• 제목/요약/키워드: Ni-Cr합금

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Ni-Cr 합금의 재결정 집합조직 형성에미치는 Cr 함량의 영향

  • 김효민;김한솔;김원용
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.46.2-46.2
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    • 2009
  • 휴대전화, 랩톱 컴퓨터 등 각종 모바일기기 및 디스플레이 기기의 경박단소화 및 고기능화에 따라 연성회로기판(FPCB)의 사용량이 증가하고있다. 연성회로기판의 핵심소재인 동박적층필름(FCCL)은 폴리이미드필름과 접착층, Cu 층으로 구성되는데, 이 중접착층으로 사용되는 Ni-20Cr합금은 에칭공정 후 Cr의 잔류에 의해 불량률 증가가 문제되고 있어, Ni-Cr합금 스퍼터링 타깃의 Cr 함량 저감 또는 Cr-free Ni합금 개발 등이 요구되고 있다. 본 연구에서는 차세대 FCCL 본드층에 적합한 Ni기 합금을 개발하기 위한 기초연구로써 Cr 함량 및 가공열처리조건에 따른 미세조직과 집합조직 변화를 조사하였다. 4N급의 고순도Ni과 Cr을 진공 플라즈마 용해장치로 용해하여Ni-xCr (x=5, 10, 15, 20wt.%)합금 잉곳을 만들고, 이를 두께감소율 90%로 냉간압연한 후, $600^{\circ}C$$800^{\circ}C$에서 10~120분 동안 어닐링하여 시편을 준비하였다. 광학현미경으로 미세조직을 관찰하고, Micro-Vickers 경도시험을 통해 어닐링 조건에 따른 경도변화를 조사하였다. 또한 SEM-EBSD를 이용하여 집합조직 및 입계특성을 분석하였다. $600^{\circ}C$ 어닐링 시 Cr함량이 증가할수록 재결정 완료시간이 증가하여 Ni-20Cr합금의 경우 2시간이상 어닐링에도 재결정이 일어나지 않았다. $800^{\circ}C$ 어닐링 시 10분 어닐링 조건에서 4종류 합금 모두 재결정이 완료되었으며, 동일한 어닐링 조건에서 Cr함량이 증가할수록 결정립이 작아지는 것으로 나타났다. $800^{\circ}C$ 2시간 어닐링 조건에서 Ni-5Cr 합금의 주요 집합조직은 {223}<113>과 {122}<112>로 나타났으며, 이중 {223}<113>은Cr 함량이 증가함에 따라 점차 {122}<112>에 가까운 방향으로 변화되어 Ni-20Cr 합금의 경우 {123}<112>만이 형성되었다. 이러한 집합조직의 변화는 적층결함에너지 감소에 의한 ${\Sigma}3$ 입계의 분율 증가와 밀접한 관련이 있는 것으로 사료된다.

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리튬이차전지용 Si-M (M : Cr, Ni) 합금 음극의 미세구조와 전기화학적 특성 (Microstructures and Electrochemical Properties of Si-M (M : Cr, Ni) as Alloy Anode for Li Secondary Batteries)

  • 이성현;성재욱;김성수
    • 전기화학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.68-74
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    • 2015
  • 본 실험에서는 리튬이차전지의 고용량 음극활물질로 주목받는 Si 합금의 부피팽창을 억제하기 위한 방법의 하나인 비활성-matrix상을 이용하고, 상태도를 이용하여 동일한 용량을 발현하는 Si계 이원계 합금 (Cr-Si, Ni-Si) 조성에서의 미세구조 및 전기화학적 특성을 비교/분석하였다. 급속응고공정(Rapid Solidification Process, Melt-spinning법)를 이용하여 동일조건하에서 리본 모양의 합금을 제작하였고, 제작된 리본합금은 동일조건에서 분쇄하여 X-선회절 (X-Ray Diffraction) 분석을 실시하였다. XRD 분석 결과, 상태도에서 예측된 것과 같이, 두 합금 모두 Si 상 및 비활성-matrix상($CrSi_2$$NiSi_2$)이 관찰되었으며, 이외의 제3의 상은 관찰되지 않았다. 또한, 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope) 및 투과전자현미경-에너지분산분광법(TEM-EDS, Transmission Electron Microscopy - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)으로 미세구조를 살펴본 결과 Cr-Si 합금의 미세구조가 Ni-Si 합금보다 fine한 것을 알 수 있었고 이것은 상태도로부터 예측 가능하였다. 두 합금 조성에서 미세구조에 따른 전기화학적 특성을 비교 평가하기 위해 코인형 하프셀과 풀셀로 충방전 실험을 진행하였고 이와 별도로, 전극의 두께변화 측정이 가능하게 설계된 시험셀을 이용하여 반응 중 Si의 수축팽창을 측정하였다. coarse한 미세구조를 가진 Ni-Si 합금보다 fine한 미세구조를 갖는 Cr-Si 합금의 전극팽창이 비교적 잘 억제됨을 확인하였고, 충방전에 따른 수명 내구성도 우수함을 확인하였다. 이런 결과들로부터 합금의 조성에 따른 미세구조, 체적변화 및 전기화학적 열화와의 연관성을 유추할 수 있었다.

Fe-Cr-Ni 합금의 저온에서의 자기적 성질에 관한 연구 (A Study on the low temperature magnetic properties of Fe-Cr-Ni alloys)

  • 안병덕;김진옥;장경호;송기영
    • 한국자기학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.277-283
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    • 1993
  • 세개의 오스테 나이트계의 Fe-Cr-Ni 스테인레스 합금강들의 DC 자화율의 온도의존성을 4.2-300 K 온도영역에서 측정하였다. 측정결과 두개의 합금강들은 two-magnetic-phase 모델(spin glass와 초상자성)을 만족하였으며 나머지 하나는 자기적 2중 천이현상을 나타내었다. 또한 Ni/Cr의 비가 증가할수록 자화율의 최 대값이 증가하고 이 값을 나타내는 온도는 감소하였다.

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$LiCl-Li_2O_2$ 용융염계에서 오스테나이트계 합금의 부식거동 (Corrosion Behavior of Austenitic Alloys in the Molten Salts of $LiCl-Li_2O_2$)

  • 오승철;윤기석;임종호;조수행;박성원
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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    • pp.373-378
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    • 2003
  • $LiCl-Li_2O_2$용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 오스테나이트 합금인 Fe-base 및 Ni-base 합금의 부식거동을 분위기온도; 650~$725^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도: Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. $LiCl-Li_2O_2$ 용융염계에서 Ni-base 합금이 Fe-base 합금보다 높은 내부식성을 나타내었으며, 또한 Fe-base 합금에서 Fe의 함량이 낮고 Ni의 함량이 높은 경우 부식저항성이 증가하였다. 아울러 Fe-base 합금의 부식생성물은 $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ Ni-base 합금에서는 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$로 나타났다.

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아말감과 이종(異種)금속의 거리에 따른 부식에 대한 고찰 (A Study on Corrosion according to Distance between Amalgam and Dissimilar Metals)

  • 김주원;정은경
    • 치위생과학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.103-109
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    • 2004
  • 본 실험은 제조회사 매뉴얼과 통법에 의해서 Amalgam 합금, Ni-Cr alloy의 Crown용 Verabond, Denture용 Talladium $^{TM}alloy$로 각각 24개의 총 72의 시편을 하악 제1대구치근 원심 치관 폭경과 임상에서의 MOD cavity를 고려하여 제작하였고 인공 타액 80ml를 담은 200ml 용 비이커에 시편을 넣어 0mm, 7mm, 40mm 거리에서 7일 후 갈바닉 부식을 측정하였다. 유리금속은 유도 플라즈마 방출 분광기(Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometer(ICP-AES, JY-50P, VG Elemental Co. France)로 전해액내의 Cu, Ag, Ni, Cr, Sn, Zn, Hg를 정량 분석했으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, Cu, Sn, Ag, Hg, Zn은 아말감이 금 합금과 접촉했을 때가 크라운용 Ni-Cr alloy와 덴쳐용 Talladium alloy 보다 아주 많이 유리 했으며 금 합금이 구강조직과 생체 적합성이 가장 좋다지만 아말감과 함께 있을 때 가장 불리 했슴을 알 수 있었다. 둘째, 아말감이 금 합금과 접촉했을 때, 금 합금의 조성에서 Ni, Cr 같은 중금속이 함유되지 않았기 때문인지 전혀 유리되지 않았으나 Sn은 조성에는 없었지만 $227.1{\pm}18.0035{\mu}g/cm^2$나 유리 되었고 Hg도 유리되었는데 이는 아말감 자체의 유리 물질임을 추측할 수 있었다. 셋째, 아말감 합금과 금 합금 사이에서의 0mm, 7mm, 40mm 거리에서는 Cu, Ag는 유의성이 있었으며 Hg는 유의성이 없었다. 이는 금합금은 절대 아말감과 같이 사용해서 안되며 이종 보철물 사이의 거리에 관계없이 사용을 금해야 하는 것으로 사료된다. 넷째, 아말감합금이 Crown용 Ni-Cr 합금과 접촉했을 때 아말감의 Ag이 유리 되지 않았으며 Zn, Ni, Sn, Hg, Cu의 순으로 유리되었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 다섯째, 아말감합금이 Denture용 Talladium alloy 합금과 접촉했을 때 0mm, 7mm, 40mm 거리에서도 유의성이 있었다. 0mm, 7mm, 40mm 거리에 따라서 유의성이 있었다. Hg는 유리 되지 않았지만 중금속인 Ni, Cr은 유리되었고 반대 악궁이나 거리가 떨어져 있으면 접촉보다 Hg의 유리가 적었다. 여섯째, 인공 타액에서 접촉 시 Amalgam alloy와 Gold, Verabond, Talladium alloy의 Cu, Sn, Ag, Hg, Zn, Ni, Cr의 ICPES 검사 결과 Cu, Hg가 유의성을 있었다. 일곱째, 인공타액에서 아말감합금과 두 비귀금속인 Ni-Cr alloy(crown용), Denture용 Talladium alloy가 접촉한 경우 거리에 따른 Hg, Ni, Cr의 유리 부산물에서 유의성을 확인했다.

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내열 주조 합금 (IN-657) 파괴 거동 해석을 위한 Ni-Cr-Nb-C 시스템 열역학 모델링 (Thermodynamic Modeling of Ni-Cr-Nb-C System for Analysis of Fracture Behavior of Heat-resistant Casting Alloys (IN-657))

  • 김동응
    • 한국주조공학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.445-453
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    • 2021
  • 다양한 합금계에 대한 계산열역학은 CALPHAD 기법으로 잘 알려져있다. 실험적으로 측정된 열역학 특성들을 활용하여 각 상에 대한 Gibbs 에너지 모델 파라미터들을 구하여, 주로 실험적으로 측정되지 못한 영역에 대한 예측이나 실험 결과에 대한 열역학 해석에 활용되고 있다. 본 연구에서는 내열 주조 합금 (IN-657)이 장시간 사용 후에 일정 영역에서 파괴되는 현상의 열역학적 해석을 위해 Ni-Cr-Nb-C 사원계 시스템의 열역학 모델링을 수행하였고, Cr 함량에 따른 시스템의 안정상, 온도에 따른 상분율 및 Ni2Cr상의 long range ordering 파라미터를 계산하였고 실험결과와 비교하였다. 계산된 열역학 물성들은 실험으로 보고된 파괴온도 영역 및 해당 영역에서 생성된 안정상에 대한 결과를 잘 설명한다. CALPHAD 기법을 통한 열역학 모델링은 다양한 주조 합금의 열역학적 거동을 해석하고 예측하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Laser를 이용한 Alloy 600 재료표면 합금성분 조절

  • 신진국;서정훈;국일현;강석중;김정수
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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    • pp.723-728
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    • 1995
  • Alloy 600 표면에 레이저 빔을 이용하여 Ni, Cr 흔합분말 및 순수 Cr 분말로 표면합금층을 만들었다. 표면 합금층은 모재와 정합계면를 이루고 있으며 레이저 표면용용 시편에서와 같이 크게 면선단 응고부와 셀룰라 응고부로 나눌 수 있고, 모재에는 레이저 처리과정에서 생긴 수십 $\mu\textrm{m}$ 두께의 열영향 부위가 존재하였다. 그리고 합금층 내부에는 레이저 표면 용용된 시편과 달리 구형의 커다란 기공(pores)이 존재하였다. 레이저 표면 합금층에서 합금원소의 조성 분포를 조사하기 위해 레이저 처리된 시편에 대해 WDX 분석을 하였고, 합금층 내부에 Ni, Cr, Fe 원소의 조성 분포는 매우 균일하였다.

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Ni-Cr-Fe-합금에서 Cr 함량 변화의 영향

  • 장진성;김우곤;정만교;한창희;국일현
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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    • pp.151-157
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    • 1996
  • Cr 함량이 alloy 600과 alloy 690의 Cr함량 사이에 위치하는 Ni-Cr-Fe 합금을 진공유도 용해법을 이용하여 제조하였다. 합금 인고트에 대하여 열간 가공성 시험을 수행하여 열간 압연 조건을 구하였다. 열간 및 냉간 압연을 거친 시편을 900~120$0^{\circ}C$ 사이의 여러 온도에서 소둔 열처리하였고, 열처리한 시편에 대하여 기계적 특성과 부식특성을 측정, 분석하였다. Cr 함량은 기계적 강도에는 다소 영향을 미치는 것이 발견되었으나 연신율에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 부식속도는 Cr 함량 변화보다 소둔 열처리 온도에 따라 증가하였으며, 110$0^{\circ}C$ 에서 열처리한 경우에는 부식속도가 얼마간 감소하는 것으로 나타났다.

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Fe-Cr-AI-Y합금에서 브레이징 접합부의 고온산화거동 (High Temperature Oxidation Behavior of the Brazed Joint in Fe-Cr-Al-Y Alloy)

  • 문병기;최철진;박원욱
    • 연구논문집
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    • 통권27호
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    • pp.201-208
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    • 1997
  • 본 연구에서는 배기 가스 촉매정화용 금속담체 지지체의 접합특성을 향상시키기 위하여, 브레이징 접합부의 고온내산화성에 미치는 브레이징 합금원소의 영향을 고찰하였다. 브레이징은 Ni계 합금인 BNi-5 분말(Ni-Cr-Si계합금)과 MBF-50 foil(Ni-Cr-Si-B계 합금)을 사용하여 $1200^\circC$의 진공중에서 행하였다. 약 1-1.5 wt%의 B을 함유한 MBF-50으로 브레이징된 시편이 BNi-5로 브레이징된 시편에 비해 내산화성이 떨어지는 것으로 나타났으며. 이것은 합금/브레이징 계변을 따라 형성된 Kirkendall void를 통한 산소의 빠른 침투로 인한 것으로 생각된다.

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플라즈마분체 오버레이법에 의한 알루미늄합금 표면의 경화특성에 관한 연구(I) -후막 표면 합금화층의 형성조건과 그 조직- (Hardening Characteristics of Aluminum Alloy Surface by PTA Overlaying with Metal Powders (I))

  • 이규천;;강원석;이영호
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제12권4호
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    • pp.85-101
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    • 1994
  • Effect of Cr, Cu and Ni metal powders addition on the alloyed layer of aluminum alloy (AC2B) has been investigated with the plasma transferred arc (PTA) overlaying process. The overlaying conditions were 125-200A in plasma arc current, 150mm/min in process speed and 5-20g/min in powder feeding rate. Main results obtained are summarized as follows: 1) It was made clear that formation of thick surface alloyed layer on aluminum alloy is possible by PTA overlaying process. 2) The range of optimum alloying conditions were much wider in case of Cu and Ni powder additions than the case of Cr powder addition judging from the surface appearance and the bead macrostructure. 3) Alloyed layer with Cu showed almost the homogeneous microstructure through the whole layer by eutectic reaction. alloyed layers with Cr and Ni showed needle-like and agglomerated microstructures, the structure of which has compound layer in upper zone of bead by peritectic and eutectic-peritectic reactions, respectively. 4) Microconstituents of the alloyed layer were analyzed as A1+CrA $l_{7}$ eutectics, C $r_{2}$al sub 11/, CrA $l_{4}$, C $r_{4}$A $l_{9}$ and C $r_{5}$A $l_{*}$ 8/ for Cr addition, Al+CuA $l_{2}$(.theta.) eutectics and .theta. for Cu addition, and Al+NiA $l_{3}$ eutectics. NiA $l_{3}$, N $i_{2}$A $l_{3}$ and NiAl for Ni addition. 5) Concerning defect of the alloyed layer, many blow holes were seen in Cr and Ni additions although there was lesser in Cu addition. Residual gas contents in blow hole for Cu and Ni alloyed layer were confirmed as mainly $H_{2}$ and a littie of $N_{2}$ Cracking was observed in compound zone of the alloyed layer in case of Cr and Ni addition but not in Cu alloyed layer.r.r.

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