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원료분말과 금속간화합물 분말로 기계적 합금화한 $Al_3$(${Nb_{1-x}}{Zn_x}$) 합금의 미세구조특성
이광민,이지성,안인섭,Lee, Gwang-Min,Lee, Ji-Seong,An, In-Seop 한국재료학회 2001 한국재료학회지 Vol.11 No.5
본 연구에서는 MA 방법을 사용하여 $Al_3$Nb 금속간화합물의 조성에 Zr을 첨가하여 $Al_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$ 합금분말을 제조한 후 이에 따른 상변화 거동 및 미세구조특성을 분석하였다. MA는Al$_3$(Nb$_{1-x}$ )Zr$_{x}$의 조성으로 Al, Nb, Zr 원료분말과 arc meltinly된 $Al_3$Nb, $Al_3$Zr 금속간화합물 분말을 사용하여 300rpm의 회전속도로 20시간 동안 MA하였다. 이때의 정상상태의 원료분말은 약 4$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 12~18nm의 결정립크기를 가졌으며, arc melting된 분말은 약 2$\mu\textrm{m}$의 평균입도와 약 14nm의 결정립크기를 가지는 분말을 얻을 수 있었다 원료분말과 금속간화합물 분말의 MA 기구는 상이한 거동을 나타내었으며, 분말의 내부변형량은 원료분말이 금속간화합 분말보다 내부변형량이 더 많이 축적되었다. 이는 원료분말의 MA 경우 냉간 압접과 파괴가 반복적으로 진행되었지만 금속간화합물 분말은 취약한 화합물상이어서 냉간압접 보다는 파괴가 지배적으로 진행되었기 때문이다. 원료분말을 MA하였을 경우에는 Al (Nb.Zr)$_2$상이 형성되었으나 금속간화합물 분말로 MA하였을 경우에는 3원계 화합물상이나 비정질상으로 상변태 되지 않고 단지 두 합금상이 분쇄되어 나노복합화 되었다. 후속 열처리에 의해 원료분말인 경우에는 $Al_3$(Nb.Zr)의 화합물상이 쉽게 형성되었으나, 금속간화합물 분말의 경우에는 새로운 상 생성은 얼었고 단지 열처리 전의 분말내부에 쌓여있던 내부변형에너지가 약 60% 정도 감소하였다. The present study was carried out to investigate the effect of zirconium addition to $Al_3$Nb intermetallic on the crystal structural modification and microstructural characterization of $Al_3$Nb intermetallic. Elemental Al, Nb, Zr powders and arc melted $Al_3$Nb and $Al_3$Zr intermetallic mixed powders were used as starting materials. MA was carried out in an attritor rotated with 300 rpm for 20 hours. The behavior of MA between two starting materials was some-what different in which the value of internal strain of the elemental powders was higher than that of the intermetallic powder. The intermetallic powder was much more disintegrated during the MA processing. In the case of the elemental powders, AlNb$_2$ phase were transformed to Al(Nb.Zr)$_2$ as a result of ternary addition of Zr element. With the successive heat treatment at 873K for 2 hours, the Al(Nb.Zr)$_2$ phase was transformed to more stable $Al_3$(Nb.Zr) phase. This transformation was clearly confirmed by the identification of X-ray peak position shift. On the other hand, in the carte of the intermetallic powder, there was no evidence of phase transformation to other ternary intermetallic compounds or amorphous phases, even in the case of additional heat treatment. However, nano-sized intermetallic with $Al_3$Nb and $Al_3$Zr were just well distributed instead of phase transformation.
CuO 첨가된 저온소결 (Na,K,Li)(Nb,Sb,Ta)O3계 세라믹스의 압전 및 유전 특성
이광민,류주현,이지영 한국전기전자재료학회 2015 전기전자재료학회논문지 Vol.28 No.4
In this paper, in order to develop outstanding Pb-free piezoelectric composition ceramics, the(Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08Ta0.037)O3 + 0.3 wt%Bi2O3 + 0.4 wt%Fe2O3 + x wt%CuO (x= 0∼0.8wt%)(abbreviated as NKL-NST) lead-free piezoelectric ceramics have been synthesized using the ordinary solid statereaction method. The effects of CuO-doping on the structure and electrical properties of the NKL-NST ceramicswere systematically studied. The results show that the ceramics exhibit a pure perovskite structure withorthorhombic phase at room temperature, and secondary phase was found in the ceramics. The 0.4 wt%CuO addedceramics sintered at 950℃ showed the optimum properties of piezoelectric constant(d33), planar piezoelectriccoupling coefficient(kp) and mechanical quality factor(Qm) : d33= 213 [pC/N], kp= 0.43, Qm= 423,respectively. 본 연구에서는 우수한 압전 및 유전 특성을 갖고 저온 소결 가능한 무연 압전 세라믹스를 개발하기 위해 (Na0.525K0.443Li0.037)(Nb0.883Sb0.08Ta0.037)O3+0.3 wt%Bi2O3 + 0.4 wt% Fe2O3 + x wt%CuO 조성에 CuO 첨가량의 변화에 따른 NKL-NST 세라믹스의 미세구조, 상구조, 그리고 압전 및 유전 특성에 미치는 영향에 대하여 조사한 결과 CuO가 첨가되지 않은 시편의 XRD 회절 패턴에서 CuO가 0.6 wt% 이상 첨가함에 따라 2차상을 나타내었고 모든 패턴에서 (202)/(020) 피크를 보이는 사방정계(orthorhombic phase)을 나타내었다. CuO를 첨가함에 따라 치밀한 미세구조를 얻었으며, 그레인 크기는 점차 증가하였다. CuO가 0.4 wt% 첨가된 조성에서 압전상수 (d33), 전기기계결합계수(kp), 기계적품질계수 (Qm), 유전상수, (εr) 그리고 잔류분극 (Pr)과 항전계 (Ec)는 213 [pC/N], 0.43, 423, 765, 15.86 μC/cm2, 9.3 kV/cm로 최적의 값을 나타내었다.
이광민,정우남,양상선,K. Niihara 한국분말야금학회 2002 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.9 No.1
In the present study of IGC (Inert Gas Condensation) evaporation-condensation processing study, the effects of IGC convection gas on the crystallographic structure, size and shape of tin oxide nanoparticles were investigated. In addition, the phase transformation of tin oxide nanoparticles was studied after heat treatment. IGC processing was conducted at 1000℃ for 1 hr. The mixture gas of oxygen and helium was used as a convection gas. Metastable tetragonal SnO nanoparticles were obtained at a lower convection gas pressure, whereas amorphous tin oxide nanoparticles were obtained at a higher one. The formation of amorphous phase could be explained by the rapid quenching of the vaporized atoms. The resultant nanoparticles size was about 10 nm with a rounded shape. The tin oxide nanoparticles prepared by IGC were almost transformed to the stable tetragonal SnO₂ after heat treatment.
이광민,김진천,이재성,김영립 한국분말야금학회 2004 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.11 No.2
1980년대 후반부터 집중적으로 연구되어온 기계적 합금화 공정 기술은 이제 단순화합물 조성의 합금화공정 뿐 만아니라 기계화학적(Mechanochemical) 방법으로까지 진보되어 다양한 시스템으로의 응용기술로까지 발전하게 되었다 더욱이 최근 나노기술의 한고상 제조기술로서도 역할을 하게 되는 기계적 합금화 공정 기술은 21세기에 있어서도 본문에서 연급한 바와 같은 고온용 고장도 Al 합금제조 외에도 나노결정립 분말, 자성재료, 에너지전환/저장기능재료, 준결정상제어 분야로서의 무한한 응용 가능성을 기대해 볼 수 있다.
기계적 합금화에 의해 제조된 AS-Ti합금의 고온압축성질
이광민 한국분말야금학회 1998 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.5 No.2
The elevated temperature compressive tests were carried out in order to investigate the deformation behavior and microstructural characteristics of Al-8%Ti, Al-12%Ti and Al-16%Ti (wt%) alloys, which were mechanically alloyed and consolidated by vacuum hot pressing, A13Ti intermetallic phases were formed with sizes of few hundred nanometers in the mechanically alloyed Al-Ti alloys. The compressive strength of mechanically alloyed AA-Ti alloys increased with decroasing the temperature and with increasing the strain rate. The strain rate sensitivities of Al-8%Ti, Al-12%Ti and Al-16%Ti alloys were measured 0.02,0.03, and 0.14, respectively, at 35$0^{\circ}C$.