• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.20-26
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• 2014

본 논문에서는 충격하중과 잔류 에너지 등의 충격거동에 대한 영향을 확인하기 위하여 항복응력, 탄젠트 강성계수 및 파단 변형률을 변화시켰다. 그리고 섬유금속 적층판의 좌굴거동을 수치해석을 이용하여 수행하였다. 좌굴 성능을 비교하기 위하여 섬유금속 적층판과 알루미늄 판에 대해 인장 및 압축하중에 대한 여러 가지 경우의 해석을 수행하였다. 또한 정적 성능을 평가하기 위하여 박스 보 구조물의 정적해석을 수행하였다. 알루미늄 2024 박판과 유리섬유/에폭시 프리프레그로 만든 섬유금속 적층판에 대한 저속충격 해석을 수행하였다. 그리고 좌굴 및 정적해석 결과를 이용하여 섬유금속 적층판과 알루미늄의 성능을 비교하였다. 구조적 성능 비교를 위하여 동일한 무게의 알루미늄 2024 박판에 대한 해석을 수행하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제25권5호
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• pp.541-551
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• 1988

The purpose of this investigation was to prepare multicomponent monolithic Li-Al-Si gels of composition(mol%) 16.67 Li2O-16.67 Al2O3-66.67 SiO2 and to convert the gels to monolithic glass-ceramic at low temperature without melting. The hydrolysis, DTA, TGA, TMA, SEM, pore distribution, density and the activation energy for crystallization of the glass-ceramic formation with rawmaterials of which tetraethl orhosilicate of networkforming cation(Si) is partially hydrolyzed, aluminum isoproxide and lithium methoxide prepared by Li-metal react with methanol were studied. The results were as follows : 1) Monolithic gels which were added with additional water, resulting in a total water content 2.5 to 3.0 times the stoichiometric amount required to fully hydrolyze the alkoxides. 2) Specimens were dried to form crylinders 60mm in length and 40mm in diameter in about 800 hrs at 5$0^{\circ}C$. 3) $\beta$-eucryptite crystals and $\beta$-spodumene crystals were detected in samples heated above 75$0^{\circ}C$. 4) Within the temperature and range of 25-50$0^{\circ}C$ and 1,00$0^{\circ}C$ the thermal expansion coefficient for crystallized samples were shown as 2.6-5.7$\times$10-7/$^{\circ}C$ and 7.4-12.5$\times$10-7/$^{\circ}C$, respectively. 5) The activation energy for the crystal growth was 11.01kcal/mol at 794$^{\circ}C$ to 85$0^{\circ}C$.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권12호
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• pp.975-986
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• 2013

기존 위성 전자장비 하우징에 널리 사용되는 알루미늄 합금 소재를 경량 복합재료로 대체함으로써 위성 경량화를 크게 개선하고자, 경량 복합재료로 구성된 전자장비 하우징을 제작하고 성능 검증에 대하여 다루었다. 이를 위해 복합재료의 낮은 가공성을 극복하기 위하여 후처리를 최소화할 수 있는 복합재료 하우징 제작공정을 설계하고, 격자 구조로 강화된 일체형 하우징 본체를 동시경화 방법에 의해 제작하였다. 또한 제작된 전자장비 하우징의 내구성, 강성, 열전도도, 전기전도도, EMI차폐 및 방사차폐에 대한 성능 평가 결과를 분석하였다. 아울러 본 연구에서 제작한 복합재료 하우징은, 동일한 형상의 알루미늄 하우징 대비 상당한 질량절감을 가능하게 함을 제시하였다.

• Advances in materials Research
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• 제1권3호
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• pp.169-182
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• 2012

In this paper the intrinsic influence of micron-sized nickel particle reinforcements on microstructure, micro-hardness tensile properties and tensile fracture behavior of nano-alumina particle reinforced magnesium alloy AZ31 composite is presented and discussed. The unreinforced magnesium alloy (AZ31) and the reinforced nanocomposite counterpart (AZ31/1.5 vol.% $Al_2O_3$/1.5 vol.% Ni] were manufactured by solidification processing followed by hot extrusion. The elastic modulus and yield strength of the nickel particle-reinforced magnesium alloy nano-composite was higher than both the unreinforced magnesium alloy and the unreinforced magnesium alloy nanocomposite (AZ31/1.5 vol.% $Al_2O_3$). The ultimate tensile strength of the nickel particle reinforced composite was noticeably lower than both the unreinforced nano-composite and the monolithic alloy (AZ31). The ductility, quantified by elongation-to-failure, of the reinforced nanocomposite was noticeably higher than both the unreinforced nano-composite and the monolithic alloy. Tensile fracture behavior of this novel material was essentially normal to the far-field stress axis and revealed microscopic features reminiscent of the occurrence of locally ductile failure mechanisms at the fine microscopic level.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.4713-4716
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• 2014

알루미늄과 알루미늄 합금 제품의 고급화로 완벽한 알루미늄 용탕의 탈 가스 처리가 요구되고 있다. 탈 가스 처리를 위한 기존의 방법을 보면, 알루미늄 용탕 파우더와 약품 공급기로 이젝선하는 방법과 가스 취입 관을 사용하여 아르곤가스와 질소 또는 염소가스를 투입하는 방법 등이 사용되고 있다. 그러나 이 방법들은 작업도 어렵고, 염소와 불화물질 유해가스가 대단히 많이 발생하여 공해문제를 유발하는 문제점이 있으며 효과도 일정하지 않고, 과도한 처리시간으로 작업능률이 낮아지는 문제점도 있다. 가장 치명적인 문제점은 알루미늄 용탕과 약품의 반응으로 인한 많은 양의 찌꺼기의 생성과 더불어 금속의 손실 및 내화재의 수명감소를 야기하는 것이다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 기존에 알루미늄 연속제조를 위해 6단계 공정을 거처야 생산이 가능했던 부분을 이번에 개발한 3가지 공정만으로도 생산이 가능하게 알루미늄 연속 주조의 용탕과 탈 가스 장치의 일체화에 통한 기술을 개발에 관한 연구이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.338-338
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• 2013

Monolithic three-dimensional integrated circuits (3D-ICs) 구현 시 bonding 과정에서 발생되는 aluminum (Al) 이나 copper (Cu) 등의 interconnect metal의 확산, 열적 스트레스, 결함의 발생, 도펀트 재분포와 같은 문제들을 피하기 위해서는 저온 공정이 필수적이다. 지금까지는 polymer 기반의 bonding이나 Cu/Cu와 같은 metal 기반의 bonding 등과 같은 저온 bonding 방법이 연구되어 왔다. 그러나 이와 같은 bonding 공정들은 공정 시 void와 같은 문제가 발생하거나 공정을 위한 특수한 장비가 필수적이다. 반면, 두 물질의 합금을 이용해 녹는점을 낮추는 eutectic bonding 공정은 저온에서 공정이 가능할 뿐만 아니라 void의 발생 없이 강한 bonding 강도를 얻을 수 있다. Aluminum-germanium (Al-Ge) 및 aluminum-indium (Al-In) 등의 조합이 eutectic bonding에 이용되어 각각 $424^{\circ}C$ 및 $454^{\circ}C$의 저온 공정을 성취하였으나 여전히 $400^{\circ}C$이상의 eutectic 온도로 인해 3D-ICs의 구현 시에는 적용이 불가능하다. 이러한 metal 조합들에 비해 indium (In)과 tin (Sn)은 각각 $156^{\circ}C$ 및 $232^{\circ}C$로 굉장히 낮은 녹는점을 가지고 있기 때문에 In-Sn 조합은 약 $120^{\circ}C$ 정도의 상당히 낮은eutectic 온도를 갖는다. 따라서 본 연구팀은 In-Sn 조합을 이용하여 $200^{\circ}C$ 이하에서monolithic 3D-IC 구현 시 사용될 eutectic bonding 공정을 개발하였다. 100 nm SiO2가 증착된 Si wafer 위에 50 nm Ti 및 410 nm In을 증착하고, 다른Si wafer 위에 50 nm Ti 및 500 nm Sn을 증착하였다. Ti는 adhesion 향상 및 diffusion barrier 역할을 위해 증착되었다. In과 Sn의 두께는 binary phase diagram을 통해 In-Sn의 eutectic 온도인 $120^{\circ}C$ 지점의 조성 비율인 48 at% Sn과 52 at% In에 해당되는 410 nm (In) 그리고 500 nm (Sn)로 결정되었다. Bonding은 Tbon-100 장비를 이용하여 $140^{\circ}C$, $170^{\circ}C$ 그리고 $200^{\circ}C$에서 2,000 N의 압력으로 진행되었으며 각각의 샘플들은 scanning electron microscope (SEM)을 통해 확인된 후, 접합 강도 테스트를 진행하였다. 추가로 bonding 층의 In 및 Sn 분포를 확인하기 위하여 Si wafer 위에 Ti/In/Sn/Ti를 차례로 증착시킨 뒤 bonding 조건과 같은 온도에서 열처리하고secondary ion mass spectrometry (SIMS) profile 분석을 시행하였다. 결론적으로 본 연구를 통하여 충분히 높은 접합 강도를 갖는 In-Sn eutectic bonding 공정을 $140^{\circ}C$의 낮은 공정온도에서 성공적으로 개발하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권1호
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• pp.26-35
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• 2024

Aluminum-induced crystallization (AIC) as a route to reduce the fabrication cost and to obtain polycrystalline Si (p-Si) thin-film of large grain size is a promising alternative of single-crystalline (s-Si) substrate or p-Si thin-film obtained by conventional methods such as solid phase crystallization (SPC) and laser-induced crystallization (LIC). As the AIC process occurs at the interface between a-Si and Al thin-films, there are various process and interface parameters. Also, it directly means that there is a certain parametric window to obtain p-Si of large grain size having uniform crystal orientation. In this article, we investigate the effect of the various process and interface parameters to obtain p-Si of large grain size and uniform crystal orientation from the literature review. We also suggest the potential use of the p-Si as a virtual substrate for the growth of various compound semiconductors in a form of low-dimension as well as thin-film as a way for their monolithic integration on Si.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권11호
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• pp.2374-2382
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• 2002

Aluminum alloy/aramid fiber reinforced plastic(Al/AFRP) laminates consists of high strength metal(A15052) and laminated aramid fiber with structural adhesive bond. The mixture ratio effect of epoxy resin curing agent accelerator on the tensile strength and T-peel strength characteristic in Al AFRP laminates were investigated in this study. The epoxy. diglycidylether of bisphenol A(DCEBA), It'as cured by methylene dianiline(MDA) with or without an accelerator(K-54). Eight different kinds of resin mixture ratios were selected for the test , five kinds of Al/AFRP laminates were named as Al/AFRP(1) and three others of Al/AFRP laminates were named as Al/AFRP(2). The comparison of tensile strength and T-peel strength with variation of resin mixture ratio were studied. Respectively. Al/AFRP(1) and Al/AFRP(2) indicated approximately 6.0 times and 7.0 times more improved maximum tensile strength in comparison with those of monolithic A15052. Al/AFRP(2) indicated approximately 1.5 times more impoved maximum T-peel strengths in comparison with those of Al/AFRP(1). As results. Al/AFRP(2) turned out to have more effective characteristics on the tensile strength and T-peel strength than those of Al/AFRP(1).

• Advanced Composite Materials
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• 제18권4호
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• pp.339-350
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• 2009

Al-Fe-V-Si alloys reinforced with SiC particles were prepared by multi-layer spray deposition technique. Both microstructures and mechanical properties including hardness and tensile properties development during hot exposure process of Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si, Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si/15 vol% $SiC_P$ and Al-10.0Fe-1.3V-2Si/15 vol% $SiC_P$ were investigated. The experimental results showed that an amorphous interface of about 3 nm in thickness formed between SiC particles and the matrix. SiC particles injected silicon into the matrix; thus an elevated silicon concentration was found around $\alpha-Al_{12}(Fe,\;V)_3Si$ dispersoids, which subsequently inhibited the coarsening and decomposition of $\alpha-Al_{12}(Fe,\;V)_3Si$ dispersoids and enhanced the thermostability of the alloy matrix. Moreover, the thermostability of microstructure and mechanical properties of Al-10.0Fe-1.3V-2Si/15 vol% $SiC_P$ are of higher quality than those of Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si/15 vol% $SiC_P$.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.