• 제목/요약/키워드: Metal composite

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전위 펀치 영역 모델링에 의한 입자 강화 금속지지 복합재의 입자 크기 의존 파손 해석 (Particle Size-Dependent Failure Analysis of Particle-Reinforced Metal Matrix Composites using Dislocation Punched Zone Modeling)

  • 서영성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.275-282
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    • 2014
  • 입자강화 금속기지 복합재는 입자와 기지재간의 열팽창계수 차이와 탄소성 강성도의 차이에 따라 변형률 구배가 발생하고 이로 인한 기하적 필수 전위가 입자 주위에 형성됨에 따라 변형시 입자 크기 의존 길이 스케일에 의한 강화 효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 활용하여 복합재를 압밀 성형할 때 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위에 의한 강도 증가를 입자 주위 영역에 부가시켜 입자 의존 길이 스케일이 복합재의 입자 경계 파손 및 기지재의 연성 파손에 미치는 영향을 살펴 보았다. 파손 거동은 입자의 크기와 체적비를 달리하고, 특히 분리 에너지와 강도 등의 경계 파손 물성값을 변화시켜가는 매개변수적 계산을 수행하여 관찰하였다. 두 개의 파손 모드는 서로 영향을 미치면서 입자 크기 의존 길이 스케일에 밀접하게 연관됨을 보였다. 즉 입자의 크기가 작은 경우에 입자의 크기가 큰 경우에 비하여 입자를 둘러싸고 있는 기하적 필수 전위가 상대적으로 더 집적됨으로 인해 입자경계와 기지재의 연성 파손에 의한 복합재의 파손 개시가 지연되고 파손이 진행되는 동안의 유동 응력 감소도 상대적으로 작은 것을 보였다.

카타마란 알루미늄 보강판의 열영향부 효과를 고려한 최종강도 붕괴 해석 (Collapse Analysis of Ultimate Strength Considering the Heat Affected Zone of an Aluminum Stiffened Plate in a Catamaran)

  • 김성준;서광철;박주신
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.542-550
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    • 2020
  • 선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 합금들은 스틸과 비교해서 많은 이점을 가지고 있다. 최근 고강도 알루미늄 합금들은 육상 및 해양에 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 특수목적 선박의 선체 외판구조에 많이 이용되고 있고, 교량 구조물에 사용되는 상자 구조물, 그리고 고정식 해양플랫폼의 상부구조에서 소비율이 증가하고 있다. 알루미늄 재료는 스틸보다 1/3의 중량 구성비를 통하여, 구성 중량을 줄이게 하여 연비 절감을 가능하게 한다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하면, 용접가공에 따라 발생하는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물과 비교하면 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)가 남아 있어 구조 강도 저하를 가져온다. 본 논문에서는 MIG(Metal inert gas) 용접 때문에 발생하는 열영향부를 고려하고, 종방향 압축 하중에 대한 알루미늄 보강판의 좌굴 및 최종강도 특성을 분석하였다. MIG 용접에 따른 열영향부를 고려한 경우, 좌굴 및 최종강도 모두 감소하며, 열영향부의 범위가 15 mm부터 항복 이후 에너지 소실률이 크게 나타나며, 25 mm 이상부터는 그 차이가 크지 않다. 따라서, 알루미늄 합금재료를 적용한 보강판의 구조 거동을 파악하기 위해서는 열영향부 영향에 대한 검토 및 분석이 중요하다.

하이브리드 금속복합재료의 마모특성 (Wear Properties of Hybrid Metal Matrix Composites)

  • 부후이후이;송정일
    • Composites Research
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    • 제16권3호
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    • pp.75-84
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    • 2003
  • 본 연구의 목적은 가압주조법에 의해 제조된 Saffil/Al, Saffil/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al, Saffil/SiC/Al 과 같은 혼합금속 복합재료의 마모 물성을 조사하고자 하는 것이다. 마모 시험은 건조와 윤활상태 하에서 pin-on-disk 형태의 마모 시험기로 수행되었다. 세가지 금속복합재료의 마모 물성시험에서 Saffil섬유, $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$입자, SiC입자의 효과들을 조사하였다. 마모 메커니즘은 복합재료의 마모된 표면들을 관찰하여 분석하였다. 마모과정 동안 마찰계수(COF)의 변화는 컴퓨터에서 자동적으로 기록되었으며, 건조 조건에서 Saffi1/SiC/Al은 고온과 높은 하중 하에서 가장 좋은 마모 저항을 보여주었다. 한편 Saffil/ Al과 Saffi1/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al의 마모 저항은 비슷한 결과를 보였다. 건조조건에서 적당한 하중과 상온에서 지배적인 마모 메커니즘은 연삭 마모이며, 하중이나 온도가 증가함에 따라 응착마모로 변화되며, 고온에서는 융착마모를 나타내었다. 건조 상태에서 세가지 복합재료를 비교시 액체 파라핀에 의한 윤활시험시 마모 특성이 가장 좋은 결과를 나타내었다. 윤활조건에서는 Saffil/Al복합재료가 가장 좋은 마모 저항성을 보였으며, 이 경우 마찰계수도 가장 작게 나타났다. 윤활 조건에서 금속복합재료의 주요 마모 메커니즘은 microploughing 이었으나, microcracking 역시 다른 정도에서는 미소 균열도 발생한다.

용탕단조한 AC4A $Al/Al_2O_3+SiC_p$ 하이브리드 금속복합재료의 미세조직과 기계적 성질 (Microstructure of Squeeze Cast AC4A $Al/Al_2O_3+SiC_p$ Hybrid Metal Matrix Composite)

  • 김민수;조경목;박익민
    • 한국주조공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.258-266
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    • 1994
  • AC4A $Al/Al_2O_3+SiC_p$ hybrid composites were fabricated by the squeeze infiltration technique. Effect of applied pressure, volume fraction of reinforcement($Al_2O_3$ and SiC) and SiC particle size($4.5{\mu}m$, $6.5{\mu}m$ and $9.3{\mu}m$) on the solidification microstructure of the hybrid composites were examined. Mechanical properties were estimated preliminarly by fractographic observation, hardness measurement and wear test. Results show that the microstructure of the hybrid composites were quite satisfactory, namely revealing relatively uniform distribution of reinforcements and refined matrix. Some aggregation of SiC particle caused by particle pushing was observed especially in the hybrid composites containg in fine particle($4.5{\mu}m$). Refined matrix was attributed to applied pressure and increased nucleation sites with addition of reinforcements. Fractured facet also revealed finer for the hybrid composites possibly due to refined matrix. Hardness and wear resistance increased with volume fraction of reinforcements. For hybrid composites with $9.3{\mu}m$ SiC, hardness was somewhat lower and wear resistance higher than other composites.

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Co/Ni 복합실리사이드의 메탈 콘택 건식식각 안정성 연구 (Stability of Co/Ni Silicide in Metal Contact Dry Etch)

  • 송오성;범성진;김득중
    • 한국재료학회지
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    • 제14권8호
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    • pp.573-578
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    • 2004
  • Newly developed silicide materials for ULSI should have the appropriate electrical property of low resistant as well as process compatibility in conventional CMOS process. We prepared $NiCoSi_x$ silicides from 15 nm-Co/15 nm-Ni/Si structure and performed contact dry etch process to confirm the dry etch stability and compatibility of $NiCoSi_x$ layers. We dry etched the photoresist/SiO/silicide/silicon patterns with $CF_4\;and\;CHF_3$ gases with varying powers from 100 to 200 W, and pressures from 45 to 65 mTorr, respectively. Polysilicon and silicon active layers without silicide were etched $0\sim316{\AA}$ during over etch time of 3min, while silicon layers with proposed $NiCoSi_x$ silicide were not etched and showed stable surfaces. Our result implies that new $NiCoSi_x$ silicides may replace the conventional silicides due to contact etch process compatibility.

Nanostructured Bulk Ceramics (Part I)

  • Han, Young-Hwan;Mukherjee, Amiya K.
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.225-228
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    • 2009
  • The processing and characterization of ceramic nanocomposites, which produce bulk nanostructures with attractive mechanical properties, have been emphasized and introduced at Prof. Mukherjee's Lab at UC Davis. The following subjects will be introduced in detail in Part II, III, and IV. In Part II, the paper will describe a three-phase alumina-based nanoceramic composite demonstrating superplasticity at a surprisingly lower temperature and higher strain rate. The next part will show that an alumina-carbon nanotube-niobium nanocomposite produced fracture toughness values that are three times higher than that of pure nanocrystalline alumina. It was possible to take advantage of both fiber-toughening and ductile-metal toughening in this investigation. In the fourth section, discussed will be a silicon-nitride/silicon-carbide nanocomposite, produced by pyrolysis of liquid polymer precursors, demonstrating one of the lowest creep rates reported so far in ceramics at the comparable temperature of $1400^{\circ}C$. This was first achieved by avoiding the oxynitride glass phase at the intergrain boundaries. One important factor in the processing of these nanocomposites was the use of the electrical field assisted sintering method. This allowed the sintering to be completed at significantly lower temperatures and during much shorter times. These improvements in mechanical properties will be discussed in the context of the results from the microstructural investigations.

ORIGINAL ARTICLE - Adhesion of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus to different types of self-ligating brackets

  • Yang, Pil-Seung;Yu, Yoon-Jeong;Cha, Jung-Yul;Hwang, Chung-Ju
    • 대한치과의사협회지
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    • 제50권7호
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    • pp.394-406
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    • 2012
  • Objective: The adhesion capabilities of different types of self-ligating brackets were measured with respect to Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus. Methods: Five types of self-ligating brackets (Clippy-C; Mini Clippy; Clarity-SL; Speed; Damon 3) were used for the experiment group and composite resin brackets (Spirit-MB), metal brackets (Victory) and polycrystalline alumina brackets (Clarity) were used for the control group. In order to assess adhesion of bacteria to the brackets, the brackets were cultured for 3, 6 and 24 hours in media containing bacteria and 20% sucrose. Results: There was no statistic difference in adhesion amount of Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus according to the types of brackets. A total adhesion amount according to bracket type was different. An extended incubation time increased adhesion amount. Observation under scanning electron microscope showed that Streptococcus sobrinus adhered more to Clippy-C and Victory rather than to Clarity-SL. Conclusions: Clarity-SL, a self-ligating esthetic bracket was confirmed to show lower bacterial adhesion to cariogenic bacteria, Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus group than other self-ligating brackets or conventional brackets, which suggests that proper use of self-ligating esthetic brackets might even be better in preventing tooth surface decalcification.

Zinc Air 이차전지의 구성요소 (Components in Zn Air Secondary Batteries)

  • 이정혜;김기택
    • 전기화학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.9-18
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    • 2013
  • Zinc air 전지의 구성요소와 전지의 특징을 설명하였다. 리튬 이온 전지에 비해 월등히 높은 에너지 밀도를 가지고 있지만, 충전의 비가역성으로 인한 낮은 용량 유지 특성 때문에 zinc air 이차전지는 아직 상용화되지 못하였다. Zinc air 전지는 충방전에 관여하는 반응들의 속도가 느려서 그 반응들의 속도를 촉진해야 하는 특징이 있는가 하면 동시에 부식과 수소발생 반응의 속도는 오히려 느리게 해야 하는 까다로운 조건을 만족해야 한다. 기존의 전지들과 비교하면, 기초연구뿐 아니라, 전지의 기계적구조, 부식, 복합소재적인 요소의 적용이 더욱 필요한 연구분야라고 하겠다. 출력개선과 부식방지 그리고 공기의 공급에 대비한 물의 증발의 억제 등은 상충하는 성질을 동시에 만족해야 하는 복합소재의 특성이다.

Demographics of Isolated Galaxies along the Hubble Sequence

  • Kim, Hong-Geun;Park, Jongwon;Seo, Seong-Woo;Yi, Sukyoung K.
    • 천문학회보
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    • 제40권1호
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    • pp.73.1-73.1
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    • 2015
  • Isolated galaxies in low-density regions are significant in the sense that they are least affected by the hierarchical pattern of galaxy growth and interactions with perturbers at least for the last few Gyr. To form a comprehensive picture of the star formation history of isolated galaxies, we construct a catalog of isolated galaxies and their comparison sample in relatively denser environments. The galaxies are drawn from SDSS DR7 in the redshift range of 0.025 < z < 0.044. We performed visual inspection and classified their morphology following the Hubble classification scheme. We have investigated the color-magnitude diagram and found elliptical and unbarred spiral galaxies in isolated systems are relatively fainter and bluer than those in denser regions. For the spectroscopic study, we make use of the OSSY catalog (Oh et al. 2011). Our analysis on the absorption-line properties based on the comparison with stellar population models suggests that isolated elliptical galaxies are likely to be younger and metal poorer, while isolated Sc-type galaxies seem to have older luminosity-weighted ages, than their high-density counterpart. In addition, according to the BPT diagnostics, early-type galaxies among isolated galaxies are rather evenly classified into star forming, composite, Seyfert and LINER, whereas their comparisons are mainly populated in the LINER region. On the other hand, late-type galaxies do not show any prominent difference. We discuss the evolutionary histories of isolated galaxies in the context of the standard ${\Lambda}CDM$ cosmology.

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Preparation of Dihydroxy Naphthalene/TiO2 Complex via Surface Modification and Their Photocatalytic H2 Production Performances Under Visible Light

  • Hu, Shaozheng;Li, Fayun;Fan, Zhiping
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권7호
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    • pp.2056-2062
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    • 2013
  • The dihydroxy naphthalene/$TiO_2$ complexes with different substitution patterns were prepared by surface modification. X-ray diffraction, UV-Vis spectroscopy, photoluminescence, and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the prepared composite materials. The results indicated that the surface modification did not influence the crystallization of $TiO_2$. The visible-light absorbances of prepared dihydroxy naphthalene/$TiO_2$ complexes could be assigned to the ligand-to-metal charge transfer. The obtained catalyst exhibited outstanding photocatalytic activity and stability under visible light. A linear relationship existed between the percentages of hydroxynaphthalenes coordinated on $TiO_2$ surface and $H_2$ production ability. The substitution pattern of dihydroxy naphthalene and $CH_3OH$ content could also influence the photocatalytic performance remarkably. The photocatalytic $H_2$ production ability was further improved after loading with ultra low concentration of Pt, 0.02 wt %. The possible mechanism was proposed.