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Al-Si합금

재료공학실험VIIAl-Si합금에 대하여1. 알루미늄 합금알루미늄 합금은 용융점이 비교적 낮아 재용해가 비교적 용이하고 무게가 가벼우며 열용량 이 커서 주조성이 양호하여 사형, 금형 및 다이캐스팅 등의 주조법을 이용하여 자동차엔진, 전기기기, 기타 각종 부품등의 대량 생산품으로부터 수공업적 미술품에 이르기 까지 광범위 한 분야에 사용되어 지고 있다.알루미늄 합금 주물의 제조 방식으로서 많은 주조방법이 개발되어 졌으며 각각 특색이 있 으므로 사용목적에 따라, 제품 형상, 소요 수량, 품질 수준 등의 요구 특성과 경제성에 따라 최적의 합금과 주조법을 선택하여야 할 것이다.주물용 알루미늄 합금은 크게 Al-Cu계, Al-Mg계의 3대 2원계 합금에 Cu, Si, Mg 및 Ni 등이 단독 혹은 복합적으로 첨가된 3월 및 4원계 합금으로 되어 있다. 이들 합금은 JIS규격 에 의하면 사형, 금형 주조용 합금 및 다이캐스팅 합금으로 크게 구분되어져 있다.알루미늄 합금의 주조 방법으로는 사형 주조법, 금형 주조법 및 다이캐스팅법이 가장 많이 이용되는 주조법이며 이중 다이캐스팅법이 대량 생산등의 잇점이 있어 가장 보편화된 주조 방법이라 할 수 있다. 최근에는 응고시 압력을 가하는 용탕 단조법, 반용융상태에서 가공을 하는 반용융 응고 가공법등이 새롭게 개발되어 지고 있다.2. 알루미늄 합금의 종류알루미늄 합금의 경우 다양한 분류방법이 존재하나 가공방법에 따라 크게 단련용 합금(Wrought Alloy)과 주조용 합금(Casting Alloy)으로 분류할 수 있으며 각각은 열처리 형태에 따라서 열처리를 하는 합금과 하지 않는 합금 으로 분류된다. 단련용 합금은 압출(Extrusion), 압연(Rolling), 단조(Forging)등의 가공에 사용되는 합금이며 주조용 합금은 사형주조(Sand Casting), 다이캐스팅(Die Casting) 등에 사용되는 합금이다.가장 일반적으로 알루미늄 합금의 분류는 아래 도표와 같다.(1)주조용 알루미늄 합금주조용 알루미늄 합금을 나타내는 기도는 4자리 숫자 앞에 일련문자를 사용한다. 실험용 합금에 문자 “X”를 사용한다. 그러나 알루미늄 주조합금은 보통 세 자리 숫자만을 사용하기도 한다.예) 201.0 851.0 A380.0 C355.0또한 ASTM에서는 사형주물과 다이캐스팅 및 Permanent Mold Casting에 따라 사용되는 합금의 규격을 분리하고 있다.JIS와 KS에서는 Al주조합금은 저압주조를 포함, 주형과 주조법을 구분하지 않고 AC1 부터 AC9까지 9종, 총 17종류로 분류하고 있다.일반적으로 주조용 합금은 강도, 연성 및 내식성과 같은 성질과 더불어 유동성(fluidity) 및 주입성 (feeding ability) 같은 주조특성도 함께 지니도록 개발되었다. 따라서 그 화학조성은 단련 Al합금과는 대단히 다르다.주 합금 첨가원소별로 구분하면 크게 Al-Cu계, Al-Si계, Al-Mg계로 구분할 수 있으며 기타 미량의 첨가원소를 더하여 아래와 표와 같은 형태의 세부분류가 가능하다.다이캐스팅 주물의 경우 1990년 JIS의 개정에 의해 기존에 3종이 추가된 총 9종의 합금이 등록되어 있다. 각각의 합금을 나타내기 위해 앞에 “AD”라는 기호가 붙으며 제품과 지금(地金)과 제품을 구분하기 위해 제품의 경우 “C”를 추가하고 뒤에 합금 구분을 위한 숫자(1 - 14)가 첨부되며 최종적으로 재생 알루미늄을 사용한 것인지, 아니면 신지금(新地金)인지를 구분하기 위해 “.1” 또는 “.2”를 첨부한다.예) AD1.1, ADC1.1, ADC10.2, AD14.2(2) 단련용 알루미늄 합금압출, 압연, 단조 등의 가공공정에 사용되는 합금을 말하며 국제적으로 등록된 합금의 수또한 500여 개에 이르고 있다. 이들 합금을 나타내는 기호는 국가 및 기관에 따라 다양하지만 한국, 일본을 비롯한 대부분의 국가에서 미국의 AA (Aluminum Association)의 분류법이 일반적으로 사용되고 있다. 분류기호는 4자리의 숫자가 사용되고 경우에 따라서 뒷자리에 “A”자가 첨부되기도 한다. 왼편에서전기재료나 식료품 용기등에 사용되지만 강도가 높지 않아 구조용 재료로는 적합하지 않다. 합금기호 중 둘째자리는 불순물 한계 내에서의 합금 수정사항을 나타내고 나머지 두자리는 불순물 조절시 알루미늄의 순도를 나타내고 있다. 예를 들면 1130의 경우 알루미늄의 순도가 99.30%임을 의미한다. 대표적인 합금으로는 1100, 1050, 1080 등이 있다.2) 2000계 합금(Al-CU계 합금)구리(Cu)가 주 합금 원소로 첨가되는 열처리형 합금으로 시효방법으로는 자연시효가 주로 사용된다. 다른 알루미늄 합금에 비해 강도와 기계가공성이 우수하나 내식성, 용접성 및 압출성이 좋지 않다. (아크나 가스용접등은 많이 사용되지 않음) 일부 합금은 내식성 향상을 위해 표면에 순알루미늄을 얇게 피복(Cladding)하여 사용되기도 한다. 주로 항공기 소재나 구조용 재료로 사용되고 있으며 듀랄루민, 초듀랄루민이라고 불려지는 2017, 2024가 대표적인 것으로 사용 역사가 깊다.3) 3000계 합금(Al-Mn합금)망간(Mn)이 주 합금 첨가원소이며 작은 망간 입자가 합금 내부에 골고루 분산되어 재료를 강화시키며 강도는 높지 않은 편이다. 1000계와 유사한 특징을 갖고 있지만 강도가 높고 성형성, 용접 및 브레이징 특성이 뛰어나 인발관이나 열교환기등에 주로 사용된다. 대표적인 합금으로는 3003, 3004, 3105,등이다.4) 4000계 합금(Al-Si계 합금)실리콘(Si)이 주 합금 첨가원소로 7~12% 고실리콘 합금이다. 가공용으로는 적합하지 않고 용융온도가 낮고 유동성이 좋아 주로 용접 와이어로 사용된다. 이며 을 첨가한 재료는 양극 산화 후 회색으로 발색하기 때문에 자연 발색 합금으로 카텐-월등으로도 일부 이용되기도 한다. 대표적인 합금으로는 4032등이 있다. 4032는 Si를 첨가함으로써 열팽창율을 억제하고 내마모성을 개선한 것으로 미량의 Cu, Ni, Mg 등을 더 첨가하면 내열성을 향상시키고 단조 피스톤재료로 사용된다. 4043은 용융 온도 가 낮아 용접와이어 주로 판재(Sheet, Plate)로 가공되며 압출의 경우 Mg가 1%를 넘을 경우 낮은 압출속도에서 작업을 수행해야 한다. 대표적인 합금으로는 5052, 5083, 5005, 5086등이 있다.6) 6000계 합금(Al-Mg-Si계 합금)알루미늄 합금 중 가장 경제적이고 활용도가 높은 열처리형 합금으로 주 합금첨가 원소는 마그네슘과 실리콘이며 (이두 원소의 합이 0.3 - 1.2%정도임) 기계적 특성 및 내식성향상을 위해 Cu, mg, Mn등을 소량 첨가하기도 한다. 현재 전세계에서 생산되는 압출재의 80%이상이 이 계열의 합금일 정도로 압출성이 아주 우수하며 다양한 표면처리 (아노다이징, 크로메이팅, 페인팅, 도금등)가 가능하며 저합금 계열에서는 우수한 내식성을 나타낸다. 또한 용접성, 기계 가공성 및 고온 특성 또한 우수하다. 구조용재에 사용되는 6000계열의 합금은 주로 T6열처리 (용체화처리-인공시효)를 수행한다 대표적인 합금으로는 6061, 6063, 6005등이 있으며 6061의 경우 중강도(medium strength)를 얻을 수 있으며 선박, 차량 및 육상 구조물등에 이용한다. 6063은 내식성, 표면처리성이 좋아 건축용 샷시, 가전제품, 가구 등에 사용된다.7) 7000계 합금(Al-Zn-Mg계 합금)알루미늄 합금중에서 가장 높은 강도를 갖고 있으며 주 합금원소에 따라 Al-Zn-Mg-Cu계 합금과 Cu를 포함하지 않은 Al-Zn-Mg계로 크게 분류할 수 있다. Cu가 첨가되지 않은 합금의 경우 용접재로도 사용되며 6000계 합금보다 약간 강하다. 최대 강도를 얻기 위해 일반적으로 T6열처리를 하며 1개월정도의 상온시효로도 상당한 강도를 얻을 수 있기 때문에 용접후 강도가 시간에 지남에 따라 향상된다. Cu가 첨가된 합금의 경우 연강(Mild Steel)보다도 강하나 용접성이 좋지않아 주로 Spot Welding등이 사용되고, 압출성 또한 좋지 않아 6000계 합금(6063)때 생산성이 1/5 - 1/6정도 밖에 되지 않는다. 주로 수송기기℃에서 용탕량의 0.05-0.1%w정도의 Na을 Al박에 싸서 삽입한다. 최근 공정점 이상의 Si이 함유된 과공정 Al-Si합금이 열팽창계수가 적고 내마모성이 우수 하기 때문에 널리 사용하게 되었다. 그러나 과공정 Si에서는 초정 Si을 미세화 시키기 위하 여 P 즉 P₂Cl5, 8-15% Cu-P의 모합금 및 Mn₃P등과 같은 인화물을 첨가한다.(10~13%Si)Al-Si합금은 Al에 대한 Si의 용해도가 매우 적어 비시효 경화성을 나타내므로 열처리(시효)에 의한 강도 상승의 효과는 기대할 수 없다. 상용 Al-합금은 20%까지 Si을 함유하고, 공정점은 12.6%Si, 577℃이다.Al-Si합금은 주조성이 대단히 우수하며, 특히 공정점에 가까운 조성이 되면 열간취성이 제거되고, 유동성과 용접성이 우수하여 주로 두꺼운 대형 주물이나 형상이 복잡한 주물에 많이 사용된다. 이밖에도 SiO2·xH2O 형태의 표면 보호막이 형성되어 순수한 Al보다 우수한 내식성을 갖는다.Si는 Al에 있어서 가잘 효능이 있는 원소이나, 공정 부근의 합금을 서냉(사형주물) 하면 초정으로 정출된 판상 또는 침상의 Si이 조대하게 석출되어 강도나 인성을 해치게 된다. 그러나 용탕 온도 720~780℃의 융체에 약 0.05~0.1%Na를(금속Na이나 N염의 형태) 첨가하여 개량처리하면 Na이 핵생성 작용을 일으켜 판상 및 침상의 공정 Si을 미세하고 구형으로 변화시켜 강도 및 연신율이 상승한다. Na의 첨가로 공정 온도는 577℃에서 564℃로 내려가고, 공정 조성은 11.7%에서 14%Si으로 이동하기 때문에 14%Si를 함유한 과공정 합금이 개량 처리 후에는 공정 합금처럼 응고한다.한편 너무 정은 양의 Na을 첨가하면 개량 처리가 부분적으로 이루어지며, 반대로 Na양이 과다하면 조직은 과 개량되어 Si이 서로 뭉쳐 다시 조대한 입자를 형성한다. 개량 처리시 Na의 첨가량은 Mg이 많을수록 적게 하고 Si%가 많을수록 많게 한다. 다이캐스팅 시에는 용탕이 급랭되기 때문에 Si도 과냉하므.

공학/기술| 2008.11.05| 11페이지| 2,000원| 조회(4,920)

Al-Si합금, 상태도, 조직사진, 과공정, 아공정

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내식용 자동차 강판 공정 설계

1. 적절한 코팅재료를 선택한다.선택 재료 - Al-전성, 연성이 풍부함.-열, 전기의 전도성이 우수하다-공기 중에 방치하면 산화물의 박막을 생성해서 광택을 잃는다.-스스로 산화피막을 형성하여 부식을 막는다.(부동태피막)-내식성이 강하다.-인체에 해가 없어 식품공업, 식기류 등에 이용된다.*자동차용 강판의 요구되는 제품특성*:고강도 및 고가공성, 우수한 피로특성, 용접성 및 내식성, 경량화, 충돌 안전성, 환경친화성 등이 요구되고 있다. 이 중에서도 고강도화는 향후 자동차의 경량화와 더불어 안전성을 동시에 확보하기 위해 매우 필요한 기술이다.먼저 경량화는 환경오염 방지 측면에서 전 세계적으로 요구되는 자동차 연비 증가를 위한 필수적인 항목이다. 경량화를 이루기 위해서는 강판의 두께를 감소시키는 것이 필요하나 이렇게 되면 안전성이 나빠지게 되므로, 이를 해결하기 위한 방안으로는 강판의 강도를 높이는 것이다. 즉, 강판의 두께가 감소되어도 강판의 강도를 증가시키면 동등한 수준의 차체 강성을 유지시킬 수 있기 때문이다.가공성은 강판을 차체로 가공하는 자동차 제작 공정의 생산성을 높여주는 데 중요한 항목이다. 자동차 디자인이 다양화되고 공기저항을 감소시키기 위해 유선형화 되어 가는 추세에 따라 차체를 만들기 위한 강판 가공 수준은 점점 심해지고 있다. 따라서 많은 가공이 되어도 강판에 균열이 발생하지 않도록 연성이 높은 강판이나, 표면에 특수한 처리를 해줌으로써 윤활성을 높인 강판이 개발되어 사용되고 있다. 또한 자동차 외판의 경우 다양한 외부 압력에 노출되기 때문에 강도가 낮은 경우 쉽게 변형되는 문제가 발생하게 된다. 따라서 차체를 성형할 때는 강도가 낮아 가공이 잘되고, 일단 성형이 된 후에는 자동차 도장 공정을 거치면서 받는 열에 의해 강도가 증가하여, 자동차가 최종 완성된 이후에는 높은 강도를 갖게 되는 강판에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다.자동차용 강재로 요구되는 또 다른 특성으로는 내구성이 있으며, 대표적으로 내식성을 들 수 있다. 북미와 같이 눈이 많이 오는 지역에는 제설용으로 많은 양의 염화칼슘을 사용하게 되는데, 이 염화칼슘은 강판을 매우 잘 부식 시키는 물질이다. 이러한 지역에서 운행되는 자동차는 차체 부식에 의해 내구성 및 안전성을 저해하기 때문에, 자동차용 강판은 이에 대응하기 위해 다양한 표면처리를 실시하고 있으며, 자동차 차체의 표면처리 강판 적용 비율은 계속적으로 증가하고 있는 추세이다. 그러나 통상 표면처리 강판은 일반 강판 대비 가격이 높기 때문에 저가의 고내식성 표면처리 강판을 개발하기 위한 연구가 지속되고 있는 실정이다.다음은 자동차 안전성, 특히 충돌 안전성에 관한 것으로, 자동차용 강판은 자동차가 사고에 의해 충돌했을 때 승객의 안전성을 확보하기 위하여 구조재 및 샷시에 적용하기 위한 고속 충돌성이 우수한 고강도 강판을 지속적으로 개발하고 있다.마지막으로는 환경친화성에 관한 것으로 전 세계적으로 지구 환경 보호 및 인체에 유해한 물질에 규제가 지속적으로 강화되고 있는 실정이다. 이에 맞추어 철강사는 인체에 유해한 원소인 납과 크롬을 첨가하지 않은 강판을 개발하는 데 많은 노력을 기울이고 있으며, 특히 POSCO에서는 납이 들어가지 않고 성능이 우수하면서도 가격이 저렴한 연료탱크용 강판을 개발하여, 유해물질 규제에 대응해야 하는 자동차사로부터 좋은 호응을 얻고 있다. 또한 기후 환경 보호 측면에서 차체 경량화와 이를 통한 자동차 배기가스 저감을 위해 고강도 강판 개발에도 많은 노력을 기울이고 있다.2. 코팅방법을 설계한다.용융도금법(hot dip coating method): 모체 금속을 용융 금속 속에 침지시켜 도체 금속의 표면에 얇은 금속 피복을 만드는 도금법, 도금욕에는 용융점이 비교적 낮은 금속이 이용되며, 공업적으로는 아연, 주석, 납, 알루미늄 등이 사용된다.1.탈지(유지물 제거) -?DEGREASING유지의 부착이 많은 피도금물은 산세 전에 탈지해야 한다.2. 수세탈지작업 후 피도금물에 묻어 있는 이물질 제거3.산세(녹 제거) - PICKLING피도금물은 녹이나 흑피 스케일 등의 제거를 위해 염산이나 황산을 사용하며, 좋은 도금을 원할 경우 염산을 택하는 것이 좋다. 이때 염산의 농도는 15%~20%의 것을 사용한다. 과잉산세작업을 하면 탄 것 같은 스맛트 현상이 생기기도 한다.4.수세피도금물의 표면에 부착되어 있는 산액 및 철염의 세정과 산세 중에 흡장한 수소를 제거하기 위해서 행하며 유수 중에 224시간 정도 침적하는 것이 좋다.5.Flux플럭스 사용의 목적⑴철 표면으로부터 모든 불순물 제거⑵강재를 침적하는 부분의 표면에 산화물 제거⑶강재에 붙어 있는 수분의 제거6.용융도금Flux 처리된 피도금물을 440℃~520℃의 용탕에 침적시켜 합금층을 형성한다.7.냉각8.검사(측정시험) 및 후처리 - TESTTING검사를 통하여 불량품을 재도금 실시하고 후 처리를 통하여 완제품을 생산한다.3. 코팅 후 가공성 증대를 위한 열처리 공정을 설계한다.금속과 철간의 상태도를 제시하고 열처리시 발생가능한 상을 설명하고, 문헌조사를 토대로 상의 물성을 제시하여 프레스 가공시에 요구되는 연성를 충분히 가지고 있는지 설명한다.열처리 온도, 시간에 따는 발생 상의 조성, 특성을 고려하여 열처리 공정을 설계한다.Fe-Al 상태도알루미늄합금은 비중이 철의 35%에 불과하고, 기계적 성질이 매우 우수하여 일찍이 항공기를 비롯한 수송기계의 경량구조재료로 가장 널리 사용되어 왔다. 특히 재료의 재활용률이 90% 이상 되어 환경정화에도 크게 기여하고 있다.엔진부품용 알루미늄 합금알루미늄 합금은 차체용 뿐 아니라 엔진용 부품소재 등으로 많이 이용되고 있다. 특히 탄화규소 섬유나 알루미나 섬유를 알루미늄 합금과 혼합하여 부품을 더욱 가볍게 하면서 강도와 인성을 크게 향상시킨 복합재료가 차세대의 신소재로서 개발되어 실용화되고 있다.알루미늄 합금이 엔진기계부품 소재로 각광을 받고있는 것은 가볍고 내식성이 우수하면서도, 가공변형과 주조가 용이할 뿐 아니라, 열전도성이 양호하기 때문이다. 대표적인 사용부품을 들면, 에어콘용 공기압축기·베어링·라디에터·밸브·연결봉·피스톤·실린더블럭 등 많은 부품이 있다. 흥미있는 예로서, 알루미늄 재료를 가장 많이 채택한 차로는 120kg의 알루미늄 합금부품을 사용한 미국의 크라이슬러사에서 제작한 V-10엔진의 예를 들 수 있다.

공학/기술| 2008.11.05| 4페이지| 1,000원| 조회(388)

내식성, 내식용강판, 알루미늄도금, 자동차용 강판

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내식용자동차강판공정설계

내식용 자동차 공정 설계차 례코팅재료 선택 코팅 방법 열처리 연구동향코팅재료 선택 : AlAl 성질 및 용도1.원소기호: Al 2.원자번호: 13 3.원자량: 26 4.녹는점: 660℃- 전성, 연성이 풍부함. - 열, 전기의 전도성이 우수하다 - 공기 중에 방치하면 산화물의 박막을 생성 광택을 잃는다. -스스로 산화피막을 형성하여 부식을 막는다.(부동태피막) -내식성이 강하다. -인체에 해가 없어 식품공업, 식기류 등에 이용된다.(알루미늄성질 및 용도)코팅 방법용융알루미늄 도금법-알루미늄이 산소와 강한 친화력이 있어 공기중에서 치밀한 산화막으로피복됨. (강한 내식성을 발휘) -1939년 미국 Armco사에 의해 처음 시작됨. -Type 1 : 내열가공용(Si 5~10% 도금욕에 첨가) -Type 2 : 내식용(순수 알루미늄으로 도금)코팅 방법기본기술1. 순수Al 용탕에 철강재를 침적시켜 내후, 내식, 내열성을 강화시키는 검증된 기술 2. 단층형 피막이 아닌 3개의 도금층으로 구성 - 1층: 산화 알루미늄피막(부동태피막; Al2O3) - 2층: 순수 알루미늄층 - 3층: 알루미늄 – 철합금층 3. 합금조직형성으로 박리 가능성 희박. 4. 일관공정으로 안정된 품질확보, 대량처리 가능 복잡한 형상처리 가능, 기후조건에 영향받지 않음.코팅 방법단면조직- Al희생양극작용으로 도금피막 일부 손상 시 보호가능 – 합금층의 경도향상으로 마모, 긁힘 등에 강함 – 타코팅은 단층피막이나 알루미늄도금은 설상조직의 복합피막임.Pure AlAl2O3Fe-Al alloyBase metal: 내후, 내해수, 내열성우수: 내식, 내해수성우수: 내후, 내해수, 내열성 내마모성 우수공정도검사 : 도금 불량요인 확인 후 조치 - 표면상태 : 페인트 / 코팅여부 판단 - 도금 가능 구조입 고표면처리코팅 및 페인팅 : 소둔처리, 숏트블라스트 표면 무처리 제품 : 도금작업 진행공정도관리: PH 관리1회/일 (PH : 3-5)가능구조산 세수 세녹, 산화scale 제거 염산(10~25%) 실온, 10~20분간침적관리: 농도관리1회/일산성분 및 오염물제거 실온, 침적인양 2회이상 반복공정도관리: 농도/온도관리1회/일 (20-25%)플 럭 스도 금관리: 온도관리, 침적시간관리도금촉매제, 철염제거 NH4F, NaF, KCl 혼합 80~90℃, 3~5분침적순수알루미늄 690℃±10℃,10~15분침적 용융염플럭스첨가 (Na3AlF6, KCl, AlF, KF, BaF, NaCl, NaF)공정도관리: 농도관리1회/일질산처리수 세관리: PH 관리1회/일 (PH : 5.8-8.5)용융염플럭스 제거 질산(4~6%) 실온, 3~5분침적표면질산성분제거 실온 침적인양2회이상반복공정도관리: 도막게이지측정70㎛이상 PIECE 관리(LIST 실물확인)후처리 및 검사출고대기도금두께 및외관검사 합격품에 대해 출고준비조건 온도: 35℃ 농도: 5%NaCl해수조건 농도: 3.5%NaCl용융아연도금강재의 염수분무시험1,500시간 경과후표면상태용융알루미늄도금강재의 염수분무시험7,000시간 ( 약10개월) 경과후표면상태내식성공통시험재료해수전침지종 류합 금평균침식 깊이(㎛)정상부식속도 (㎛/year)공식깊이최대(mm)알루미늄1100 (pure Al)260.80.84열처리열처리 목적①금속재료로서 필요한 성질개선 강도,경도,인성,연성등의기계적성질개선 내마멸성 개선과 내식성의 향상 변형의 방지(잔류응력, 조직변화 등) ②재료의가공성개선 피삭성의 개선 소성가공성의향상 ③제조공정으로서의 열처리 흑연화풀림과 응력제거풀림 표면처리(화학처리: 시멘테이션) 분말야금의 소결처리와 자성재료 등의 열처리①노멀라이징(Normalizing)-주조나 단조후의 편석과 잔류응력 등을 제거하고 균질화를 위한 열처리 ②풀림(annealing)- 금속재료의 연화를 위한 열처리 ③담금질(quenching)- 금속재료의 경화를 위한 열처리 ④뜨임(tempering)- 담금질 후 강인성을 주기위한 열처리 ⑤표면경화(surfacehardening)- 표면은 내마멸성이 높고, 중심부는 내충격성이 큰 이중조직을 가지게하는 열처리열처리 종류열처리 가능 온도=400~660℃ 열처리 시 발생되는 상 = Fe-Al금속간 화합물Fe-Al 상태도 (열처리시 발생되는 상)열처리Fe2Al5, FeAl3의 형성 가능성이 높다연구동향철강에 도전하는 알루미늄 합금기계적 성질이 매우 우수하여 경량구조재료로 가장 널리 사용90% 이상의 재활용률로 환경정화에도 크게 기여강도와 인성을 크게 향상시킨 복합재료가 차세대의 신소재로서 개발되어 실용화알루미늄-리튬 합금을 자동차 소재로 응용하려는 연구가 활발히 진행http://download.dbpia.co.kr/cView_institute.asp?arid=847437 lid=1603 uid={nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.11.05| 16페이지| 1,500원| 조회(300)

자동차, 강판, 내식용강판, 알루미늄도금

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표면처리인 도금법에 대하여

□ 갈바나이징(galvanizing) : 철강의 내식성을 향상시키기 위하여 용융아연욕에 담가 표면을 아연으로 도금하는것을 말한다. --> 아연도금□ 건식도금 (dry plating) : 습식도금에 대비되는 도금방법, 광의로는 용융도금 용사, 기상도금 등을 가리키는데, 일반적으로는 협의로 기상 도금만을 지칭하는 경우가 많다. 기상도금이란 진공 내에서 금속이나 화합물을 증착시켜 석출시키는 것으로 대별해서 CVD(화학 증착)와 PVD(물리 증착)로 나누어진다. 기상 도금의 특징은 수용액 중에서는 전착할 수 없는 Al , Ti등을 포함해서 대부분의 금속 및 금속 화합물의 석출이 가능한 점이다.□ 광택 도금 (bright electro-plating) : 최근의 도금 기술은 그 발전이 눈부신데 광택이 좋도록 마무리하는 도금을 총칭해서 광택 도금이라고 한다. => 0□ 녹착색법(철강의) : 철강의 착색 방법의 하나 황산동 20g, 황산철 50g, 염화 안티몬 30g, 초산 15g, 감초석정 10g 물 1ℓ로 조제한 약액을 청정한 철강 제품의 표면에 도포하고, 실내에 하룻밤 장치해서 발청시킨 후 끓는 물속에 담그면 흑색 피막이 얻어진다. 이 방법을 원하는 색조를 얻을 때까지 반복한다. 녹착색법은 최근에 알칼리산화 흑색 착색이 행해지게 되고 나서 부분적 착색이나 대형인 것에만 이용되는 데에 그치고 있다.□ 니켈도금 (nickel plating) : 니켈을 양극으로 해서 하는 전기 도금외에 화학 도금이 있다. 용액으로서는 초산 니켈, 염화 니켈 유산 니켈 암몬이 있는데 유산 니켈이 가장 많이 이용되고있다 니켈 도금은 철강 동합금 및 다이캐스트 제품의 방식이나 장식을 목적으로 널리 이용되며, 그 변색을 막기 위해서 그 위에 얇게 크롬 도금을 하는 경우가 많다.□ 동도금 (copper plating) : 동은 공기중에서 변색하기 쉽지만 열 및 전기전도가 양호하고 연하며 연마하기 쉬운 이점이 있다. 그래서 철강상에 동합금, 아연다이캐스트, 알루미늄프라스틱 및 기타 소지금속상의 하지도금과 장식용하지도금 전주용기계부품, 침탄방지용. 착색용 등에 널리 이용된다. 동도금강판을 크게 분류하면 산성액과 알칼리액으로 구분되어지며 산성액으로 황산동도금액이 주로 사용된다. 시안화동도금액은 1가 이온으로서 1암페어에 2.372g의 동을 석출시키며 황산동도금액은 2가 이온으로서 1암페어에 1.186g의 동을 석출시킨다.□ 배럴 도금 (barrel plating) : 배럴(통)안에 대상물을 넣고 회전 시키면서 도금을 하는 것, 회전 도금이라고도 부른다.□ 배럴 연마( barrel polishing) : 철강 제품을 철재나 목재 통(barrel)에 놓고 장시간 회전시켜 연마하는 공연마를 개량한 것으로, 마찰력이 큰 메디어라 불리는 연마제에 물과 계면활성제, 산 , 알카리 등의 콤파운드라고 불리는 첨가를 사용해서 정밀한 연마를 한다.□ 복층도금 (multi layer plating) : 다른 금속을 2층이나 3층 이상으로 겹쳐 쌓아서 도금할 경우와 동일 금속으로 다른 성질의 도금 피막을 2층 혹은 3층 이상으로 겹쳐 쌓아서 도금하는 경우가 있다. 전자의 제법으로서는 바탕 금속 위에 순서대로 다른 금속을 전기 도금하는 방법과 바탕 금속위에 전기 도금이나 화학도금하고 나서 다른 금속을 그 위에 화학 도금하는 방법이 있다. 후자의 제법으로서는 동일 금속으로 무광택 도금과 광택 도금을 겹쳐 쌓아서 하는 방법 등이 있다.□ 복합도금 (composite plating ) : 분산 도금이라고도 불리며 보통이 전기 피막 혹은 화학도금 피막안에 고체 미립자를 균일하게 분산시킨 것이다. 제법으로서는 보통 전기 도금이나 화학도금의 욕 안에 0.01-10% 정도의 화학적으로 불활성인 고체 미립자를 현탁시키는 것에 의해 도금 피막속에 고체 미립자가 공석 (共析)해서 복합도금이 된다.□ 아연도금 (galavanizing: zinc-coating) : 1.딥 코딩법(열지, 도금법)=피처리물을 스케일 제거 및 플럭스 처리나 수소 환원한 후 용융 아연조에 담가서 도금 한다. 2. 전기 도금법=도금액 안에서 아연을 양극, 피처리물을 음극으로 해서 전류를 보내 도금 한다. 기타 딥 코딩에 의한 아연 도금량은 우리나라의 도금 강판중에서 최대이다. 이 제품은 아연 철판 혹은 아연도금 강판이라 불려 내식성, 내구성이 크기 때문에 지붕 등의 건재나 양동이 등의 기물에 널리 사용되며, 최근에는 구조물에도 많이 이용되고 있다.□ 알루미늄도금 (aluminium plating) : 용융 도금법에 의하는 것이 일반적으로 내고온 산화, 내유화성 내식성 면에서 우수한 표면 피복법, 알루미늄욕과는 별도로 용융플럭스욕을 이용하는 2욕법과 알루미늄 위에 플럭스를 놓기만 하는 알미늄욕법 수소 환원후 용융 알루미늄 위에 플럭스를 놓기만 하는 알루미늄욕법 수소 환원후 용융 알루미 침지법 등이 있다. 그리고 진공 증착법도 있지만 생산량은 적다.□ 알카리착색법 ( alkali black coloring) : 철강의 흑색 착색법의 일종으로 농후한 가송소다 용액에 산화제를 첨가하고 130-150℃의 온도에 15-30분간 청정한 처강 제품을 침지시키면 흑색 피막이 얻어진다. 이 파막은 Fe₃O₄의 1-3μ의 두께로 치밀하며 단단하게 바탕재에 밀착되어 있으므로 내마모성이 있으며 방청에도 상당히 효과가 있다□ 알카리탈지 (alkali degrease) : 금속 표면의 유성 오염을 제거하기 위해 알칼리에 의한 유류의 감화 작용을 이용해서 분해 용해하는 방법으로 감화반응을 촉진시키기 위해 열알카리욕에서 행한다. 탈지에 이용되는 알칼리는 가성소다, 규산소다, 탄산소다, 인산소다 등의 소다 화합물이다 또 알칼리 탈지제에는 보통 소량의 계면활성제가 첨가되어 있어 계면 활성제의 유화 작용에 의해 탈지가 더욱 쉬어진다.□ 용융도금 (hot dip coating) : 아연,주석, 알루미늄등을 용융상태에서 도금하는 것. -> 용융도금법□ 용융도금법 (hot dip coating method) : 모체 금속을 용융 금속 속에 침지시켜 도체 금속의 표면에 얇은 금속 피복을 만드는 도금법, 도금욕에는 용융점이 비교적 낮은 금속이 이용되며, 공업적으로는 아연, 주석, 납, 알루미늄 등이 사용된다. 원어대로 핫디프코팅법으로도 부른다.□ 전기도금 (elctro-plating) : 금속에 대한 표면피복법의 일종으로, 전해작용에 의한 바탕금속의 표면에 다른 금속을 석출 접착시켜 금속 표면의 방청, 내마모, 장식을 하는 방법. 일반적으로 바탕금속을 음극, 피복금속을 양극으로 하고 피복 금속의 염류 용액을 전해액으로 해서 실행 한다.□ 전해연마(electrolytic polishing) : 전기분해를 이용해서 금속 표면의 요철을 가다금고 광택을 주는 방법. 양극측에 피연마체를 놓고, 음극측에 그 재료로 적합한 금속판(예를 들면 납, 스테인리스강) 또는 탄소봉 등을 놓고 이것을 특정한 전해욕 안에서 용해시키는 것. 이 방법의 성패는 화학연마와 같이 전해연마욕의 적부에 달려 있으며, 이 연마욕은 인산계(인유산계를 포함), 과염소산계 및 유산계로 대별 된다. 어느 욕을 사용할 것인지를 결정하는 것은 어려운 일이지만 금속의 표면조직이 균일한 것이 전해연마를 이용하는 제 1조건이다 그런 의미에서 철강 제품의 경우, 오스테나이트 조직이 전해연마에 가장 적합하며, 이것이 스테인리스강에 전해연마가 가장 널리 이용되고 있는 이유 이다.□ 주석 도금(tin plating) : 피처리물의 방청 내마모성 장석 등을 위해 강판에 주석 도금한 것으로, 소위 딥코딩, 전기 도금, 메탈리콘 (금속 용사)에 의한 방법 외에 납을 흘리는 방법으로 주석이나 주석-납 합금을 접착시키는 것을 가리키는 경우가 있다. 저탄소강판에 주석 도금을 한 제품을 함석판이라고 부른다. --> 석도강판, 틴플레이트□ 카니젠 도금법(Kanigen process) : c(k)atalytic(촉매적), nickel(니켈), generation(생성)의 앞머리를 따서 명명된 무전해(화학) 니케도금법, 다시말해 치아인산염을 환원제로 해서 바탕금속표면을 촉매로 하여 니켈이온을 환원 석출시키는 것, 전기 도금과 달리 액에 접한 면은 모두 균일한 도금층을 얻을 수 있다는 특징이 있다.□ 크롬도금 (chromium plating) : 무수크롬산을 주성분으로 해서 유산 등의 조제를 이용해 납합금을 불용성양극으로 한 전기도금에 의하는 것이 일방적이다 바탕금속의 표면에 미려한 외관이나 광택을 내거나 방청을 위해서 하는 것을 장식용 크롬도금이라고 부르기도 하며, 또 금속크롬의 경도가 높고, 내마모성이 큰 점을 이용해서 바탕금속의 기계적인 성질을 개량하기 위해서 하는 것을 공업용 크롬도금이나 경질 크롬 도금이라고 부르는 경우가 있다. => 0

공학/기술| 2008.11.05| 5페이지| 1,000원| 조회(1,017)

도금법, 표면처리, 건식도금, 갈바나이징, 습식도금

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Zn2GeO4 based phosphor 녹생형광체

Zn2GeO4 –based phosphor5 조[2005031071] [2004032028]May. 28, 2008Contents1234Introduction55Fabrication methods of Zn2GeO4:Mn PhosphorConclusion Reference6Application Field Research TrendZn2GeO4 : Mn ACTFEL DeviceCharacteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor1. Introduction (1)Phosphors?* 외부 에너지를 받아 가시광선 및 자외선, 적외선을 발생하는 물질 형광체는 에너지 변환기라고 할 수 있음.3/201. Introduction (2)Activator - 실제로 빛을 내는 이온 기저준위와 여기 준위 사이의 전이에 의해 에너지를 흡수 또는 방출 Host – Activator 이온을 잡아주는 역할 Sensitizer – Activator의 광 효율 증가 형광체 종류- Photoluminescence(빛 발광) Cathodeluminescence(음극선발광) Electroluminescence(전계 발광) :전계가 가해짐에 따라 가시광선 발생4/201. Introduction (3)Principle of PhosphorsSTEP1: Absorption 여기원으로부터 에너지의 흡수 STEP2: Excitation 활성제 중심 내에서 에너지 준위 의 여기 STEP3: Relaxation 여기 상태의 완화 STEP4: Emission 기저상태로의 천이에 기인한 광 방출5/202. Zn2GeO4:Mn ACTFEL Device (1)ACTFEL (Alternating Current Thin Film Electro Luminescent)Electrode – Al Insulator – ITO,BTO,PZT Phosphor - ZnGa2O4:Mn Zn2SiO4:Mn ZnS:Mn Zn2GeO4:Mn6/202. Zn2GeO4:Mn ACTFEL Device (2)Principle of ACTFEL유전체계면에서 전자가 터널링 2. 전자가 형광체에서 가속 3. 전자가 발광원소와 충돌 4. 여기된 전자가 기저준위로 전이 되며 광자 발생 5. 전자가 맞은편의 계면에 포획 6. 광자는 유전체와 전극을 통해 외부로 방출7/202. Zn2GeO4:Mn ACTFEL Device (3)표시 품질이 양호 - 자발발광형으로 화면 정밀도가 뛰어남 - 시야각 의존성이 적음 온도변화에 강함 - 발광임계특성이 터널링에 의존하므로 온 도 변화에 둔감 유일한 완전 고체표시 소자 - 진동에 강함 수명이 긴 소자 효율이 낮다. Full Color화가 곤란하며, 구동 전압이 높다.8/20Pulsed Laser Deposition9/203. Fabrication methods of Zn2GeO4:Mn Phosphor (1)RF Sputtering10/203. Fabrication methods of Zn2GeO4:Mn Phosphor (2)13/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (3)12/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (2)14/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (4)15/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (5)16/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (6)11/204. Characteristic of Zn2GeO4:Mn Phosphor (1)17/205. Application Field5. Research Trend해외 형광체 주요연구 기관 및 연구현황우리나라에서는 자본상의 문제로 전문적으로 연구 하는 기업이 많지 않다. 연구내용이 매우 학문적이라 주로 학교를 중심으로 연구가 진행 중이다.6. Conclusion형광체는 외부 에너지를 받아 빛의 에너지로 전환시키는 것이다. 이러한 특성을 나타내는 녹색 형광체인 Zn2GeO4:Mn은 ACTFEL에서 이용된다. ACTFEL에 사용되는 이 형광체는 Pulsed Laser Deposition, RF Sputtering 으로 만들어진다. 이 형광체는 기존의 다른 녹색 형광체보다 낮은 온도에서 결정화한다. 형광체의 최근 연구 경향을 보면 학문적인 접근보다는 공정상의 변수로 개발하므로 벌써부터 그 한계가 나타나고 있다. 따라서 형광체 개발의 선두에 서려면 물질의 발광 메커니즘을 밝혀 정립화하는 것이 시급하다.18/206. Referencehttp://agent.itfind.or.kr/Data2000/etri/96/RR96-KET03694/RR96-KET03964.htm http://chem.kookmin.ac.kr/~display/research.html http://cgi.chol.com/~ahnsi/spboard/board.cgi?id=science action=download gul=10 http://www.kps.or.kr/storage/webzine_uploadfiles/848_article.pdf http://journal.kcsnet.or.kr/main/j_search/j_download.htm?code=K06030819/2020/20{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.11.05| 21페이지| 2,500원| 조회(660)

형광체, 화학공학, 발광, 녹색형광체, ACTFEL

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