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재료 > 기타 금속재료
다층 금속여과망 필터는 미리 제직된 형태의 여과 기공을 갖는 금속망을 사용하므로 여과기공 크기 제어가 용이하고 용도에 알맞은 형태로 소성가공이 가능할 뿐만 아니라, 스테인레스강 등을 재질로 하는 금속망을 사용할 경우 내식성이 강하여 세정을 통한 재사용이 가능하게 되는 등 많은 장점을 갖는다. 현재 국내 화섬업계에서 사용되고 있는 다층 금속 여과망 필터 소재는 전량 수입에 의존하고 있다. 이러한 국내산업체 실정에 비추어 본 연구진은 다층 금속여과망 소재의 제조기술 개발연구에 착수하게 되었다. 다층 금속여과망 제조에 있어 핵심기술은 미세한 여과기공을 갖는 약한 필터층의 변형이 없이 다층의 금속망이 접합되도록 하는 것이며, 아울러 여러 겹으로 동시에 다층 금속여과망 제조물을 생산하는 기술이다. 따라서 본질적으로 본 생산기술은 소결접합에 기초하여 전체 공정을 최적화 하는 것이다. 본 연구에서는 여러 공정변수를 조절하여 우수한 접합성을 갖는 다층 금속여과망 소재 제조기술을 개발하였으며, 소형의 시작품을 제조하였다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
허니콤 판재(honeycomb panel)는 벌집 모양의 코어(core) 양쪽면에 표면판재를 부착시켜 만든 판재이다. 허니콤 판재는 비강도가 뛰어나며, 재료에 압축하중이 가해졌을 때 재료가 수차례의 좌굴을 반복하기 때문에 에너지 흡수성이 우수하여 내충격성이 요구되는 부위에 사용하기에 적합하다. 이 밖에도 허니콤 판재는 흡음성과 평활성이 우수하며, 단열성과 내피로성도 우수하다. 허니콤 판재는 위에서 언급한 바와 같이 우수한 기계적 특성으로 인하여 우주항공 분야에서 항공기 날개, 동체, 헬리콥터의 로터 블레이드, 인공위성 몸체 등에 사용되어 왔다. 최근에 이르러 허니콤 판재의 응용 분야는 더욱 확대되어 자동차용 내ㅑ외판, 스포츠카, 전기자동차, 철도 차량의 출입문, 선박의 격막 등과 같은 수송기기 분야 뿐 아니라, 건축용 내ㅑ외장재, 전자통신기기, 스포츠 용품 등에 다양하게 확대되고 있다. 특히 최근에는 수송기기의 경량화에 대한 요구가 증가함에 따라 알루미늄 허니콤 판재를 자동차 및 고속전철 등의 차체 재료로 이용하려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구진에서는 허니콤 판재의 설계기술, 알루미늄 허니콤 코어 및 허니콤 판재 제조 기술에 대한 연구를 수행하고 있으며, 또한 제조된 허니콤 판재의 각종 기계적 특성평가를 행하여 그 결과를 바탕으로 알루미늄 허니콤 판재의 제조 공정 설계, 판재 제작 및 특성 평가방안을 개선하고자 연구하고 있다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
SHS(Self Propagating High Temperature Systhesis)법은 외부의 추가적인 에너지 공급이 없이 자발적으로 반응이 진행되는 공법으로서 이 방법을 이용하여 입도분포가 균일하고 초미립, 고순도(99.9%이상, 1마이크로미터이하)의 W, Mo, Ti, Re 등 고융점금속을 금속산화물로부터 제련할 수 있으며 SiC, TiC, AlNi, Fe3Al 등 탄화물 및 금속간화합물을 저렴하게 제조할 수 있슴.본 기술을 통하여 경제성 있는 고융점 곰속 재련기술을 산업화할 경우 과학기술이 국가경제의 사활을 좌우하는 시대에 대부분을 수입에 의존하던 고융점 금속 소재 시장에 국제적으로 우위를 차지할 수 있을 뿐만 아니라 수출산업에도 기여할 수 있슴.SHS법은 고온에서 단시간에 자발적으로 합성되므로 생성물은 외부기체와 접촉하는 순간이 짧고 매우 높은 온도에서 반응이 진행되므로 자기정제(Self purificatin)효과에 의한 고순도 초미분체의 화합물을 얻을 수 있슴. 본 기술을 통하여 경제성 있는 고융점 곰속 재련기술을 산업화할 경우 과학기술이 국가경제의 사활을 좌우하는 시대에 대부분을 수입에 의존하던 고융점 금속 소재 시장에 국제적으로 우위를 차지할 수 있을 뿐만 아니라 수출산업에도 기여할 수 있슴.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
각종 전자 부품, 특히 트랜지스터나 집적회로(IC) 와 같은 제품은 인쇄회로기판(PCB)에 실장 되기전에 PCB 기판과 소자와의 납땜성을 높이기 위해 소자의 표면에 예비 솔더링을 실시하고 있다. 이러한 예비 솔더링에는 주로 저가의 제품을 위한 주석 도금과 고품질을 요구하는 제품을 위한 납도금으로 크게 두가지로 이루어져 있는에 납도금의 경우 산처리 공정과 화공 약품이 쓰이는 플럭스처리로 구성되어 있기 때문에 공정에 사용된 폐액처리는 물론 전처리시 표면에 흡착된 화공 약품의 세척에 사용된 폐수의 처리등이 원가상승은 물론 환경 문제로 까지 대두되고 있다. 본연구는 납 용탕에 초음파를 인가함으로써 납과 리드와의 접착성 및 젖음성을 향상시켜 산처리나 플럭스처리 없이도 납도금이 가능하도록 하였다. 전처리를 없앰으로서 환경오염을 근본적으로 막을수 있으며 이에따른 처리비용 문제, 초음파에 의한 납과 리드와의 젖음성 향상에 의해 납조의 온도를 낮출수 있어 경제성이 월등히 향상되었다. 납도금시 초음파를 인가하면 리드의 주성분인 구리가 납 용탕내에 용해되어 도금된 납에 구리가 함유되는 문제점이 있어 실용화에 어려움이 있었으나 본연구에서는 온도에 따른 구리의 금속간 화합물 형성에 대한 연구에 의해 납용탕에 용해된 구리성분을 효과적으로 제거하는 기술을 사용하여 일본이나 미국등 기술선진국에 앞서 실용화에 성공하였다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
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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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
-마르텐사이트변태를 하는 NiTi계, CuZnAl계 및 FeMnSi계 합금 등은 적절한 합금조성의 선택 및 열처리 등에 의해 형상기억효과 또는 초탄성효과를 나타낸다. 이러한 특성들은 이미 외국에서는 의료분야, 가전제품 및 산업분야 등의 온도센서, 소형 엑츄에이터 및 초탄성을 이용한 제품 등에 응용되고 있다. 그러나 국내에서는 아직 치열교정용 초탄성와이어에만 일부 이용되고 있을 뿐 이들 합금의 개량 및 제품의 설계·응용 등에 대한 연구개발 등에는 많은 연구가 진행되고 있지 못한 실정이다. 본 실험실에서는 수년간 기존의 NiTi계 및 CuZnAl계 합금을 이용한 온도센서 및 엑츄에이터 설계 및 제조기술에 대한 연구를 수행하여 여러 제품에 응용하여 온도센서, 엑츄에이터 및 초탄성합금 응용기술을 확보하고 있다. 또한 기초연구로서 단결정 CuAlNi합금, FeMnSi계 합금 및 CuZr계 합금들의 제조방법 및 특성규명 등에 대한 연구들이 수행되고 있다.
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 금속재료
급속응고의 방법에 의해 제조된 분말은 우수한 기계적 성질을 나타내게 되며, 이러한 급속응고에 도달하기 위한 조건으로는 크게, 높은 응고 속도나 큰 과냉도를 들 수 있다. 새로운 금속분말 제조법인 Mixer & Settler Process는 액상의 금속을 oil이나 salt내에서 impeller의 회전력을 통해 에멀젼화시켜, 금속분말을 연속적으로 제조할 수 있는 방법이다. Impeller의 교반속도등을 통해 금속분말의 크기제어가 가능하며 에멀젼의 입자 크기가 미세해질수록 불균일 핵생성은 억제되어 분말은 큰 과냉도를 얻게 되므로, 이를 통해 분말의 기계적 성질에 영향을 미치는 미세조직을 제어할 수 있다. 본 process의 가장 큰 특징은 분말의 크기와 입도 분퐁의조절이 쉽고, 분말의 기계적 성질을 제어하는 맞춤응고가 가능하다는 것이다. 또한 균일한 입도의 구형 분말을 대기와의 반응 없이 무산소 분위기 하에서 연속적으로 제조할 수 있으며, 다른 분말 제조법에 비해 장치가 간단하고, 에너지 효율이 월등하다는 장점을 가지고 있다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 금속재료
Cu계 합금은 Ti-Ni계 합금에 비핸 저렴하고, 열 및 전기 전도도 등의 특성이 우수해서 현재 실용화 되어 있는 Ti-Ni계 합금의 기능에 버금가지만 기계적 특성중 취성이 강해 가공성이나 열피로특성이 열악한 소재로 평가되어 왔으나, 급냉응고법을 적용하여 이와 같은 문제점을 해결하였다.신기능 재료로 알려진 형상기억합금에는 Ti-Ni계와 Cu계 합금이 있음. 이중 Cu계 합금은 냉간가공이 어렵고, 열 및 변형싸이클에 대한 짧은 피로수명 때문에 Ti-Ni계 합금에 비해 실용화가 되지 않고 있다. 이러한 문제점을 해결한 본 기술은 결정립이 조대한 데서 파생되는 입계에의 응력집중을 방지하기 위해 급냉응고 기술을 적용하였음.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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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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- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
최근 이동 통신, 정보 통신 등 전자통신 산업의 급속한 발전과 함께 관련 통신전자 소자의 고속화·고밀도화 및 경량화의 요구에 부응하여 다수의 다양한 고성능 소자가 한 개의 작은 chip으로 집약되고, 전자기기들의 소형화가 경쟁적으로 진행되면서 카메라 일체형 VTR, 휴대용 personal computer, 휴대용 TV, 휴대폰 등 휴대용 전자기기에 있어서 소모 전력 및 전원의 극소화를 위한 노력이 대대적으로 이루어지고 있다. 그러나 현재까지 상기 기기들의 소모전력을 낮추는 기술은 어느 정도 가시화 되어 왔으나 상대적으로 전원의 크기는 감소하지 않아 전자기기 소형화에 걸림돌이 되고 있어 전지의 소형화는 매우 절실한 문제가 되고 있다. 따라서 차세대 전자제품용 이차전지의 박막화는 폭넓은 기술적 경제적 파급효과를 가져오리라고 예상된다. 리튬박막이차전지는 산화물 계통의 양극 및 고체전해질을 사용함으로 기존의 리튬이온전지에 비해 안정성을 확보할 수 있고, 제조 방법이 반도체 공정에 사용되는 sputter, CVD, evaporator와 같은 진공장비를 사용함으로써 반도체공정과의 호환성이 우수하고 임의의 크기 및 형태로 제작 가능하다. 또한 넓은 사용 온도범위(-20℃∼100℃)를 가지며 이차원적인 평면구조의 전지의 생산이 가능하고 리튬전지의 내부저항이 큰 단점을 전해질의 박막화로 극복함으로써 상대적으로 낮은 이온전도도를 지닌 물질의 사용도 가능하게 해준다.
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- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
최근에는 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 갖는 전지를 개발하기 위해 고체 전해질을 사용한 고체전지에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 고체전지는 기존 액체전해질을 사용하는 전지에 비해 누액의 염려가 없으며 진동 및 충격에 대한 저항성이 높으며, 공해를 일으키지 않는 장점이 있다. 또한 액체전해질을 사용하는 경우 이온전도를 위한 액체전해질과 양극과 음극을 전자전도로부터 격리하는 격리판이 있어야하는데 고체전해질을 사용하는 경우 양극과 음극을 격리하는 동시에 이온을 전달하기 때문에 단층으로 형성을 할 수 있다. 또한 전지 요소가 모두 고체이기 때문에 박막 제조 공정을 이용하여 두께 10μm이하인 박막전지를 제조할 수 있다. 이러한 박막 2차전지는 용량이나 구동전압도 단위전지를 직렬 또는 병렬로 연결하여 다중 셀을 형성할 수 있으므로 반도체 집적 회로, 마이크로 센서, 마이크로 엑츄에이터, 등의 자가전원으로 매우 적합하게 응용될 수 있다. 특히 최근에 자기카드의 발전된 형태인 IC카드에 전원으로 사용할 경우 지시계를 탑제하여 카드 판독기 없이 내용을 볼 수 있는 스마트카드의 실현에 큰 도움을 줄 것이다. 고체 전지에 사용되는 여러가지 고체 전해질 재료 중에서 리튬 이온 전도성 고체 전해질은 리튬의 질량이 낮고, 높은 분해 전압을 갖는 특성때문에 관심이 집중되고 있다. 최근에는 높은 이온전도도와 분해전압, 리튬과 반응하지 않는 화학정 안정성 등, 여러가지 장점을 지닌 Li-P-O-N계 전해질이 개발되어 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러나 여러가지 장점에도 불구하고 Li-P-O-N계 박막전해질은 아직까지 체계적인 연구가 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구에서는 Li-P-O-N계 박막 고체전해질의 박막 증착 조건에 따른 구조변화가 리튬 이온전도도에 미치는 영향을 고찰하였고, 그 결과를 토대로하여 박막전지에 사용하기에 적합한 전해질의 증착조건과 조성을 확정하여 V2O5양극을 사용하여 Li | LIPON | V2O5 박막전지를 구성하였다. 제작된 박막전지를 사용하여 전지의 성능을 저하하는 요인을 밝히고 이를 개선하여 고성능 박막 2차전지를 개발하였다.
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
연료전지(fuel cell)는 연료의 산화반응에 의한 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 시스템으로서, 에너지효율면이나 환경면에서 기타의 에너지원에 비해 많은 장점을 지니고 있어 미래의 고효율, 청정에너지원으로서 주목받고 있다. 본 연구실에서는 고체 전해질형 연료전지의 핵심구성요소이며, 연료전지의 효율을 결정하는데 가장 중요한 고체전해질 조성 및 제조공정의 개발에 역점을 두어 왔다. 연료전지용 고체 전해질은 특성에 있어서 높은 이온전도도, 강한 내환원성, 낮은 소결온도 등을 필요로 하는데, 현재 상업화되어 있는 대표적인 조성인 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)의 경우 낮은이온전도도로 인한 높은 작동온도 및 낮은 소결성으로 인한 높은 제조온도의 단점을 지니고 있다. 본 연구실에서는 전해질 내환원성에 대한 평가방법 개발을 통하여 세리아(CeO2)계 전해질의 낮은 내환원성의 단점을 극복하면서 동시에 높은 이온전도도를 가지는 Y-doped ZrO2 - CeO2 전해질조성을 개발하였다. 또한 이 조성들의 실제 응용을 위해 요구되는 소결온도 저하를 위해 침전공정을 개선한 저온 소결공정을 확립하였다.전해질 내환원성에 대한 평가방법 개발을 통하여 세리아(CeO2)계 전해질의 낮은 내환원성의 단점을 극복하면서 동시에 높은 이온전도도를 가지는 Y-doped ZrO2 - CeO2 전해질조성을 개발
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- 한국생산기술연구원
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- 2000-04-11
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재료 > 기타 세라믹재료
고주파 저손실 Mn-Zn Ferrites 의 공정연구와 첨가제 제어를 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 승온시 환원성 분위기 (0.2%)를 유지시킬 경우 oxygen mobility 를 증가시켜 밀도의 증가를 얻을 수 있었으며, 100 kHz 에서 hysteresis loss 감소에 의한 전체 손실감소 효과를 얻을 수 있었다. 2) 저온소결공정을 통하여 미세한 grain size 를 가진 시편의 경우 eddy current loss 가 주도적인 500 kHz 영역에서 낮은 손실값을 나타내었다. 이는 미세구조상에서 grain boundary 숫자의 증가로 비저항값이 증가하여 eddy current에 의한 손실을 감소시켰기 때문이다. 3) 기존의 SiO2-CaO 첨가제 system 에 비하여 Ta2O5 가 첨가되었을 경우 입자가 보다 균일하게 분포하는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한 이 경우 A 값을 낮추어 소결하였을 때 낮은 손실특성을 얻을 수 있었다. Ta2O5를 이용한 3 additive system에 제 4 의 첨가제를 통하 여 손실을 20% 이상 감소시켰다. 이는 주로 hysteresis loss 감소에 기인한 것으로 판단된다. 4) Milling 시간이 증가함에 따라 과대입성장을 이룬 grain의 수가 증가하였으며 소결밀도가 증가하였다. 전자기적 물성은 5 시간동안 milling을 수행한 시편이 가장 우수하였다. 하지만 이러한 경향은 첨가제와 소결온도에 따라 민감하게 변하였다. 이상의 연구를 통하여 100℃ 500kHz 500Gauss 에서 200mW/cc 이하의 손실특성을 갖는 시편을 제작하였다.
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- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
제 1 세부과제 : 고주파 SMPS용 페라이트 소재 및 코아개발 소결공정을 통한 미세구조 제어및 단위공정 연구를 통하여 각각의 공정변수에 따른 손실변화를 연구하였으며, 3성분계 이상의 첨가제가 Power Loss 감소에 미치는 영향을 관찰하여 100℃ 500kHz 500Gauss 하에서 200mW/cc 이하의 손실특성을 갖는 코아를 개발하였다. 또한 페라이트 소결시 소성공정 변화에 따른 전자기적 특성의 변화를 고찰하였다. 제 2 세부과제 : EMI, EMC 페라이트 소재 및 코아개발 Chip형 EMI filter용 저온 소결 페라이트 소재 개발에 관한 연구 결과 EMI 주파수 대역인 1∼1000MHz 범위에서 사용가능한 chip bead ferrite 소재를 개발하여 체계화하고, chip bead의 ferrite/electrode 계면현상을 검토하였다. 또한 tape casting 양산공정에 미치는 인자효과들을 살펴보았으며, 임피던스, 직류저항, 납땜성이 우수한 칩 비드 시작품을 제작하였다. 제 3 세부과제 : Co-roasting 에 의한 Mn-Ferrite 제조 다양한 종류의 원료를 이용하여 복합폐산수용액을 제조하였으며, 각각의 원가와 제조공정등을 고려해 볼때 Ferro Mn 이 가장 경제성이 있는 원료로 판명되었다. 또한 pH 조절법과 응집제등 다양한 방법을 통하여 불순물을 제거하였으며 이로부터 소프트 페라이트의 요구조건을 만족시키는 복합수용액을 제조하였다.
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- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
-자계를 가하면 물체에 변형을 생기게 하는 자성재료를 자기변형재료라 한다. 자기변형재료는 변위량이 적으나 외부의 교류자계 변화에 의해서 비접촉으로 소자에 변위를 생기게 할 수 있으므로, 케이블리스 센서 및 엑추에이터로서 작동시킬 수 있는 특징을 가지고 있다. 특히 초자기변형소자는 압전소자에 비해서 대출력, 대변위를 가지고, 또 단위응력당 질량이 적은 이점이 있다. 따라서, 앞으로 초소형 엑추에이터 및 자기센서로서 이용될 가능성이 크다. 1. 센서용 자기변형재료 : 정밀측정, 생산자동화 및 자동제어 등에 필수요소로 사용되는 계측소자(sensor)는 대부분이 피측정 물리량을 전기적 신호로 변환시키며, 나아가 컴퓨터와 연결하여 주는 매체로서, 모든 측정분야에서 중요한 역할을 한다. 자기변형재료를 이용한 센서의 장점은 그 측정원리가 간단하다. 따라서 신뢰성 및 재현성이 우수하고 가격이 비교적 저렴하다. 특히 우수한 신뢰성 때문에 생산자동화, 자동제어 및 군사용에 많이 사용되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 센서의 동적특성, 선형도 및 크기가 다른 센서에 비하여 우수하지 못하여 응용에 제한을 받아왔다. 이러한 단점을 보강하기 위하여, 최근에 개발된 비정질 자성재료를 사용하여 센서의 특성을 향상시키고 있다. 2. 엑추에이터용 초자기변형재료 : 기존의 자기변형재료(약 40×10-6)보다 훨씬 큰 자기변형값을 가지는 재료를 초자기변형재료라 하는데, 이러한 초자기변형재료는 1960년부터 미국을 중심으로 행한 희토류 자성재료의 연구에 의해 실온에서 10-3 정도의 변위량을 가지는 소재(Tb-Dy-Fe계 합금)가 개발되었다. 그후의 일축결정성장기술 등의 개발에 의해 비교적 작은 자계속에서도 큰 자기변형을 얻을 수 있게 되었다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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일반기술
재료 > 기타 세라믹재료
-칩 인덕터는 최근 통신 시스템의 고주파화로 응용 주파수 대역이 높아짐에 따라, 이동 통신용 송수신 공유기, 휴대용 단말기 RF 전력회로, 무선 수신기 및 무선 LAN용 위성방송 수신기, RF 신호필터, EMI/EMC 대책용 부품 등으로 사용된다. 본 연구실에서는 chip inductor용 페라이트 조성과 제조 공정을 개발하였고, 칩화 구현을 위한 페라이트 그린시트 제조기술과 적층화 기술(적층 온도, 압력 및 열처리 조건) 및 소재의 측정 평가 기술을 보유하고 있다. 일반적으로 자성 특성의 열화없이 칩 인덕터를 고주파화하는 것이 어려우며, 응용 주파수가 높아짐에 따라 손실이 증가한다. 또한 소성시, 내부전극과 페라이트간의 반응으로 칩의 자성특성이 열화되는 것도 빼 놓을 수 없는 문제다. 본 연구실에서는 900℃ 이하에서 이론밀도의 95%이상인 소결밀도를 얻을 수 있는 공정을 개발하였고, 응용 주파수 수-100 MHz, 초투자율 수십-1000, 포화자화 4000 Gauss 이상, 고유저항 109 Ω㎝ 이상을 구현할 수 있는 다양한 페라이트 재질을 개발하였다. 손실 특성을 개선하기 위해 첨가물에 대한 연구를 수행중이며 현재 10 MHz에서 Q가 30 이상인 재질을 개발하였다. 더불어 칩의 내부전극 재질과 페라이트 재질의 개선을 통한 반응 억제 연구와 반응기구에 대한 기초연구를 수행하고 있다
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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재료 > 기타 세라믹재료
연구목표인 Chip형 페라이트 필터의 시작품 제작 및 chip 소형화 연구를 달성하기 위해첫째, 900℃에서 소결이 가능한 NiCuZn계 페라이트 소재를 투자율별로 200, 400, 600, 800의 4개 group으로 구분하여 개발하고 체계화 하였으며, 둘째, 저온 소결용 NiCuZn계 페라이트 분말과 유기물의 혼합조건 변화에 따른 그린시트의 기계적 물성 변화에 대한 연구를 통해 적층성 및 절단성등의 기계적 물성이 우수한 페라이트 그린시트를 제조하였으며, 셋째, 유한 요소법을 이용한 simulation을 통해 내부전극 패턴을설계하고 페라이트 그린시트 위에 설계된 내부전극 패턴의 인쇄조건 및 Viahole filling 조건 선정 실험을 실시하여 최종적으로 임피던스 42 , DC저항 0.06 의 특성을 가지는 3216형의 Chip형 페라이트 필터 시작품을 제조하였다.이러한 연구결과를 바탕으로 Chip형 페라이트 필터용 소재 및 제조방법에 대한 특허를 8건 출원하였다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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재료 > 기타 세라믹재료
자장중 분말사출성형에 의한 HDD용 다극 이방성 Sr-페라이트 소결자석의 제조에 관한 연구를 통하여 다음과 같은 결론을 얻었다.1) PW:CW:HDPE:SA=50:15:30:5 (wt.%)인 다성분계 결합제는 유동성과 성형체의 강도가 우수하였으며, 효과적인 용매추출과 열분해에 의한 결합제제거가 가능하였다. 1.0 m의 평균입도를 갖는 Sr-페라이트의 충전율이 52vol.%인 성형체를 6 kOe의 자장하에서 사출성형할때, Sr-페라이트 자성분말의 방향성은 86%의 최대값을 나타내었다. 2) 자장중 사출성형시 1600 sec-1의 전단속도에서 자성분말/결합제 혼합물의 겉보기점도가 1000 poise이하인 성형체는 4 kOe의 자장에서도 80%이상의 Sr-페라이트 자성분말의 방향성을 나타내었다. 3) n-헵탄에 의한 PW의 추출속도는 에탄올에 의한 PEG의 추출속도보다 약 10배정도 큰 값을 나타내었다. PW와 PEG의 추출율은 용매의 온도, Sr-페라이트의 입도에는 비례하였고, Sr-페라이트의 충전율, PW와 PEG의 분자량 및 첨가량, 그리고 시편의 두께에는 비례하였다. 4) 열분해에 의한 결합제의 제거를 쉽게하는 연속적인 기공은 30wt%이상의 PW또는 PEG를 용매추출로 제거한 후 성형체내에 형성되었으며, 잔류결합제인 CW:HDPE는 1℃/min의 승온속도에서도 결함없이 제거가능하였다. 5) 열분해에 의한 결합제의 제거속도는 Sr-페라이트의 평균입도와 제거된 PW의 양에 비례하였으며, 결합제의 분자량, 시편의 두께 및 Sr-페라이트 충전율에는 반비례하였다. 6) 분말사출성형으로 제조된 이방성 Sr-페라이트 소결자석의 극방향으로의 자성분말의 방향성은 약 85%를 나타내었고, 자기특성은 3.8kG의 잔류자속밀도와 3.4 kOe의 보자력을 나타내었다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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재료 > 기타 세라믹재료
본 연구는 기존 제품의 특성분석을 통해 개발 목표치를 설정하였으며 페라이트 분말과 결합제의 선택, 새로운 Compound의 개발, 자장중 사출성형, 특성분석등의 실험 공정을 통하여 D계 Compound와 4성분계 Compound를 개발하였다. D계 Compound 경우 사출 성형시 인가자장 88kOe 에서 최대 이방화율 85.5%, 사출성형시 인가자장 4kOe에서 최대 이방화울의 96.3%, 수분흡수율 0.864wt%의 본드자석을 제조할수 있었다. 4성분계의 경우 사출성형시 인가자장 8kOe 에서 최대 이방화율 89%, 사출성형시 인가자장 4kOe 에서 최대 이방화율의 98.4%, 수분흡수율 0.092 wt%의 본드자석을 제조할수 있었다. 이로부터 제조한 Magnet Roll의 표면자속 밀도는 750±50 G 로 목표 특성치 내에 들어가는 결과이다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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재료 > 기타 세라믹재료
영구자석의 기본적인 성질은 큰 자속밀도와 큰 보자력을 기본으로 하여 고 에너지적[(BH)max]을 갖는 재료이다. 이러한 재료를 제조하는 방법에 있어서 크게 두가지의 제조방법이 있다. 희토류 자석의 제조 방법 중에 금속원료를 용융합금화하여 그 ingot을 분쇄하는 방법을 사용해 왔다. 이 방법을 일반적으로 용융법이라고 한다. Nd-Fe-B계 자석의 제조는 원료로서 금속Nd, 전해철, FeB를 각각 괴상으로 고주파나 Arc로등에서 중 혹은 진공 중에서 용해하여 ingot을 jaw, 진동 mill 등에 수㎛까지 미분쇄한다. 용융법은 합금의 조성을 용이하게 조정할 수 있는 장점이 있는 반면 높은 온도의 용해단계가 필요로 하고 엄격한 분위기 조절이 필요하며 조분쇄 공정이 있고 원료Cost가 비싸다. 자석분말을 제조하는 다른 방법으로 환워-확산법(Reduction-Diffusion)이 있다. 자석에서는 이 환원-확산법에 의한 제조가 공업적으로 성공을 거두었다. 그러면 환원확산법은 무엇일까 이 방법은 희토류 산화물들 Ca 등의 환원제로 고온에서 환원시켜 다른 원료 분말들과의 사이에서 확산을 시켜 영구자석을 제조하는 방법이다. 환원확산에 의한 CaO의 생성물은 수세처리단계를 거쳐 제거하게 된다. 이 공정에서의 장점은 단 자구 order의 분말이 필요하며 R/D법에 의해 얻는 합금은 수 10㎛ 이하의 분말이어서 조분쇄 단계가 필요 없다. 또한 값비싼 희토류 금속을 이용하지 않고 희토류 산화물이나 희토류 chloride 등을 이용하여 제조단가를 반이상 줄일 수 있는 큰 장점을 가지고 있다.
- 보유기관
- 한국생산기술연구원
- 등록일
- 2000-04-11
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