• 한국재료학회지
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• 제21권6호
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• pp.314-319
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• 2011

Melt foaming method is one of cost-effective methods to make metal foam and it has been successfully applied to fabricate Mg foams. In this research, AZ31 Mg alloy ingot was used as a metal matrix, using AlCa granular as thickening agent and $CaCO_3$ powder as foaming agent, AZ31 Mg alloy foams were fabricated by melt-foaming method at different foaming temperatures. The porosity was above 41.2%~73.3%, pore size was between 0.38~1.52 mm, and homogenous pore structures were obtained. Microstructure and mechanical properties of the AZ31 Mg alloy foams were investigated by optical microscopy, SEM and UTM. The results showed that pore structure and pore distribution were much better than those fabricated at lower temperatures. The compression behavior of the AZ31 Mg alloy foam behaved as typical porous materials. As the foaming temperature increased from $660^{\circ}C$ to $750^{\circ}C$, the compressed strength also increased. The AZ31 Mg alloy foam with a foaming temperature of $720^{\circ}C$ had the best energy absorption. The energy absorption value of Mg foam was 15.52 $MJ/m^3$ at a densification strain of 52%. Furthermore, the high energy absorption efficiencies of the AZ31 Mg alloy foam kept at about 0.85 in the plastic plateau region, which indicates that composite foam possess a high energy absorption characteristic, and the Vickers hardness of AZ31 Mg alloy foam decreased as the foaming temperature increased.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 추계학술대회논문집
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• pp.396-402
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• 2000

Porous structures of aluminum foam have been studied. The apparent foam shape, foam hight, density, pore size, shape, and their distributions in various section areas of the experimental samples have been investigated. The sample have been cast into metallic mold, using aluminum foam prepared from a precursor based on pure Al ingot mixed with various amount of 1-2wt% increasing viscosity and foam agent materials. The process provides for flexibility in design of foam structures via relatively easy control over the amount of hydrogen evolution and the drainage processes which occur during foam formation. This is facilitated by manupulating parameters such as the foaming agent, thermal histories during solidification and mix melt viscosities. The acoustical performance of the panel made with the foamed aluminum is considerably improved; its absorption coefficient shows NRC 0.6-0.8. It has been found that the Al foam is very preferable for the compactness of the thermal system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.121-129
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• 1997

아크 용해법으로 제작한 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금(bulk 합금) 잉고트는 $ZrV_{0.2}Mn_{0.98}Ni_{1.04}$의 조성식을 가지는 fcc 구조의 C15형 Laves상이 주류를 이루는 matrix와 $ZrV_{0.01}Mn_{0.13}Ni_{1.2}$의 조성으로 $Z_9Ni_{11}$의 금속간 화합물 구조를 가지는 2nd phase가 균일하게 분포된 2개의 상으로 구성되어 있었다. $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금의 방전 특성에 이 두 가지 상들이 미치는 영향을 알아보기 위해서 matrix와 2'nd phase합금을 분리 제작하였고, 이들 전극에 대한 전기 화학적인 충방천 특성들을 조사하였다. 그 결과 방전용량은 2nd phase가 가장 낮은 $160mAh/g$, 그 다음으로 matrix가 200mAh/g으로 bulk의 250mAh/g보다 낮았다. Matrix조성의 합금은 bulk합금과 거의 유사한 활성화, 고율 방전율, 자기방전 특성을 가졌고, 또한 활성화 후에 충방전에 따른 용량감소의 경향이 현저히 관찰되었다. 그러나 2nd phase 조성의 합금은 이들과는 확연한 차이를 보였다. 즉 활성화되기 어렵지만 활성화된 후에 용량감소의 경향은 거의 없었고 또한 자기방전 특성도 우수하였다.

• 한국재료학회지
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• 제4권8호
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• pp.906-914
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• 1994

상온과 액체질소온도에서 압축시험을 통하여 $LI_{2}$단상함금 및 $LI_{2}$상에 제 2상을 수 %또는 20%정도 포함하는 합금조성을 선택하였다. 일반적으로 제 2상을 20%정도 포함하는 2상합금들은 $Ll_{2}$단상합금에 비해 항복강도는 높으나 연성은 좋지 않았다. 그러나 $Cr_{2}AI$을 제 2상으로하는 20%정도 포함하는 Al-21Ti-23Cr합금은 다른 합금들에 비해 비교적 높은 항복강도와 함계 우수한 연성을 나타내었다. 또한 $Li_{2}$단상합금 및 $Cr_{2}Al$을 수% 포함하는 2상합금에 대한 소성거동도 조사하였다. 균질화처리 후에 제 2상의 양은 줄었으나 pore의 양은 증가하였다. 균질화처리 후에 $Ll_{2}$단상조직에서 나타나는 pore의 양은 Cr의양이 증가할수록 줄어들었으며, Cr 의 양이 더욱 증가하여 $Cr_{2}$Al이 제2상으로 생성될 때는 pore가 완전히 소멸하였다. 변형속도를 $1.2 \times 10^{-4}/s$와 $1.2 \times 10^{-2}/s$의 두가지 조건으로 변화시키면서 압축시험을 행하여 합금의 연성에 미치는 환경취성의 영향을 조사하였다. $LI_{2}$단상합금인 AI-25Ti-10Cr합금이 환경취성의 영향을 가장 적게 받는 것으로 나타났다. 그러나 pore의 생성, 환경취성, ingot 주조조직 등을 종합평가해 보면 $Cu_{2}Al$을 제 2상으로 20%정도 포함하는 Ak-21Ti-23Cr합금이 가장 우수한 인장연싱율을 나타낼 것으로 기대된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제57권2호
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• pp.6-25
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• 2024

본 연구에서는 8차례 진행된 국립중원문화유산연구소의 제련실험에 대한 결과 보고서를 중점적으로 검토하여 조업의 목표와 결과를 종합하고, 실험 내용의 변경 사항과 이에 따른 실험 결과물의 변화를 확인하였다. 먼저 조업 목표에 따른 원료:연료의 비율, 첨가제 유무 등 조업과 관련된 변화를 검토해 보았다. 이와 더불어 원료와 형성물, 부산물에 대한 금속학적 분석결과를 정리하여 유적에서 출토된 자료와 비교하여 검토를 진행하였다. 8차까지의 제련실험은 조업방식에 철광석 배소, 첨가제 투입, 원료:연료의 비율 등에 대하여 변화를 주었다. 그 결과들을 재검토한 결과, 탄소 함량이 낮은 순철이 금속학적 분석결과 확인되기 시작하였다. 이를 통해 생산목적에 따라 원료와 연료의 장입 비율이 중요한 역할을 한다는 점을 확인할 수 있었다. 또한 생산품 다수가 회주철인 점은 선철이 노 내에 장시간 방치되어 내부 조직이 변화된 것으로 파악하였으며, 탄소 함량이 공정반응이 일어나는 4.3%에 도달하지 못하였음에도 불구하고 용융상태를 거친 철괴인 점은 조업온도가 지나치게 높았던 것으로 파악된다. 앞서 검토한 결과들과 기타 제철복원실험에서 사용된 실험로의 구조와 형태를 참고하여 최종적으로 노 상부구조를 비롯한 고대 철 제련로 구조 복원을 시도해 보았다. 발굴조사된 철 제련로의 잔존상태와 송풍관의 성격 등을 종합적으로 참고하여 고대 철제련로 형태를 노벽 두께, 노의 높이, 송풍구 높이, 송풍관 규격, 노 내벽 형태 및 상단 형태의 6가지 항목으로 세분하여 복원안을 제시하였다. 구체적인 복원방법으로 우선 노의 높이를 낮추고, 상단의 형태를 하단 대비 1/3 크기로 축소하거나 직선형으로 조정하는 방안이 필요하다. 송풍시설은 충주 칠금동 유적 사례를 참고하여 노 바닥에서 70cm 위에 설치하거나, 1차 실험과 같이 20m 위에 설치하는 방식을 고려해야 한다. 또한 적정 조업온도를 유지하기 위해 송풍량 조절이 필요하다. 마찬가지로 충주 칠금동 유적 사례를 참고하여 송풍관 지름을 30m 내외로 제작하거나, 1차 실험 결과를 참고하여 지름 14m 내외로 제작하는 방안을 고려해야 한다. 이를 기반으로 제철복원실험을 통해 검증함으로써 고대 제철기술의 복원 방향을 제시하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제35권6호
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• pp.631-640
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• 2019

본 연구는 전통제철법인 정련 및 단접을 적용한 사철강괴(SI)의 미세조직을 파괴분석법인 현미경분석과 비파괴분석법인 중성자 영상 분석을 통해 분석결과를 비교하였다. 시료는 전통제철법으로 생산한 사철강괴이며, 파괴분석용의 SI-A와 비파괴분석용의 9 ㎠의 SI-B를 제작하였다. 파괴분석으로 금속현미경과 주사전자현미경이 이용되었으며, 비파괴분석으로 일본 훗카이도 대학의 소형 중성자원 이용시설을 통한 중성자 영상 분석을 이용하였다. 파괴분석결과 미세한 ferrite 및 pearlite가, 시료의 가장자리에서 Widmanstätten ferrite와 조대한 ferrite가 관찰되었다. 또한 비파괴분석법인 중성자 영상 분석 결과 체심입방격자 구조의 grain size가 3 ㎛ 정도의 α-Fe인 ferrite와 층상의 pearlite가 관찰되었다. 이렇듯 중성자 영상 분석을 이용하면 비파괴로 연구대상의 재료과학적 특성을 확인할 수 있고 문화재에 적용 시 최적의 연구결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.236-245
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• 1993

SbSI : V, SbSeI : V, BiSI : V, BiSeI : V, SbSI : Cr, SbSeI : Cr, BiSI : Cr, BiSeI : Cr, SbSI : Ni, SbSeI : Ni, BiSI : Ni, 및 BiSeI : Ni 단결정을 고순도(99.9999%)의 성분원소에 혼합물을 투명석 영관내에 넣고, $1{\times}10^{-6}mmHg$의 진공에서 봉입하여 합성한 ingot를 사용하여, 수직 Bridgman 방법으로 성장시켰다. 성장된 단결정의 구조는 orthorhombic 구조이며, 광학적 energy band gap 구조는 간접전이형 이었고, energy gap의 온도의존성은 상전이에 관계되는 2개의 변곡점이 나타났으며, 연속된 영역에서는 Varshni 방정식을 만족하였다. 첨가한 3d 불순문(V, Cr, Ni)은 모결정의 $T_d$ 대칭을 갖는 주격자점에 +2가 ion으로 위치하며, 이들 ion의 energy 준위간의 전자전이에 의하여 불순물 광흡수 peak가 나타난다.

• 한국자기학회지
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• 제12권5호
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• pp.189-194
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• 2002

Sm-Co소결자석의 자기적 특성에 미치는 Zr의 영향을 연구하기 위해 Zr함량별로 잉곳을 제조하여 용체화처리 및 시효 조건에 따른 소결자석의 미세구조와 자기적 특성을 조사하였다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ (0.013$\leq$x$\leq$0.026) 합금의 주조조직은 x가 증가함에 따라 공정조직의 분율이 작아지고 공정 영역의 크기가 감소하였다. 반면, 수지상 조직은 x=0.022합금이 가장 미세하였다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ 소결자석은 Sm $Co_{5}$상과 S $m_2$C $O_{17}$상으로 이루어진 셀 구조를 형성하며 셀 경계상인 Sm $Co_{5}$상의 두께는 20nm이고 120$^{\circ}$의 각을 갖고 형성되었다. 또한, Zr 함량이 증가함에 따라 셀 크기가 감소하였다. 그러나 x=0.026 합금은 셀 경계가 분명하게 정의되지 않고 셀 형태가 x=0.022합금에 비해 불규칙하였다. 이러한 미세조직 차이로 인해 x=0.022 합금의 자기적 특성이 가장 높았다. Sm(C $O_{.688-x}$F $e_{.242}$C $u_{.07}$Z $r_{x}$)$_{7.404}$ 합금의 최적 용체화처리온도는 117$0^{\circ}C$였고, 보자력 향상을 위한 2단시효 공정중 최적의 1단 시효 온도는 85$0^{\circ}C$였다.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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• pp.179-200
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• 1996

The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.129-135
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• 1997

$ZnIn_2Se_4$ 및 $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정을 합성된 ingot를 사용하여 수직 Bridgman 방법으 로 성장시키고, 성장된 단결정의 결정구조와 광학적 특성을 연구하였다. 성장된 단결정은 공 간군이 142m인 사방정계구조를 가지고 있다. 기초 흡수단 영역에서의 광흡수 spectra측정으 로부터 이 단결정들은 간접전이형 에너지띠 구조를 갖고 있으며, 이 화합물 반도체의 직접 전이형 및 간접전이형 에너지 간격은 10K에서 300K로 측정 온도를 변화시킬 때 감소하였 다. 직접전이 energy gap의 온도계수는 $ZnIn_2Se_4$ 단결정의 경우는 $\alpha=3.57\times10^{-4}$eV/K, $\beta$ =519K이고, $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정의 경우는 $\alpha=2.79\times10^{-4}$eV/K 및 $\beta$=421K로 각각 주어졌다. 또한 간접전이 energy gap의 온도계수는 ZnIn2Se4 단결정의 경우는 $\alpha=2.31\times10^{-4}$eV/K 및 $\beta$=285K이며, $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정의 경우는 $\alpha=3.71\times10^{-4}$eV:K와 $\beta$=609K이였다. $ZnIn_2Se_4$:Co 단결정에서 cobalt 불순물에 기인한 6개의 불순물 광흡수 peak가 나타났다. 이 들 불순물 광흡수 peak들은 불순물로 첨가된 cobalt가 모체별정의 $T_d$ symmetry site에 $CO^{2+}$ion으로 위치하고, $CO^{2+}$ion의 분리된 전자에너지 준위들 사이의 전자전이에 의해 나타난 peak들로 해석된다.