그리고 희토류(Eu제외) 등은 높은 함량을 나타낸다.

• 자원환경지질
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• 제49권1호
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• pp.13-22
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• 2016

이 연구는 사문석군 광물을 산 처리하고, 용출액을 pH 조절 하여 사문석군 광물로부터 규소와 철산화물 회수와 광물탄산화에 대해 연구하고자 하였다. 연구에 사용된 암석시료는 홍성 구항면에서 채취한 사문암으로 안티고라이트와 자철석로 구성되며, $SiO_2$(45.3 wt.%), MgO(41.3 wt.%), $Fe_2O_3$(12.2 wt.%)의 화학조성을 보였다. 자원회수실험은 $75{\mu}m$ 이하의 크기로 분쇄한 사문암을 1 M의 염산, 황산, 질산으로 각각 용해시켜 잔류물을 추출(1 단계)하였고, 남은 용출액에 $NH_4OH$를 추가하여 pH=8.6까지 상승시켜 형성된 붉은색 침전물을 회수(2 단계)하였다. 광물탄산화 실험은 침전물이 제거된 상층액에 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5까지 상승시켜 형성된 백색의 침전물을 회수(3 단계)하였다. 각 단계에서 회수된 잔류물과 침전물의 광물학적 특성을 확인하기 위해 XRD, TEM-EDS 분석을 실시했고, 용출액과 침전물이 제거된 상층액에 함유된 원소(Si, Mg, Fe)의 농도 변화는 ICP-AES 분석을 통해 확인했다. 용출된 금속은 Si, Fe, Mg이었다. 안티고라이트는 산과 반응한 후에도 판상을 유지하나 비정질실리카로 변했다(1 단계). pH=8.6에서 회수된 침전물은 Fe, Si, O로 구성된 비정질광물로, 2~10 nm 크기의 구형 나노물질이었다(2 단계). 마지막으로 $CO_2$를 주입한 후, pH=9.5에서 회수된 침전물은 nesquehonite[$Mg(HCO_3)(OH){\cdot}2(H_2O)$]와 lansfordite[$MgCO_3{\cdot}H_2O$]로 $1{\sim}6{\mu}m$ 크기를 가진 주상의 결정질광물이었다(3 단계). 따라서 산 처리된 사문석군 광물에서 나노물질의 실리카(잔류물)과 철산화물(침전물)을 회수가능하며, $CO_2$ 반응과 pH 조절을 이용하여 탄산염광물을 형성하였다. 회수된 실리카와 철산화물은 다른 물질로 합성하는 전구체로 유용하게 이용될 수 있으며, 이산화탄소를 이용한 광물탄산화 반응은 대기 중 이산화탄소 고정에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국주조공학회지
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• 제42권6호
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• pp.337-346
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• 2022

본 연구에서는 Al-7Si-(0.3~0.5)Mg-(0~0.5)Cu 합금의 용체화 처리 조건 최적화를 위해 545℃ 온도 조건에서 최대 7시간까지 용체화 처리를 수행한 후 광학현미경 및 FE-SEM을 활용한 미세조직 관찰 및 브리넬 경도 측정을 수행하였다. 합금 내 공정 Si 상은 용체화 처리 초반 3시간 동안 급격한 조대화 현상을 나타내었으며, 이후에는 용체화 처리가 진행되어도 Si 상 크기는 크게 변화하지 않았다. 한편 공정 Si 상의 구상화의 경우, 용체화 처리 시간이 7시간에 도달할 때 까지 지속적으로 진행되었다. Cu가 첨가된 합금의 주방상태에서는 Q-Al₅Cu₂Mg₈Si₆ 상과 θ-Al₂Cu 상이 확인되었으나, 545℃에서 3시간 동안 진행된 용체화 처리 이후에는 모두 분해되었다. 주방상태에서 확인된 π-Al₈FeMg₃Si 상은 5시간의 용체화 처리 이후에 사라지거나(0.3wt%Mg) 혹은 7시간의 용체화 처리 이후에도 존재(0.5wt%Mg)하였다. 초정 α상 내 Mg 및 Cu 함량은 용체화 처리 시간이 5시간에 도달할 때 까지 증가하였으며, 이는 Mg 및 Cu를 함유한 금속간 화합물의 용체화 시간에 따른 분해 거동과 일치하였다. Al-7Si-Mg-Cu 합금의 용체화 처리 과정에서 확인한 미세조직 변화를 종합적으로 고려할 때, 본 연구에서 다룬 합금의 석출강화 효과 극대화를 위해서는 545℃ 조건에서 최소 5시간의 용체화 처리가 필요한 것으로 판단되며, 용체화 처리 조건 별로 측정된 브리넬 경도 데이터로부터 동일한 최적 용체화 처리 조건을 도출할 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2011년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.111-113
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• 2011

변압기, 전동기 등의 에너지 효율을 향상시키기 위해 400 Hz 이상의 주파수에서 사용하는 자성코어 부품의 수요가 증가함에 따라 Si함량이 높은 연자성 코어에 대한 관심이 증가하고 있으며 냉간압연이 어려운 Fe-6.5wt.%Si의 경제적이고 생산성이 높은 분말 성형공정, 주파수에 따른 철손인자들의 영향 및 미세구조 제어에 대한 연구가 체계적이고 지속적 수행되고 있으며 흥미로운 연구결과가 도출되고 있다.