• 제목/요약/키워드: mechanical toughness

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AIN 세라믹스의 미세조직과 기계적 성질에 미치는 h-BN 첨가의 영향 (Effect of h-BN Content on Microstructure and Mechanical Properties of AIN Ceramics)

  • 이영환;김준규;조원승;조명우;이은상;이재형
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권9호
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    • pp.874-880
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    • 2003
  • AIN-BN계 머시너블 세라믹의 미세조직, 기계적 성질 및 기계 가공성에 미치는 h-BN 첨가의 영향을 조사하였다. 소결체의 상대밀도는 h-BN 첨가량의 증가와 더불어 감소하였다. 또한, 4점 굽힘 강도도 AIN 단미의 238 MPa에서 30 vo1% BN 첨가에 의해 182 MPa까지 감소하였다. 낮은 탄성계수와 AIN 매트릭스와 h-BN 입자와의 열팽창계수의 차이에 의해 발생한 잔류인장응력에 의해 AIN-BN 복합재료의 강도가 감소되었다고 생각된다. 판상형태의 h-BN 입자에 의해 균열편향과 pull-out은 증가하였으나, 파괴인성은 BN 첨가량과 더불어 감소하였다. AIN 분말표면에 존재하는 알루미나와 소결조제인 $Y_2$O$_3$와의 반응에 의해 2차상인 YAG상과 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$상이 생성되었다. AIN에 10~30 vo1%의 BN을 첨가한 복합재료에 대하여 수행한 절삭시험에서 절삭력과 배분력은 h-BN 첨가량에 따라 감소하였으며, 우수한 기계 가공성을 입증하였다. 또한, 모든 시편에서 짧은 시간 내에 0.5 $\mu$m (Ra) 이하의 비교적 양호한 표면 거칠기에 도달할 수 있었다.

핫스탬핑용 30MnB5강의 템퍼링 조건에 따른 미세조직 및 기계적 물성 연구 (Effects of Tempering Condition on the Microstructure and Mechanical Properties of 30MnB5 Hot-Stamping steel)

  • 정준영;박상천;신가영;이창욱;김태정;최민수
    • 대한금속재료학회지
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    • 제56권11호
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    • pp.787-795
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    • 2018
  • The effects of tempering condition on the microstructure and mechanical properties of 30MnB5 hot stamping steel were investigated in this study. Before the tempering, hot-stamped 30MnB5 steel was composed of only ${\alpha}^{\prime}$-martensite microstructure without precipitates. After the tempering at $180^{\circ}C$ for 120 min, nano-sized ${\varepsilon}$-carbides were precipitated in the ${\alpha}^{\prime}$-martensite laths. After tempering at $250^{\circ}C$ for 60 min, cementite was precipitated along the ${\alpha}^{\prime}$-martensite lath boundaries. The cementite was also observed in the specimens tempered at $350^{\circ}C$ for 30 min and $450^{\circ}C$ for 6 min, respectively. The globular ${\alpha}$-ferrite appeared at $350^{\circ}C-30min$ tempering, and the volume fraction of ${\alpha}$-ferrite increased when the tempering temperature was increased. The yield strength increased after tempering, and it reached a peak with the tempering condition of $180^{\circ}C-120min$, due to the nano-sized precipitates in the ${\alpha}^{\prime}$-martensite lath. After the tempering, the steel's ultimate tensile strength (UTS) was decreased due to the reduction in dislocation density and C segregation to lath boundaries. The highest elongation was observed at the $180^{\circ}C-120min$ tempering condition, due to the reduction of residual stress, and the lack of precipitates along the lath boundaries. The $180^{\circ}C-120min$ tempering condition was considered to have outstanding crash performance, according to toughness and anti-intrusion calculation results. In drop tower crash tests, the 30MnB5 door impact beam tempered at $180^{\circ}C$ for 120 min showed better crash performance compared to a 22MnB5 door impact beam.

FCAW 이종접합에서 용접자세에 따른 기계적 시험 특성 평가 (Evaluation of Mechanical Test Characteristics according to Welding Position in FCAW Heterojunction)

  • 조병준;이성준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권8호
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    • pp.649-656
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    • 2019
  • 조선소, 교량 구조물, 건설기계, 플랜트 산업 등 다양한 분야에서 폭 넓게 활용되고 있는 이산화탄소 아크용접(FCAW: Flux Cored Arc Welding)은 피복 아크 용접(SMAW: Shielded Metal Arc Welding)의 단점을 보완하기 위한 대안으로 1950년대 초 개발되었다. FCAW는 모든 자세에서 용접이 가능하고 작업여건 변수가 많은 현장에서 우수한 품질을 얻을 수 있는 장점이 있어 탄소강과 합금강의 중판, 후판 용접에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 FCAW를 이용하여 SS400(일반구조용 압연강재)와 SM490A(용접구조용 압연강재)를 이종용접한 후 용접부의 기계적 특성(인장시험, 굽힘시험, 경도시험, 충격시험, 매크로시험)을 분석하고 다음과 같은 결론을 도출하였다. 인장시험 결과, 모든 용접자세에서 KS 규격 인장강도 범위($400{\sim}510N/mm^2$)를 만족하였다. 굽힘시험 결과, 대부분의 시편에서 굽힘시 표면의 터짐 현상이나 기타 결점이 나타나지 않았고, 소성변형 후에도 충분한 인성을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다. 경도시험 결과, 모든 결과 값이 KS B 0893의 규격치 350Hv보다 낮게 나타나 양호한 것으로 판단된다. 충격시험 결과, 모든 결과가 KS 기준 수치인 27J 보다 큰 것으로 나타났다. 매크로시험 결과 용접부의 형상별로 균일한 조직 상태를 나타냈으며, 용접부 전단면에 걸쳐 내부 결함, 기포 또는 불순물 등이 발견되지 않아 라미네이션의 우려가 없는 것으로 나타났다.

다이캐스팅 공정으로 제조한 ADC12 알루미늄 합금의 물성 향상 및 진공 열처리 효과 (Effect of vacuum annealing and characterization of diecast ADC12 aluminum alloys)

  • 조지훈;함다슬;오성찬;차수연;강현철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.24-31
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    • 2021
  • 최적의 조건에서ADC12 알루미늄 합금을 다이캐스팅 기법으로 제조하여 구조적, 기계적, 열적 성질을 연구하였다. 또한 진공에서 후속 열처리한 ADC12 알루미늄 합금의 기계적 물성 변화를 규명하였다. 방사광 X-선 회절 및 energy dispersive X-선 화학조성 분석법을 통하여 ADC12 합금은 알루미늄 기저에 알루미늄과 구리의 화합물인 Al2Cu 및 AlCu3 상이 결정질 형태로 분포하고 있음을 규명하였다. 대표적인 기계적 물성값인 인장강도와 연신율은 각각 307.9 ± 9.1 MPa와 2.98 ± 0.62 %이다. 기존 보고보다 우수한 열전도도(129.3 ± 0.27 W/m·K)와 비이커스 경도값(Hv = 130)을 나타낸다. 후속 열처리 결과, 200℃까지는 기계적 물성치가 일정하게 유지되었으나, 이후 500℃까지 열처리 온도를 증가시킬 경우에는 인장강도와 비이커스 경도가 점진적으로 감소하였다. 이는 열처리 도중 미세조직이 안정화되면서 인성과 연성이 향상되었기 때문이다.

$Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재료의 기계적 특성 (Mechanical properties of $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ composite)

  • 박현;김경남
    • 한국결정성장학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.172-179
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    • 2006
  • [ $Al_2O_3-MoO_3$ ]의 혼합물을 환원소성하면 $MoO_3$$900^{\circ}C$에서 Mo로 환원되고 $1300^{\circ}C$까지 $Al_2O_3$와 Mo간의 화합물은 형성되지 않았다. $Al_2O_3-MoO_3-MnO_2$, 혼합물의 경우, $900^{\circ}C$에서 먼저 $MnO_2$$MoO_3$와 반응하여 중간화합물 $Mn_2Mo_3O_8$를 형성하였다가. $1100^{\circ}C$$1300^{\circ}C$에서 $Mn_2Mo_3O_8$ 화합물은 사라지고 새로운 화합물 $MnAl_2O_4$가 생성되었다. $Al_2O_3$$MoO_3,\;MnO_2$의 혼합분말 중 Mo만이 선택적으로 환원되는 selective reduction process에 의해 $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재를 제조하였다. $Al_2O_3/Mo$ 복합재의 경우 Mo의 함량이 증가함에도 불구하고 Mo입자가 $Al_2O_3$ matrix의 입성장을 억제하여 평균입경의 변화는 거의 없었다. 파괴강도는 $Al_2O_3$ matrix의 입성장 억제 현상 때문에 Mo의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 경도는 Mo의 낮은 경도값 때문에 약간 감소하였으나 반면에 파괴인성은 증가하였다. $Al_2O_3/Mo/MnO_2$ 복합재의 경우 $MnO_2$는 matrix의 입성장을 촉진시켰고, Mo와 $MnO_2$의 함량이 증가함에 따라 $MnO_2$의 입성장효과 때문에 오히려 낮은 파괴강도를 보였다. 경도는 입계에 존재하는 coalesced Mo 입자들과 matrix의 입성장 때문에 더욱 감소하였으나 반면에 파괴인성은 더욱 증가하는 경 향을 보였다.

주요 쌀 품종의 가공밥 이용을 위한 기계적 취반품질 평가 (Mechanical Quality Evaluation of Rice Cultivars That Could Potentially be Used to Produce Processed Cooked Rice)

  • 박혜영;신동선;우관식;심은영;김현주;이석기;원용재;이상복;오세관
    • 한국작물학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.145-152
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    • 2016
  • 본 연구에서는 국내 최고품질 및 고품질 쌀 품종을 대상으로 가공밥용으로 적합한 품종을 선정하고자 일반성분, 아밀로스 함량을 조사하고 취반품질 특성으로 식감, Toyo 윤기치, 취반식미를 분석하였다. 품종별 일반성분을 분석한 결과 조단백질은 삼광이 가장 낮았고 추청은 조단백질과 더불어 조지방 함량도 높게 나타났다. 회분은 해담이 가장 낮았고 선품이 가장 높은 값을 나타내었지만 큰 차이는 없었다. 품종별로 아밀로스 함량을 측정한 결과 밥쌀용 중에서 중생골드가 17.11%로 유의적으로 가장 낮았으며 해담이 21.36%로 아밀로스 함량이 높은 품종으로 나타났다. 품종별 식감특성은 경도(hardness)의 경우 일품이 가장 낮아 매우 부드러운 밥으로 측정되었으며 부착성(adhesiveness)은 중생골드가 가장 높았고 추청이 가장 낮은 품종으로 확인되었다. 탄력성(toughness)은 현품과 추청이 가장 높게 나타난 반면, 일품과 하이아미가 비교적 낮은 것으로 나타났다. 찰기(stickiness)는 하이아미가 가장 높았으며 그 다음으로 중생골드가 높은 것으로 나타나 하이아미와 중생골드는 식감이 상승 될 것으로 예상되었다. 쌀 품종별 취반식미는 밥쌀용 품종 중에 일품, 삼광 및 하이아미, 중생골드가 경도를 제외한 외관, 점도, 밸런스 및 취반 식미치가 모두 높은 품종으로 나타났다. Toyo 윤기치는 취반 식미치 결과와 비슷한 경향으로 나타났으며 59.57~79.97 범위로 분포하였는데 해담, 고품, 삼광, 하이아미가 높은 품종들로 나타났으며 현품, 추청, 해품이 낮은 품종으로 확인되었다. 따라서, 결과를 종합하면 외관, 점도, 밸런스 및 취반 식미치가 모두 높은 하이아미 및 일품과 다른 품종에 비해 경도와 탄력성이 낮고 부착성과 찰기가 높은 중생골드가 가공밥용으로 적합하며 식감이 우수할 것으로 사료되었다.

방전 플라즈마 소결법을 이용한 8YSZ-$Al_2O_3$ 고체 산화물 연료전지 전해질 제조 (Fabrication of 8YSZ-$Al_2O_3$ solid oxide full cell (SOFC) electrolyte by a spark plasma sintering method)

  • 김재광;최봉근;양재교;좌용호;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.16-20
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    • 2005
  • 고체 산화물 연료전지 전해질 재료인 8YSZ(yttria stabilized zirconia)세라믹 소재의 전기 전도도와 기계적 특성을 동시에 향상시키기 위하여 첨가제로서 Al₂O₃를 사용하고, 방전 플라즈마 소결법을 적용하였다. 제조된 소결체는 1200℃의 소결 온도에서 96% 이상의 밀도를 보이며, 1 ㎛ 이하의 균일한 크기의 결정립들로 구성된 미세구조를 보여주고 있다. 첨가된 Al₂O₃는 순수한 8YSZ의 결정립성장을 억제하여 파괴인성 및 굽힘강도 등 기계적 물성을 향상시키고, 또한 결정립 내부 전도도는 일정하게 유지한 채, 결정립계 전도도를 향상시켜 전체 이온 전도도를 증가시킴을 확인하였다. 이는 방전플라즈마 소결법이 비교적 낮은 온도에서 소결이 가능하여 기존의 소결 방법에서 문제시 되었던 8YSZ내로 Al₂O₃가 용해되는 것이 억제 되었을 뿐 아니라, 결정립계에 존재하는 SiO₂가 Al₂O₃와 반응하여 Al/sub 2-x/Si/sub l-y/O/sub 5/상으로 결정화되면서 결정립계 전도도를 향상시킨 결과로 사료된다.

Polyurethane과 polyurethane dimethacrylate를 이용한 내충격성 PMMA수지의 합성과 그 물성 (Synthesis and Property of Modified PMMA Resin Using Polyurethane and Polyurethane Dimethacrylate)

  • 김동현;김주영;서경도
    • 공업화학
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    • 제4권3호
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    • pp.616-626
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    • 1993
  • 유연성과 강인성이 우수하여 탄성체로 널리 사용되어지고 있는 폴리우레탄(PU)을 이용하여 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 물성향상을 검토하여 보았다. PU와 PMMA블렌드의 분자량과 폴리올의 종류가 블렌드의 물성과 상용성에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, 분자량 또는 폴리올의 종류가 각기 다른 ether type과 ester type의 PU를 합성하여서, 이를 PMMA와 블렌드 하였다. 블렌드의 인장강도는 Instron을 이용하여서 측정하였고, Scanning Electron Microscopy(SEM)와 Differental Scanning Calorimetry(DSC)를 이용하여서 두 고분자의 상용성의 변화에 따른 형태학과 유리전이온도 변화를 측정하였으며, haze meter를 이용하여 투명성을 측정하였다. 그러나, PU와 PMMA 두 고분자의 본질적인 비상용성으로 인하여 블렌드를 통한 PMMA의 물성 개량은 큰 성과를 얻지 못하였다. 따라서 PU와 유사한 화학구조를 가지고 있으면서, 양말단에 비닐기가 도입된 형태인 폴리우레탄 디메타아크릴레이트(PUD)를 합성하여서 메틸메타크릴레이트와 공중합하여 가교 공중합체를 합성하였으며, 이 가교 공중합체의 기계적 물성을 Instron, Izod type(Cantilever Beam)impact tester와 haze meter 등을 이용하여 측정하였다. 그 결과 PMMA 단독수지의 투명성을 유지하면서 내충격성이 상당히 개선된다는 것을 확인할 수 있었다.

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혼합 폐포장 필름의 상용성 증진과 강인화 (Enhancement of Compatibility and Toughening of Commingled Packaging Film Wastes)

  • 전병환;윤호규;황승상;김정안;홍순만
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.127-134
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    • 2005
  • 포장용 필름 등으로 사용되는 폴리프로필렌(PP)계 필름[PP/polyethylene(PE)/aluminum(Al)poly(ethylene terephthalate)(PET)]과 나일론(Nylon)계 필름[Nylon/PE/linear-low density polyethylene(LLDPE)] 등 혼합 폐포장 필름의 상용성 증진과 강인화를 위해 시판되는 여러 가지 상용화제 중 ethylene vinylacetate(EVA), styrene-ethylene/butylene-styrene triblock copolymer(SEBS), styrene-ethylene/butylene-styrene-graft-maleic anhydride copolymer(SEBS-g-MA), polyethylene-graft-maleic anhydride (PE-g-MA), polypropylene-graft-maleic anhydride(PP-g-MA), polyethylene-graft-acrylic acid(PE-g-AA), polypropylene-araft-acrylic acid(PP-g-AA) 등을 사용하여 반응 압출 공정에 의한 기계적 물성, 유성학적 성질과 형태학적 변화를 살펴보았다. 단순 용융 블렌드와 비교하여 상용화제로 SEBS와 EVA를 사용하였을 때 약 $50\%$의 물성 향상을 보였으나 나일론의 말단기인 아민기와의 반응성 향상을 위해 무수말레인산이 그래프트된 열가소성 탄성체 SEBS-g-MA의 사용시 분산 입자의 감소 및 접촉면적의 증가에 의한 계면 접착력의 증가로 약 $200\%$ 이상의 내충격성의 향상을 이룰 수 있었다.

PCB 표면처리에 따른 Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In 무연솔더 접합부의 기계적 신뢰성에 관한 연구 (Effects of PCB Surface Finishes on Mechanical Reliability of Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In Pb-free Solder Joint)

  • 김성혁;김재명;유세훈;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.57-64
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    • 2012
  • 표면처리에 따른 Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In 솔더범프의 접합 강도 평가를 위하여 전단 속도 및 열처리 시간에 따른 볼 전단강도 시험을 실시하였다. 전반적으로, 전단속도가 증가함에 따라 전단강도는 증가하였지만 인성은 감소하는 경향을 나타내었다. 파괴모드 관찰 결과, 전단 속도가 증가함에 따라 파괴모드의 경우, ENIG(electroless nickel immersion gold) 처리는 취성파괴가 대부분 지배적으로 존재하였고, OSP(organic solderability preservative) 처리는 pad open이 주로 발생하였다. 또한, 500 mm/s의 고속전단시험에서는 열처리 시간이 증가함에 따라 표면처리별 전단강도와 인성 값 모두 감소하는 경향을 보였다. ENIG 표면처리가 OSP 표면처리 보다 좋은 접합강도 특성을 보이는 것은 솔더범프 계면의 금속간화합물의 물성 및 두께와 밀접한 연관이 있는 것으로 판단된다.