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재료 > 기타 금속재료
신응고성형기술인 반응고주조(Rheocasting), 반응고단조(Thixoforging) 및 분무적층재의 열간단조, 수평연속주조(Horizontal continuous casting)의 기초 및 제조공정을 연구하였으며, 내마모소재인 고규소 알루미늄합금 개발을 위한 이론적 고찰에 중점을 두어 연구를 수행하였다. - 반응고주조시 교반에 따라 초정 Si과 미세조직이 미세화되는 현상이 두드러지므로, 효율적이고 반 영구적인 장치 및 시스템개발이 필요한 것으로 해석된다. - 가스분무 및 분무적층합금은 열처리 및 성형조건을 변화하여 고온에서의 성형가공성을 조사하였으며, 고상과 액상이 공존하는 2상영역에서의 성형법인 반응고단조(Thixoforging) 실험의 기초를 마련하였다. - 수평연속주조장치의 제작 및 급냉이 가능한 냉각조건연구에 의해 고규소 합금선재의 제조공정을 확립하였으며, 제조공정조건별 합금의 미세조직 및 특성변화를 규명하였다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
질화규소와 탄화규소는 가장 널리 사용되고 있는 구조재료지만, 높은 경도와 취성때문에 가공비가 많이 들어 부품값이 비싸다. 이때 TiN, TiB2, TiC 같은 것을 넣어 전기 전도성을 띄게 한 다음, 방전가공법으로 가공하면 가공비를 크게 줄일 수 있다. 아울러 질화규소와 탄화규소의 기계적 특성도 좋게할 수 있다. 이에 따라 이번 연구에서 질화규소와 탄화규소를 방전가공할 수 있는 방법을 연구하기 위해, Si3N4-TiN, SiC-TiB2 , SiC-TiC 복합재료를 만들어 전기적, 기계적 특성을 알아보면서, 방전가공에 가장 알맞는 조성을 골랐다. 이중 Si3N4-TiN 복합재료는 가스압소결법으로, SiC-TiB2 , SiC-TiC 복합재료는 가압소결법으로 만들었다. 연구결과 TiN 과 TiB2, TiC를 넣으면 기계적 특성이 나아지고, 전기 저항이 낮아져서 방전가공할 수 있었다. 즉, TiN 과 TiB2, TiC 를 넣으면 파괴강도와 파괴인성이 좋아지고, 전기비저항이 낮아졌다. 파괴는 대부분 입계파괴였으며, 균열이 진행하면서 TiN 과 TiB2, TiC 때문에 균열이 휘어지면서 파괴인성이 좋아졌다. 40 vol% 이상의 강화제를 첨가한 Si3N4-TiN, SiC-TiB2 및 SiC-TiC 복합재료는 10-2 cm 보다 낮은 비저항을 가졌고, 방전가공에 의해 가공시 좋은 가공성을 나타내었다.기계적 특성과 방전가공성을 고려해 볼 때 Si3N4-40vol% TiN, SiC-40 vol% TiB2, SiC-40 vol% TiC 복합재료가 최적조성이라고 생각되었다. 그리고 개발된 Si3N4-TiN, SiC-TiB2, SiC-TiC 복합재료는 방전가공해서 여러가지 die, 내마모부품이나 발열체같은 것들을 만들 수 있을것으로 판단되었다
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
-SrTiO3는 비저항이 1013cm 인 부도체이지만, dopant를 첨가하여 환원 소결을 하면 특정한 입계특성을 가지는 반도성 소결체가 된다. SrTiO3 는 높은 유전상수(k=100,000)와 낮은 손실계수(0.5%이하)를 가지기 때문에 BL콘덴서 제조에 이용되며 특정한 물질을 입계확산 시킴에의해 우수한 비선형 전류 전압 특성과 서지내량을 가지는 바리스터로 제조된다. 이들 SrTiO3 계 바리스터는 콘덴서 특성을 겸하기 때문에 바리스터로서의 서지 전류흡수 뿐아니라 우수한 노이즈 흡수와 더불어 빠른 인펄스성 에너지의 흡수 기능을 갖게 된다. 본 연구에서는 순도99.9% 이상의 SrCO3, TiO2, Nb2O5 을 출발물질로 하였으며 1400-1550℃ 온도 범위에서 환원 소결하여 반도성 소결체를 제조한 후 이차 열처리를 통하여 Na2O, K2O 등의 받게(acceptor)역할을 할 수 있는 금속산화물을 800-1100℃ 의 온도 범위에서 0.5h-4h을 입계확산시켰다.환원분위기(N2:H2=9:1) 에서 제조된 소결체는 반도성을 나타내었으며 이차열처리한 소결체는 일정크기의 전기적 포텐셜 장벽이 형성되어 문턱전압이 10-70V인 비선형 전류 -전압 특성을 나타내었다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 금속재료
여러 가지의 다양한 공구소재 중 현재 범용으로 가장 널리 사용되고 있는 고속도공구강은 국내제조기술이 선진국 수준에 훨씬 못미처 생산이 제대로 이루어지지 않고, 특히 고급고속도공구강은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구원에서는 지난 2년간의 분말고속도공구강의 연구개발결과를 바탕으로 앞으로의 지속적인 연구개발을 통해 경제규모의 양산기술을 확립하여 지금가지 수입에 의존해 오던 각종 분말고속도공구강제품 및 소재의 수입대체를 목적으로 본 연구를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 분말제조에 있어서는 서로 다른 4종류의 가스분사다이를 자체 설계 및 제작하여 시제품분말제조에 의해 그 특성을 평가한 결과 제조된 분말은 적절한 분말제조조건하에서는 기존 수입분말과 동등 혹은 우수한 특성을 가졌다. Hip에 의한 Billet제조분야에 있어서는 Anval 30고속도공구강분말을 이용한 100kg급 중형 빌렛제조공정을 확립하였다. 제조된 HIP빌렛의 열간압연은 가열온도 1100-1150℃ 범위가 적절하였으며 열간압연 및 Swaging에 의해 Endmill용 소재로 최종 φ16.7mm의 봉재를 성공적으로 제조하였다. 봉재의 총격치 및 경도는 ASP30소재와 비슷한 수준을 나타냈으며 시제품봉재로 제작된 Endmill의 절삭내마모성은 ASP30 수입소재로 제작된 Endmill보다 실험실용 빌렛인 경우 우수하였지만 소형빌렛인 경우 다소 열세로 나타났다.
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재료 > 분리·환경·생체기능재료
- 기체분리용 고분자막용으로 코팅을 하지 않는 비대칭막 제조- 비대칭막의 표면결함을 극소화할 수 있는 기술 개발- 고분자 용액 중의 고분자 농도 분포를 용매 및 공용매의 표면장력으로 조절- 제조된 비대칭막의 산소투과도 1.0 x 10-5 cm3(STD)/cm2.sec.cmHg, 그리고 산소선택도는 5였다
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 금속재료
금속 fiber는 직경 10∼25㎛ 금속 fiber 를 소결하여 제조되며, 정유산업, 화섬산업, 식품산업 등에 광범위하게 이용되고 있다. 1차년도 연구에서는 금속 fiber 제조분야와 filter media 제조분야로 구분하여 연구를 수행하였으며 주요 연구결과는 다음과 같다. 1. 금속 fiber 제조 인발 및 중간열처리에 의해 외경 2.6mm, 1.2mm, 0.55mm, 0.46mm 복합관 제조 - 단계별 stainless steel fiber 직경은 각각 45㎛, 22㎛, 8㎛, 6㎛임. 복합관의 탄소강 외피는 질산과 불산 혼합용액을 사용하여 제거하였음. 2. Filter media 제조분야 진공소결로를 사용하여 filter media 소결 최적 조건을 선정하였으며, 크기 30cm×30cm 시제품을 제작하였음. 소결 후 filter media의 기공분포, 통기도 등 filter의 특성을 측정하였음.
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- 한국생산기술연구원
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재료 > 기타 고분자재료
[1] Mg, Zn을 이용하여 GaN박막의 doping한 결과, Zn-doped GaN은 2.6 eV와 2.4 eV, Mg-doped GaN은 2.8 eV와 2.6 eV에서 발광하는 박막을 제조하였다. [2] 양자 역학적 계산(ASED-MO)과에 의하면 NH/SUB 3/에 의한 기판의 전처리가 결정성 향상에 크게 기여하며 수분, O/SUB 2/ C 등의 불순물은 기판 표면 보다는 박막의 성장도중에 삽입될것으로 예측된다. HVPE 방법을 이용하여 GaN 박막 성장시에 수분, 산소 등의 불순물은 순수한 α-GaN 위에 β-GaN 성장을 유발시켰다. [3] 한편 청색 발광체 개발의 일환으로 이트륨계 산화물에 희토류금속인 Eu/SUP3+/, Tb/SUP 3+/나 Ce/SUP 3+/를 활성제로 도핑시켜서 3원색 형광체 물질을 탐색한 결과, Y/SUB 2/O/SUB 3/:Eu, Y/SUB 3/Al/SUB 5/O/SUB 12/:Eu와 Y/SUB 2/SiO/SUB5/:Eu(적색), Y/SUB 2/O/SUB 3/:Tb와 Y/SUB 2/SiO/SUB 5/Tb(녹색), Y/SUB 2/SiO/SUB5/:Ce(약한 청색) 등을 제조하였다.
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
재료에 전류를 가함으로써 냉각이 가능한 Peltier 효과를 나타내는 열전재료는 전자냉각 분야에 응용하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다. 전자냉각소자는 열응답 감도가 높고 선택적 냉각이 가능하며 작동부분이 없어 구조가 간단하기 때문에, CCD 촬상소자, IR 센서, 고출력 power transistor, 광통신용 LD 모듈과 같은 전자부품의 냉각에 사용되고 있다. 또한 전자냉각소자는 자동차용 냉장박스, 냉정수기, 김치 저장고 등에 실용화되고 있으며, DNA 배양기, 혈액 보관조, 항온조와 같은 과학장비나 반도체 에칭용액 chiller 등과 같은 산업용 장비에 응용되고 있다. 전자냉각 모듈의 성능은 모듈을 구성하고 있는 p형 및 n형 열전재료의 Seebeck 계수 , 전기비저항 및 열전도도 로 표시되는 성능지수 (Z = 2/)에 의존하며, 열전재료의 성능지수가 증가할수록 전자냉각 모듈의 에너지 변환효율이 증가한다. 현재 전자냉각소자의 제조에는 일방향 응고법으로 성장시킨 Bi2Te3계 단결정 열전재료가 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 Bi2Te3계 단결정 열전재료는 성능지수는 우수하나 기계적으로 취약하여 소자가공시 수율 저하가 문제가 되고 있어, 최근 기계적 강도가 향상된 다결정 열전재료의 제조공정에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구실에서는 기계적 합금화 공정을 이용하여 Bi2Te3계 다결정 열전재료의 제조공정 개발에 관한 연구를 진행중에 있다. 기계적 합금화 공정은 상온공정이기 때문에 기존의 다결정 열전재료 제조공정인 "용해/분쇄"법과 비교하여 제조단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 기존의 "용해/분쇄"법으로 제조한 p형 Bi2Te3계 다결정 열전재료의 성능지수가 ∼2.8 × 10-3/K 인데 반해, 본 연구실에서는 성능지수가 3.3 × 10-3/K로 매우 우수한 p형 (Bi0.2Sb0.8)2Te3 열전재료를 개발하였다. n형 열전재료로는 성능지수가 2.1 × 10-3/K로 기존의 "용해/분쇄"법으로 제조한 열전재료의 값과 동등한 다결정 Bi2(Te0.9Se0.1)3 열전재료를 개발하였다.
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
ㅇ알루미나상의 무전해니켈 도금 기술 ㅇ티탄산바륨상의 무전해니켈 도금 기술 ㅇ세라믹스상의 화학증착 도금 기술ㅇ세라믹스상에 밀착성이 우수한 금속피막 제작 ㅇ세라믹스의 전기적 특성 부여
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
알루민산 소다와 규산염을 합성시킴으로서 제올라이트 분자체를 제조할 수 있으며, 특정 접착제를 활용하여 성형시켜 기체분리용 흡착제를 생산한다. 제올라이트는 결정구조를 통해 5A - 10A (10-10m) 크기의 자체 세공이 형성된다. 장점 - 분자체의 특성을 지닌 제올라이트를 합성시킴으로 고부가가치의 흡착제를 제조할 수 있음. - 여러 형태의 제올라이트를 합성하는 기술 확립 - 이온교환을 통한 촉매 및 이성체 분리에 사용 가능기체상태의 특정 물질 분리 및 회수 - 대기오염 가스 회수에 의한 환경오염 제거 및 회수 - 수입 대체 효과
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
최종제품으로 사용되는 소결체의 우수한 물성을 기대하기 위해서는 원료로 사용되는 분말의 특성의 제어는 매우 중요하다. 본 연구에서는 구조용재료로써 주목을 받고 있고 최근에는 전자세라믹스 영역으로까지 적용범위를 넓혀가고 있는 탄화규소와 질화규소의 복합분말을 제조하였다. 분말의 특성을 효과적으로 제어하기 위하여 졸겔법에 의하여 얻어진 구형의 겔분말을 열처리를 함으로써 복합분말을 합성하였다. 단분산 구형의 겔분말은 PTMS와 TEOS를 물, 메탄올, 암모니아 혼합용액에 투입하여 반응시킴으로써 제조하였다. 질소분위기 1500 oC에서 8시간 열처리 함으로써 겔분말은 Si3N4/C의 복합분말이 생성되었으며, 이 분말을 다시 알곤분위기, 1400 oC에서 2시간 열처리 행함으로써 Si3N4/SiC 복합분말을 합성할 수 있었다. 열처리를 통하여 얻어진 복합분말은 구형의 겔분말의 형상을 그대로 유지하였으며, 약간의 크기가 확인되었다. 본 연구에서는 열처리시 겔분말의 거동과 얻어진 복합분말의 특성을 분석하였다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
GaN을 중심으로한 III-V 질화물 반도체는 자외선에서 가시광선 영역에 이르는 발광영역을 가지고 있어 발광다이오드, 레이저 다이오드 등의 응용가능성이 높은 물질이다. III-V 질화물 반도체는 적합한 기판이 없어서 격자상수의 차이가 큰 사파이어 기판을 사용하게 되는데, 저온 완충막을 이용한 2단계 성장법으로 소자제조가 가능한 박막을 성장시키고 있다. 최근에 사파이어 기판을 암모니아나 질소플라즈마로 전처리하는 공정이 후속 성장되는 GaN 박막의 물성에 큰 영향이 있음이 보고되고 있다. 본 연구에서는 700℃에서 120W의 질소플라즈마로 사파이어 기판을 전처리할 때, 사파이어 기판 표면에 얇은 AlN 층이 형성되었다. 질소 플라즈마로 전처리하지 않은 기판에서는 저온 GaN완충막이 3차원적인 성장양상을 보였으며, 거친 표면을 가졌다. 그러나 AlN층이 형성된 기판위에서는 저온 완충막이 2차원적으로 성장하면서 고온성장에서 나타나는 안정형상인 truncated hexagonal pyramid 형태를 나타내었다. AlN 층이 표면에 존재하여 격자상수를 줄여주고 계면에너지를 낮추어 안정적인 2차원적인 성장을 증진시키므로 평활한 표면 및 우수한 결정성을 지닌 저온 GaN 완충막을 얻을 수 있었다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-08-29
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기계 > 용접·조립 기술
철도 레일 테르미트 용접재료 개발에 관한 연구는 크게 점화재 제조 실험과 용접재 제조 실험 으로 구분하여 조사하였다. 먼저 점화재 제조 실험의 경우 알루미늄 분말은 입도가 작을 수록 점화시간이 단축되고 재현성도 일정하게 나타나고 있다. 또 철산화물은 입도가 너무 크거나 작으면 알루미늄과의 접촉면적이 작아지고 균질한 혼합이 어려워 점화시간이 길어지므로 입도를 적절히 조절해 주어야 한다. 그리고 알루미늄과 산소와의 몰비(MAl/MO)는 주요한 조전중의 하나로 몰비증 가에 따라 점화시간이 단축된다. 이와 함께 열선의 Power증가에 따라 점화시간이 단축되고 점화 에 필요한 Energy도 상당히 감소하고 있다. 대체로 점화제 제조의 적정조건은 철산화물의 입도를 17㎛정도로 그리고 알루미늄 분말은 30㎛ 정도로 하여 몰비 0.8 내지 1정도에서 30분동안 혼합한 다음, 14cm 열선으로 180W에서 점화하면 6-10초 이내로 점화시간을 단축할 수 있다. 한편 용접재에 의한 테르미트 반응시 Mold는 철용탕이 충분한 열량을 유지할 수 있도록 700℃ 부근에서 예열해주어야 한다. 용접재 제조시 알루미늄과 산소의 몰비가 이론치인 0.67보다 적은 경우는 반응이 조용히 일어나고 불꽃이 비산되는 현상도 격렬하지 않으나, 몰비가 큰 경우에는 불꽃이 매우 밝으며 비산되는 현상도 상당히 격렬하게 일어나고 있다. 특히 미량원소의 첨가에 따라 몰비가 다르게 나타나는데, 미량원소를 첨가하지 않을때는 몰비를 0.67-0.73으로 하여야 열량이 충분하여 철시편 내부에 기공이 생기지 않으나 금속철을 첨가하면 몰비를 0.73으로 높혀주어야 한다. 또 SiC를 첨가하는 경우는 몰비를 0.6으로 낮추고 SiC를 1.5% 정도 첨가하는 것이 적절하다. 대체로 용접재 제조시 적정조건은 철산화물과 알루미늄의 입도를 20/100mesh 및 30/100 mesh로 조절하고, 몰비 0.6에서 금속철과 SiC를 각각 5% 및 1.5%정도 첨가하여 혼합한 다음 14cm 열선으로 180W의 Power로 점화하면 연속적으로 테르미트 반응이 일어나고 위 조건에서 얻어진 금속철은 기공이 없고 성분함량은 레일규격내에 해당되고, 철회수율은 90% 정도이다.
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- 2000-08-29
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
GaN로 대표되는 III-V 질화물반도체를 이용한 청색발광소자는 Full color display의 구현, DVD용 광원의 개발 및 electric bulb의 대치를 통한 에너지절약등에 활용될 수 있는 중요한 소자이다. 이러한 소자의 개발에 관한 연구는 지난 20년간 진행되어 왔으나, GaN계 단결정박막(epi layer)의 성장에 필요한, GaN와 격자와 열팽창계수가 유사한 기판 물질의 부재로 인하여 크게 발전하지 못하였다. GaN 기판의 개발은 GaN 단결정(bull)성장에 필요한 조건이 2400℃ 이상의 고온과 40,000 기압 이상의 고압이므로, 청색발광소자 개발에 요구되는 고품위 대구경(최소 2" 이상) GaN 기판을 개발이 어려운 상황이다. 이에따라 성장속도가 60~100㎛/hr 이상인 film 성장법을 이용하여 후막을 성장하고, 이를 GaN epi-layer성장용 기판으로 이용하고자하는 연구를 수행하게되었다. 본 연구에서는 후막성장에 필요한 Hydride vapor Phase Epitaxy용 수평형 및 수직형 반응로를 자체 설계, 제작하고 이를 사용하여 후막 GaN의 성장특성에 관한 실험을 수행하였다. 성장에 필요한 물질로는 기존의 HCl과 금속 Ga을 이용하는 방법과 GaCl3를 이용하는 방법에 대하여 각각의 연구를 진행하였다. 수평형 및 수직형의 경우 모두 후막성장이 가능함을 확인하였고, 성장된 후막의 특성이 매우 양호함을 확인하였다. 자세한 연구결과와 토의가 기술전람회에서 논의될것이다.
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
ㅇ절삭가공의 고속화, 고능율화 및 고경도 재료의 절삭가공화에 대한 요구 증대 ㅇTiN 등의 경질피막을 공규의 표면에 합성 → 상용화 ㅇ고속절삭시 공구표면의 승온에 따른 파괴가 발생 → TiN 박막의 한계성 ㅇ고경도 및 우수한 내열성의 고경질 피막에 대한 요구 증대 → TiAlN, TiAlCN박막 합성 → 고속 절삭작업 및 공구수명의 향상을 극대화ㅇ고경도:2700∼4000HK (HSS:850HK, WC-Co:1200HK) ㅇ우수한 내열성: 약 800℃까지 안정 ( TiN: 약 600℃) ㅇ초고속 및 무윤활조건에서의 절삭 가공 가능 → 생산성 및 공구 수명 향상 -산업적 적용 분야 ㅇ내마모성, 내열성 경질 박막 ㅇHSS, 초경재질의 endmill, drill 등의 각종 절삭공구 ㅇ열간 단조, 열간 press 등의 각종 열간 금형
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- 2000-08-29
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일반기술
재료 > 기타 금속재료
본 연구에서는 니켈기 보통 주조 초내열합금에 대하여 대상 합금계를 선정하고, 원료금속을 이용하여 진공 용해한 후 정밀주조를 거쳐 부품제조까지 모든 제조겅정을 순수한 국내의 기술로 진행시킴으로써 블레이드 제조과정에서 발생하는 각종 노우하우에 대한 보다 구체적인 데이터를 축적하고, 선진국으로부터 보다 효율적인 기술 도입 뿐만 아니라, 궁극적으로 순수한 국내기술로서 가스터빈 블레이드를 제조할 수 있는 기반을 확립하는데 그 의의가 있다. 후보합금으로 선정한 6개의 합금 중에서 합금 C의 크립파단 수명이 세계 최강의 특성을 가지고 있는 것으로 판명되어 외국특허를 출원할 준비를 하고 있으며, 고온 인장시험, 열처리에 의한 미세조직 변화와 분석, 반복산화시험, 고온 압축시험 등을 통하여 합금 C의 우수성을 확인할 수 있었다. 이 합금은 연신율이 기존의 주조합금과 비슷한 수준이며, 각종 고온 특성이 여타 합금에 비하여 월등하므로 블레이드 재료뿐만 아니라, 극심한 산화분위기 혹은 고온에서 사용하는 각종 밸브재료로서 사용이 가능할 것으로 판단된다.
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- 2000-08-29
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재료 > 기타 세라믹재료
-근년 신소재의 개발이 큰 주목을 받고 있다. 내열·내마모·내식특성이 우수한 고강도 세라믹은 차세대 신소재의 일익을 담당할 중요한 재료이다. 그 중에서도 질화규소는 고강도, 고경도, 저밀도, 내마모성, 내열충격성, 내식성 등의 우수한 기계적·화학적성질을 가지고 있으므로 탄화규소 등과 함께 기대되고 있는 고온 구조용 세라믹이다. 그러나 질화규소의 응용분야를 확대시키기 위해서는 강도와 파괴인성 등의 기계적 성질을 한층 개량하는 것이 요구된다. 강도 및 인성을 향상시키기 위한 방법의 하나로써, 섬유, 입자, 휘스커 등을 첨가한 복합재료에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 휘스커 복합세라믹은 섬유 복합 세라믹과는 달리 종래의 분말야금법을 사용하여 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 입자 복합 세라믹보다 더 높은 파괴인성치가 기대되므로 휘스커 분산법이 시도되고 있다. 첨가 휘스커로써는 현재 고강도, 고경도 및 화학적으로 안정한 SiC 휘스커가 가장 널리 사용되고 있다. 따라서, SiC 휘스커를 질화규소에 첨가하여 제조한 SiC 휘스커/질화규소 복합세라믹의 기계적 성질에 영향을 미치는 (1)휘스커의 배향, (2)계면강도, (3)파괴원 등의 조직적 인자에 대하여 계통적으로 조사하여 SiC 휘스커/질화규소 복합세라믹의 기계적 성질의 대폭적인 향상을 달성하고자 한다.
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- 2000-08-29
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일반기술
재료 > 기타 금속재료
항공기용 마그네슘부품소재는 높은 안정성과 신뢰성확보를 요구하므로 제품내부에 주조결함이 없어야 한다. Mg-Al-Zn 계 합금인 AZ91합금과 Zn, Zr 등을 함유한 ZK계 합금을 fluxless 법에 의한 용해, 주조로 산화방지, 산화개재물 제어기술 등을 확립하고 마그네슘합금의 내식성 을 향상시키기 위하여 고순도합금의 용해법, 개량처리와 Zr첨가에 의한 입자미세화기술을 확립 하였다. Mg-Al-Zn 합금에서 fluxless 용해법으로 제조한 소재의 염소성분 및 Fe, Si, Cu 등의 불순 물양은 flux 용해법으로 제조한 합금보다 매우 적었고 fluxless 용해법으로 제조한 합금의 수소함 량은 flux 용해법보다 적게 함유하므로 매우 효과적이었다. ZK 합금에서 Zr을 첨가한 다음 He 가스를 용탕에 주입시키는 것이 용탕내 개재물 제거에 매우 효과적이었다. 또한 AZ91합금에서 Sr원소를 첨가하면 고온강도 및 내식성이 향상되었고 AZ91 합금에서 T6처리가 T4처리보다 내식성이 우수하였다. 헬리곱터용 oil filter housing 시제품 제작결과 산화물 혼입문제를 제외한 모든 특성은 Spec.을 만족하고 있다. 이러한 마그네슘합금의 기술개발 확립으로 정부가 추진하고 있는 KFP사업과 중형 항공기부품소재개발에 크게 기대되며 또한 자동차경량화 및 전자부품 등에도 활용성이 매우 크다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-08-29
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
압전 세라믹을 이용한 사운더는 정보화 사회로 고도화되면서 수요가 급증하고 있는 휴대용 전화기등의 이동 통신 기기들에 이용가능한 전자 부품이다. 본 연구에서는 Cellular Phone용 압전 사운더 개발에 필요한 PbTiO3-PbZrO3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(Mg1/2W1/2)O3 +0.01wt% Y2O3계 압전 세라믹스 조성을 개발하고 doctor blade 법을 이용하여 100 ㎛ 두께의 세라믹스 박판을 제조하였다. 이를 이용하여 전화기용 수화기의 사용 주파수 대역 내에서 광대역으로 평탄한 주파수 특성을 얻기 위한 음향 시스템을 설계하였다. 가장 우수한 감도를 얻을 수 있는 금속판과 세라믹스 판의 직경비는 0.78이었고, 제작된 압전형 수화기의 음압(SPL)-주파수 특성은 음향 시스템의 각 공명실 용적 및 댐퍼에 의한 제동계의 구성으로 광대역으로 평탄한 특성을 얻을 수 있었으며 기존의 전화기용 수화기에 비해 용적, 두께, 중량, 부품수 등이 줄어들어 소형, 박형의 수화기 소자로 실현 가능하였다. 이상과 같은 결과로부터 제작한 압전형 수화기는 기존의 전자식 수화기에 비해 구조가 간단하고 사용 부품수가 적기 때문에 전화기용 수화기의 소형화, 경량화, 저소비 전력화가 가능하여 경제성이 있을 것으로 사료된다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-08-29
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
-최근에 이르러 강유전체가 갖고 있는 높은 잔류 분극과 높은 유전률과 같은 고유한 특성으로 인해 비휘발성 기억소자나 DRAM과 같은 기억소자로의 응용에 큰 주목을 끌고 있다. 이러한 비휘발성 기억소자는 DRAM의 특성인 빠른 동작속도와 데이터 입출력의 용이성 위에 강유전체의 비휘발성(bistable state)이 추가된 특성이 있으며 휘발성 기억소자에서는 강유전체에 고유한 높은 유전률을 이용하여 기존의 DRAM의 고집적화의 한계를 극복하려는 것이다. 비휘발성 기억소자로의 실현에 강유전체박막의 신뢰성 즉 fatigue, retention, imprint 등이 가장 중요한 문제로 부각되었다. 이중 최근에 이르러 주목을 받고있는 imprint란 강유전체 박막캐패시터의 성질 즉 전기신호에 따른 분극상태의 변화가 비대칭성을 띠게되고 이와 같은 강유전체 캐패시터를 포함하는 단위기억소자가 테이타의 입출력과정에서 오동작을 발생하게되는 것을 말한다. 본 연구는 비휘발성 강유전체 기억소자의 실현에 가장 중요한 신뢰성 문제로 부각된 imprint failure를 일으키는 강유전체의 비대칭성의 원인을 이해하기 위해서 pulsed laser deposition 방법으로 La(Sr)CoO3/Pb(ZrTi)O3/La(Sr)CoO3 복합구조를 성장시켰다. PZT 박막캐패시터의 전극이 모두 같은 조성일 때, 즉 (La0.5Sr0.5)CoO3 (LSCO)일 때 PZT 박막의 이력곡선은 대칭성을 보여준다. 그러나 산화물전극의 조성이 변할 때 PZT 박막캐패시터에서 비대칭성을 발견했다. 즉 LaCoO3 (LCO)를 상층전극, LSCO를 하층 전극으로 사용하였을 때 이력곡선은 음의 방향으로 분극된 상태가 불안정하여 음의 잔류 분극의 완화현상을 보여준다. 반면 상층전극이 LSCO, 하층전극이 LCO인 PZT 박막캐패시터는 양의 방향의 분극 상태가 불안정하여 양의 잔류 분극이 완화현상을 보여준다. 두 경우 모두 비대칭성으로 인한 imprint failure를 발견했으며 이것으로 전극물질과 imprint failure가 아주 밀접한 상관관계가 있음을 알 수 있다. 이러한 전극 구조에 의존한 분극상태의 비대칭적인 거동의 원인은 PZT 층의 내부전계의 형성 때문이며, 내부전계는 LCO/PZT와 LSCO/PZT 계면에서의 전압강하 차이 때문에 발생함을 알 수 있었다. 이러한 비대칭적인 전기적 접촉은 상층과 하층 전극의 일함수 차이에 의한 전자밴드구조의 비대칭적인 변형의 결과로 결론 내릴 수 있었다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-08-29
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