• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.81-81
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• 2018

Bi-Te계 열전소자는 상온에서의 열전 효율이 우수하기 때문에 항공, 컴퓨터 등의 열전발전 또는 열전냉각 모듈에 널리 사용된다. 이 열전소자를 활용한 열전모듈은 다수의 n형 및 p형 열전소자가 세라믹 위에 형성된 Cu 전극에 전기적으로 직렬이 되도록 서로 솔더링 접합이 되어 있는 구조를 가지고 있다. 이처럼 직렬 연결된 방식에서는 높은 접합강도를 필요로 한다. 열전모듈 제작 시 Bi-Te 계 소자를 바로 Cu 기판에 접합시키면 솔더에 들어있는 Sn과 기판의 Cu가 접합하는 과정에서 소재 내로 확산하여 접합강도를 저하시킨다. 이러한 열전모듈의 접합강도 저하를 막기 위해 무전해 Ni-W-P 도금층을 확산 방지층으로 적용하였다. 본 연구에서는 Ni-W-P 도금이 Bi-Te 계 열전 모듈의 접합강도에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구에서는 Bi-Te계 열전소자에 양호한 밀착성을 가지는 Ni-W-P 도금층을 형성시키기 위해서 알루미나 분말을 이용한 sand-blasting 방법을 사용하여 Bi-Te 소재 표면에 분사하는 방법으로 표면을 거칠게 하였다. 그 후 무전해 Ni-W-P 도금을 $85^{\circ}C$에서 20분간 실시하여 약 4um의 Ni-W-P 도금층을 형성시켰다. 열전 모듈은 Sn-Ag-Cu 솔더를 사용하여 제작하였으며 접합강도는 Bonding tester를 사용하여 측정하였다. 제작한 열전 모듈의 단면 및 파단면 관찰을 통하여 접합강도가 변하는 요인을 조사하였다. 제작한 열전 모듈의 단면을 FE-EPMA로 관찰한 결과 Ni-W-P 도금층이 Bi-Te 소자와 Sn과 Cu사이의 확산을 방지하는 확산방지층 역할을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 열처리 전 열전모듈과 200도, 150시간 열처리 후 접합강도를 각각 측정해 본 결과, 열처리 후의 접합강도가 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 Bi-Te계 열전모듈 제작에 무전해 Ni-W-P 도금층을 형성시키므로 인해 확산방지층의 생성과 접합강도의 상승에 도움을 주었다.

• 한국표면공학회지
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• 제44권2호
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• pp.55-59
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• 2011

In this study, the mechanical properties of boronized 316L austenitic stainless steel have been investigated. Boronizing was carried out in solid medium consisting of Ekabor powder at $900^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$ for 2, 4 and 8 hours, respectively. The properties of sample were analyzed by field emission scanning electron microscope, X-ray diffractometer, Glow discharge spectrometer, micro-hardness tester and ball-on-disk wear tester. Increasing the boronizing time and temperature, the hardness of boronized samples were shown over Hv 2000 and the thickness of boride layers were also increased linearly. XRD patterns of samples were revealed the presence of borides such as FeB, $Fe_2B$, CrB, $Cr_2B$ and $Ni_3B$. Friction coefficient of boronized STS 316L was shown the low value at $900^{\circ}C$ for 8 hours and $1000^{\circ}C$ for 4 hours, respectively.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.278-283
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• 2019

미립의 3종류 Fe-2%Ni합금 분말(N사), Fe+2%Ni혼합 분말(B사 및 S사)을 항절력 시험편 및 링(ring)형상의 시험편으로 사출 성형, 탈지, 소결 조건(환원 및 소결 분위기, 소결 온도, 소결시간, 냉각속도)을 변화시켜 소결체를 제작하였다. 얻어진 소결체에 대하여는 소결체의 밀도 및 자기적 특성을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 탈지한 각 성형체를 수소 중에서 $1123K{\times}3.6ks$유지하고, Ar중에서 $1623K{\times}14.4ks$로 소결할 경우 N(사), B(사), S(사)소결체의 밀도는 각각 96, 99, 99%로 나타났고, 소결체의 산소 탄소량은 각각 0.0041%O, 0.0006%C, 0.0027%O, 0.0022%C, 0.160%O, 0.0026%C의 값을 나타내었다. (2) 위에의 결과로부터 보면 B(사)의 소결체가 가장 우수한 결과를 나타내므로 B(사)의 Ar중 소결체에 대하여 자기적 특성을 조사한 결과, $B_{25}=14.3KG$, $B_r=7.75KG$, $H_c=2.1Oe$로 용해해서 만든 제품의 값에는 미치지 못했다. (3) B(사)의 성형체를 Ar가스 중에서 $1673K{\times}14.4ks$로 소결 후 1123K까지는 $0.83Ks^{-1}$로 냉각하고 1123K부터 실온까지는 $0.083Ks^{-1}$로 냉각한 소결체의 자기적 특성은 $B_{25}=14.8KG$, $B_r=8.3KG$, $H_c=1.3Oe$로 용해해서 만든 제품의 값과 거의 동일한 값을 얻었다. 이상, 소결 조건 제어(환원조건, 소결분위기, 소결온도, 소결시간) 및 냉각속도 제어를 통한 소결 공정으로 목적하는 연자성 재료특성을 얻었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권2호
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• pp.80-84
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• 2015

상온용 NTC 서미스터로는 주로 Mn-Co-Ni 산화물계가 주료 사용된다. 본 연구에서는 Mn-Co-Ni 산화물계 분말을 이용하여 상온에서 가압 성형하여 $900{\sim}1300^{\circ}C$ 온도범위에서 3시간 동안 소결하여 서미스터 소자를 제작하였다. 소결온도에 따른 서미스터 세라믹 샘플의 상변화, 소결밀도, 미세구조 및 원소함량비 변화를 고찰하였다. $1250^{\circ}C$에서 소결된 Mn-Co-Ni 서미스터 소자에 대하여 온도에 대한 저항특성을 측정하였으며, 측정되는 절대온도의 역수와 저항의 로그함수값에 대한 변화를 고찰하였다.

• 대한치과기공학회지
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• 제37권1호
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• pp.23-29
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• 2015

Purpose: The selective laser melting (SLM) process for dentistry, which is one of the additive manufacturing technologies (AM) allows for rapid production of a three-dimensional model with complex shape by directly melting metal powder. This process generates detailed items of a three-dimensional model shape through consolidation of a thin powder layer by utilizing both selective melting and laser beam simultaneously. In regard to SLM process, Fe-base powder, Ti-6AI-4V powder, AI-base powder, etc. have been researched. It is believed that the aforementioned technologies will be widely utilized in manufacturing metal parts using metal powder of raw material. This study chose Ni-Cr-Mo metal powder in order to manufacture metal powder materials that would be used in the selective laser melting for dentistry. Methods: This study manufactured metal powder using mechanical alloying technique (MA) among those metal powder manufacturing techniques. Moreover, this study aimed to utilize the metal powder manufactured after observing the characteristics of powder as preliminary data of Ni-Cr-Mo metal powder. This study could obtain the following conclusions within the experimental limitations. Results: As a result of mechanically alloying Ni-Cr-Mo powder over time, its mean particle size was $66.93{\mu}m$ $54.4{\mu}m$ and $45.39{\mu}m$ at 10h, 20h and 30h, respectively. The gtain form of metal powder by mechanical alloying technique was a sponge-like shape of irregular plate; however, the gtain form manufactured by high-pressure water aromization process had the following three types: globular type, chain type and oval type. Conclusion: This study found $37.65{\mu}m$ as the mean particle size of Ni-Cr-Mo metal powder, which was manufactured using water atomization technique under the following conditions: water atomization flux of 300 liter/min, hydraulic pressure of $400kgf/cm^2$ and injection angle of $45^{\circ}$. This study confirmed that the grain form of powder (solid particle form) would vary depending on the manufacturing process.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권5호
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• pp.224-228
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• 2014

최근 금속자원 재활용과 환경보호에 대한 기술적 필요성에 의해 구리(Cu)를 주성분으로 하는 동합금으로부터 니켈, 주석 등의 유가금속의 분리/회수에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 기존에 발표한 니켈과 주석의 분리연구 결과를 토대로 보다 높은 농도로 분리할 수 있는 공정을 검토하였다. 니켈의 경우 유기용매를 이용하여 동합금에서 니켈을 선택적으로 분리한 후 환원열처리를 통하여 순도 98.0 % 이상의 니켈 금속분말을 성공적으로 제조하였다. 주석의 경우에는 3회의 연속적인 선택적 용해법과 환원열처리를 통하여 주석 분말의 농도를 97.5 % 이상으로 향상시켰다. 제조된 분말의 FE-SEM 및 TEM 분석을 통하여 미세구조 변화여부를 분석하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제14권2호
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• pp.101-107
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• 2007

Ultrasonic-milling of metal oxide nanopowders for the preparation of tungsten heavy alloys was investigated. Milling time was selected as a major process variable. XRD results of metal oxide nanopowders ultrasonic-milled for 50 h and 100 h showed that agglomerate size reduced with increasing milling time and there was no evidence of contamination or change of composition by impurities. It was found that nanocomposite powders reduced at $800^{\circ}C$ in a hydrogen atmosphere showed a chemical composition of 93.1W-4.9Ni-2.0Fe from EDS analysis. Hardness of sintered part using 50 h and 100 h powder samples was 399 Hv and 463 Hv, respectively, which is higher than the that of commercial products (330-340 Hv).

• 한국재료학회지
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• 제14권4호
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• pp.293-299
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• 2004

Transition metal ions doped $TiO_2$ nanostructured powders were prepared with simply heating aqueous $TiOCl_2$ solutions, contained various metal ions (Ni, Al, Fe, Zr, and Nb) of 1.47 mol% added as metal-chlorides, at $100^{\circ}C$ for 4 hrs by homogeneous precipitation process under suppressing conditions of water vaporization. The characterizations for prepared $TiO_2$ powders were carried out to observe doping of metal ions, their concentrations and microstructures using XRD, UV-VIS (DRS), XPS, SEM, TEM and ICP. Also, photo-oxidative abilities were evaluated by decomposition of 4-chlorophenol (4CP) under ultraviolet light irradiations. No secondary oxide phases were formed in all the $VTiO_2$ powders, showing doping with various transition metal ions. When adding ions ($Ni^{2+}$ or$ Al^{3+ }$ and $Zr^{4+}$ ) having valance states or ionic radii greatly different from those of $Ti^{4+}$ , the $TiO_2$ powders of mixed anatase and rutile phases were formed, whereas in the case of additions of $^Fe{3+ }$ and $Nb^{ 5+}$ as well as no addition of metal ion the powders with pure rutile phase alone were formed. Among the prepared $TiO_2$ powders, Ni$^{2+}$ doped $TiO_2$ powders, containing a small amount of anatase phase, showed excellent photo-oxidative ability in 4CP decomposition because of relative decreases in electron-hole recombination and poisoning of $TiO_2$ surface during the photoreaction.n.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권4호
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• pp.229-233
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• 2015

Porous metallic glass compact (PMGC) are developed by electro-discharge sintering (EDS) process of gas atomized $Zr_{41.2}Ti_{13.8}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ metallic glass powder under of 0.2 kJ generated by a $450{\mu}F$ capacitor being charged to 0.94 kV. Functional iron-oxides are formed and growth on the surface of PMGCs via hydrothermal synthesis. It is carried out at $150^{\circ}C$ for 48hr with distilled water of 100 mL containing Fe ions of 0.18 g/L. Consequently, two types of iron oxides with different morphology which are disc-shaped $Fe_2O_3$ and needle-shaped $Fe_3O_4$ are successfully formed on the surface of the PMGCs. This finding suggests that PMGC witih hydrothermal technique can be attractive for the practical technology as a new area of structural and functional materials. And they provide a promising road map for using the metallic glasses as a potential functional application.

• 한국분말재료학회지
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• 제20권6호
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• pp.432-438
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• 2013

In this study, analysis on the oxidation behavior was conducted by a series of high-temperature oxidation tests at both $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$ and 1000 in the air with sintered STS 316L. The weight gain of each oxidized specimen was measured, the oxidized surface morphologies and composition of oxidation layer were analyzed with Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive x-ray Spectroscopy (SEM-EDS), finally, the phase change and composition of the oxidized specimen were shown by X-Ray Diffraction (XRD). As a result, the weight gain increased sharply at $1000^{\circ}C$ when oxidation test was conducted for 210 hours. Also, a plentiful of pores were observed in the surface oxidation layers at $900^{\circ}C$ for 210 hours. In addition, the following conclusions on oxidation behavior of sintered STS 316L can be obtained: $Cr_2O_3$ can be formed on pores by influxing oxygen through open-pores, $(Fe_{0.6}Cr_{0.4})_2O_3$ can be generated on the inner oxidation layer, and $Fe_2O_3$ was on the outer oxidation layer. Also, $NiFe_2O_4$ could be precipitated if the oxidation time was kept longer.