I D :학교 및 전공 :학 년 :성 명 :주 제 :절도광(Kleptomania)경제적 필요성이나 개인적 욕망 없이 훔치는 강박행위로 나타나는 충동조절장애로 흔히 병적 도벽이라고 부른다. 남의 물건을 훔치고 싶은 충동을 참지 못해 반복적으로 도둑질을 한다. 일반적으로 별로 가치 있는 물건이 아닌 것을 훔치게 되는데, 결과적으로 절도광들에 있어서는 훔치는 물건이 중요한 것이 아니라 훔치는 행위가 중요한 의미를 가진다.1. 절도광의 특징① 당장 필요한 것도 아니고, 또한 값비싼 것도 아닌 하찮은 물건을 훔치고 싶은 되풀이되는 충동에 저항하지 못하고 결국 충동적으로 물건을 훔치게 되는데 훔친 물건은 남에게 주어버리거나 몰래 제자리에 갖다 놓거나 또는 숨겨둔다.② 그러한 행동을 하기 전에 긴장감이 점차 증가한다.③ 행동에 옮기기 전에는 훔치고 싶은 충동이 생겨나 긴장이 고조되고, 훔치고 나면 쾌감을 느끼고 긴장도 풀린다.④ 이러한 행위는 미리 계획하는 것이 아니며 훔칠 기회를 노리는 일도 거의 없고 즉흥적이며 언제나 혼자서 저지른다.⑤ 절도광 증세, 즉 병적 도벽은 아종기부터 나타날 수 있으며, 여성의 경우 특히 월경기에 일어나기 쉽다.2. 절도광의 원인절도광의 원인으로는 뇌질환이나 정신지체가 있으나 대게 심리적 원인이 많다.① 무의식적으로 존재하고 있는 죄의식의 해소, 즉 처벌받고 싶은 욕구가 원인② 상실한 사랑에 대한 보상심리로서 또는 잃어버린 모자 관계의 회복으로서③ 어떠한 중료한 사람의 상실에 대한 복수로서④ 성적 흥분으로 또는 성적 만족의 대치로서⑤ 자기애적 손상의 보상 도는 자존심의 회복으로서⑥ 마음의 상처를 입는 것에 대한 방어기제로서그밖에 상징적인 의미를 부여하여 훔친 물건이 여성 성기를 상징한다는 견해도 있고, 무시당하고 사랑받지 못해 정신적인 손상을 입은 아동기의 경험에서 나왔다고 보기도 하며 상실이나 이별같은 스트레스를 받았을 때 주로 유발된다는 주장도 있다.3. 양상 및 치료절도광 증세는 생활하는 데에는 큰 지장은 없으나 체포되는 경우에는 심한 후유증이 있기 쉽다. 물론 이들도 절도가 사회적으로 잘못된 행동임을 이성적으로 인지하고, 죄책감과 자기 비하도 경험한다. 그러나 오히려 그런 반응들이 더 큰 불안을 불러일으키고, 또다시 절도 행위를 하게 되는 악순환을 이룬다. 특별한 치료법은 없지만 동기가 있으면 일탈 행동 자체에 우선 초점을 맞추어 거기에 수반되는 불안, 억압, 대인관계의 어려움 같은 심리적인 문제들을 상담하는 등의 통찰적 혹은 분석적 정신치료가 좋다. 반면 동기가 없을 경우, 절도 행위와 혐오감을 연결시키기 위해 절도 충동이 생기면 불쾌할 때까지 숨을 참는 훈련과 같은 행동치료나 항우울제와 같은 약물치료가 도움이 되기도 한다.절도광 관련 사례들사례 #1나도 모르는 사이 남의 물건에, 도벽 이기지 못한 산모 경찰에 붙잡혀도벽을 이기지 못해 상습적으로 모피코트를 훔친 산모가 붙잡혔다.서울 서초경찰서는 19일 서울 시내 유명 백화점을 돌며 상습적으로 고가의 모피코트를 훔쳐 판매하려한 혐의(절도)로 K모(여ㆍ36ㆍ간호조무사) 씨를 불구속 입건했다.경찰 조사에서 K씨는 “우울한 기분을 해소하기 위해 절도를 처음 시작했다”며 곧 이를 후회했지만 나도 모르는 사이 계속 절도를 저지르게 됐다”며 범행을 후회했다. 경찰 조사 결과 K씨는 생리기간 중 도벽이 생겨 이미 2회에 걸쳐 절도 혐의로 처벌을 받은 경력이 있으며 현재 산후 50일이 된 산모인 것으로 드러났다. 훔친 모피코트 역시 쓸모가 없어 옷장에 보관하다 이를 인터넷 거래를 통해 처분하는 과정에서 경찰에 덜미가 잡힌 것으로 밝혀졌다.경찰 관계자는 “도벽 등 정신적인 문제가 있을 뿐 아니라 산모인 점을 감안해 불구속 수사하고 K씨가 훔친 옷 중 이미 판매한 것을 제외한 나머지 옷은 모두 회수해 다시 매장측에 돌려줄 예정”이라고 말했다.발췌 : 2008. 08. 19일자 [헤럴드 미디어]의견여성에게서 나타나는 절도광 증세의 전형적인 사건이다. 경찰측에서도 정신적인 문제가 있음을 인식하고 있다. 위 기사에서 산모는 우울한 기분을 해소하기 위해 절도를 시작하게 되었다고 말했는데, 이는 애정과 이해를 충분히 받지 못하거나, 열등감 또는 소외감, 부족감 등을 채워가려는 심리에 의해 나타나는 절도광 증세로 보여진다. 이같은 절도광 증세에 의한 절도사건은 물론 처벌을 해야하겟지만 덧붙여 정신질환에 의한 범행이라는것에 초점을 맞추어 치료에도 관심을 가져야 한다고 생각한다.사례 #2독거 50대 “공허함 달래려” 등산복 상습 절도‘공허함을 달랜다’며 2년여동안 등산복을 상습적으로 훔쳐온 50대 독거남자가 덜미를 잡혔다.경찰에 따르면 노씨는 지난 10일 오후 6시 56분께 서울 모 백화점 등산의류 전문 매장에서 손님을 위장, 29만원짜리 거위털 점퍼를 쇼핑백에 몰래 담아 빠져나오는 등 2006년 11월께부터 최근까지 시내 백화점들을 돌며 등산복 수백개를 훔친 혐의다.훔친 등산복을 1차례도 장물로 처분한 적이 없는 노씨는 지난 2004년 부산 모 대학의 행정직원으로 근무하다 실직, 이혼까지 한 뒤 특별한 직업 없이 혼자 생활한 것으로 조사됐다.노씨는 “실직한 뒤 가족과도 헤어져 서울에서 혼자 살면서 관악산에 등산을 자주 했는데 가볍고 신축성이 좋은 명품 등산복을 입고 다니는 사람들이 부러웠고 1차례 쉽게 등산복을 훔쳤다가 공허함을 달래기 위해 계속하게 됐다”고 진술한 것으로 전해졌다.발췌 : 2008. 10. 20일자 [파이낸셜뉴스]의견위의 사례#1과 마찬가지로 애정결핍, 열등감 또는 소외감을 충족시키려는 심리에 의해 나타나는 절도광 증세로 보여진다. 훔친 물건을 한번도 처분한 적이 없다는 점에서 일반적으로 이익을 노린 범죄와는 달리 절도광의 증세를 보인다는 것을 확실히 알 수 있다. 노씨는 실직에이어 이혼까지 겪어 이러한 원인으로 충동통제장애 중하나인 절도광 증세를 앓고 있다는 것을 알 수 있는데, 절도광 증세의 한원인을 되짚어볼 수 있는 사건이었다.사례 #3술만 마시면 도벽 생겨충북 상당경찰서는 7일 상습절도 혐의로 피의자 엄모(21세)씨를 붙잡아 조사 중이다.경찰에 따르면 엄씨는 지난 5월 24일 충북 청원군 모 아파트 지하 주차장에서 시정되지 않은 차량을 열고 카오디오, 네비게이션, 노트북 등 400여만 원 상당을 절취한 혐의다.지금까지 들어난 엄씨의 범행은 총 4회에 걸쳐(800여만원 상당) 차량만을 전문적으로 털어온 혐의다.경찰 진술에서 엄씨는 “술만 마시면 도벽이 생겼다며 어디서 어떤것을 훔쳤는지 자신도 기억할 수 없다”고 진술했다.의견이 사례는 차량을 전문적으로 털고, 금전적 이득을 노린 범죄로 어떻게 보면 정신질환을 핑계로 선처를 바라는 거짓행동으로 보여질 수도 있는 사건이지만, 술만 마시면 도벽이 생긴다는 말은 주위에서도 몇 번 들어본 바가 있으므로 사례로 선정하게 되었다. 흔히 술을 일정 이상 마시면 자제력을 잃게 된다고 한다. 평소에는 이러한 절도광적 욕구를 자제하고 있다가 술을 마셔 자제력을 잃게 되면 증세가 나타날 수도 있을것이다. 이러한 경우 치료를 해야하겟지만 술을 자제하는것도 한 방법이 되지 않을까 생각한다.사례 #4“아빠 훔치지 마세요” 이색판결 눈길상습절도로 기소된 남성이 아들의 충고를 '몸에 새기게' 됐다.미시건주 카라마주 카운티 순회법원은 23일 절도 혐의로 기소된 대니얼 클리랜드(27)에게 7개월간 '아빠 훔치지 마세요(Daddy, don't steal)'라는 문구를 어깨나 손에 쓰거나 문구가 쓰여진 종이를 몸에 붙이고 다니라고 명령했다.이같은 판결은 클리랜드가 형량 선고전 6살 아들이 자신에게 한 말을 고백하며 반성의 뜻을 밝히면서 비롯됐다.한편, 이미 6번의 절도 전과가 있는 클리랜드는 "나는 습관적 도벽에서 벗어나기 위해 안간힘을 쓰고 있는 중"이라며 "아들의 충고가 내게 새 삶을 바꾸는데 결정적 도움이 될 것으로 믿는다"고 말했다.
I D :학교 및 전공 :학 년 :성 명 :주 제 :노출 음욕증(Exhibitionism)성적 만족을 얻기 위한 목적으로 음부를 노출하여 타인에게 보임으로써 성적 쾌감을 느끼거나 그 후에 자위행위를 함으로써 만족을 얻는 증세를 말한다. 주로 남성에게 많은데 정신질환자나 정신지체인 긴장병, 전간성몽롱상태에서 흔히 볼 수 있다.1. 노출증의 심각성우선 남성들의 성기노출 행위가 전체 성범죄의 1/3에 해당한다.공공장소에서 성기를 내보이는 남성들은 대부분 전혀 만난 적이 없는 여성들 앞에서 이러한 행위를 하는데 특히 젊은 여성이나 사춘기소녀들이 그 노출 대상이다.2. 노출증의 유형남성의 노출증은 2가지 부류가 있다.① 바지를 내리고 발기하지 않은 성기를 내보인다. 이들은 자신의 행위에 양심의 가책은 느낀다.② 발기된 성기를 내보이는 사람들의 경우. 이들은 그 자리에서 자위를 하기도 하는데, 보다 중증 환자로, 양심의 가책 따위는 느끼지도 않는다. 이들은 피해자에게 말을 걸기도 하고, 신체적 접촉을 시도하는 경우도 있다.극소수이기는 하나, 여성 노출증 환자들도 있다. 노출증 여성 환자들은 남성 노출환자들과는 다르다. 다른 사람들 앞에서 노골적으로 벗는 경우는 흔치 않지만 간접적으로 보여주고 싶다는 생각이 강하다. 한 여성은 차안에 있다가 지나가는 사람들에게 자신의 나체를 보여 주었다. 그녀는 어릴 때 발가벗고 집 근처를 돌아다녔다고 한다.3. 발병시기, 노출 장소절반은 18세 이전에 성기 노출에 흥미를 가지게 되었다. 그러나 20대 이전에는 노출을 하지 않다가 20대에 이르러 욕망과 배짱이 갖추어지면 시작한다. 이들은 때와 장소를 거의 가리지 않지만 대부분이 야외에서 노출한다.5. 노출증 환자의 성격얼핏 노출행위는 대담한 것으로 보여지지만 이들은 대부분 수줍음을 많이 타고, 상당수는 강박적인 성격을 지니고 있으며, 정신적 문제를 가지고 있어서 사춘기때부터 이미 법정에 선 경우가 많다.6. 다른 범죄와의 연관연구에 따르면 노출증 환자의 32%가 강간, 남색 등 심각한 성범죄를 저질러 유죄판결을 받은 적이 있다고 한다. 그 외에 방화, 살인, 절도, 강도 등의 범죄를 저지르기도 한다.7. 노출증의 원인과 치료정신분석학자 소커라이즈에 따르면 노출증 환자들은 어릴때 어머니가 보살펴주지 않아서 어려움을 겪은 경우가 많다고 한다. 버림을 받거나 무시당한 일이 많다는 것이다.치료는 여성 호르몬이나 전립선 절제 등의 치료를 하며 다양한 약물이 쓰인다. 심지어 전기 충격 치료까지 사용하며, 환자에게 옷을 강제로 벗도록 하는 수치심 프로그램이 사용되기도 했다. 이 프로그램은 효과를 보였고, 재범률도 감소했다.치료는 대게 5년 이상 걸리지만, 전혀 치료가 안되는 것은 아니다.노출 음욕증 관련 사례들사례 #1강화서 40대 '바바리맨' 여고 교실 난입경찰에 따르면 A 씨는 지난 23일 오후 10시께 인천시 강화군의 모 여고 교실에 들어가 야간 자율학습 중이던 B(18.고3) 양과 B 양의 여동생(17) 앞에서 옷을 벗은 혐의를 받고 있다. A 씨는 학교 인근을 배회하다 모친과 함께 귀가하던 B 양 자매에게 들켜 신고를 받고 출동한 경찰에 붙잡혔다.경찰은 인근 주민인 A 씨가 전에도 학교 주변을 배회하며 음란행위를 한 적이 있다는 진술을 확보하고 추가 범죄가 있는지 조사 중이다.발췌 : 2008. 8. 26일자 [연합뉴스]의견이 사건은 남성 노출증의 전형적인 유형이라고 볼 수 있다. 영화, 만화 등에서도 흔하게 다루어지는 노출음욕증 환자의 형태이며, 가장 많은 노출증 사건 사례일 것이다. 위에서 설명하였듯이 전체 성범죄의 1/3정도에 해당하는 심각한 범죄이나 대부분 경범죄로 처벌이 되며, 이들에 대한 체계적인 조사나 연구는 별로 없는 실정이다.사례 #2여고 교정서 남고생 나체 질주고한성 통신원= 뉴질랜드에서는 28일 여자 고등학교 교정 등을 나체로 질주한 남자 고등학생 4명이 경찰에 체포됐다.뉴질랜드 언론에 따르면 뉴질랜드 남섬 크라이스트처치 경찰은 이날 오전 세인트 마거릿 칼리지와 크라이스트처치 여자 고등학교 등 두 군데 여자 고등학교와 남녀공학인 미들턴 그레인지 고등학교 교정을 나체로 질주한 17세와 18세짜리 남자 고등학생 4명을 음란행위 등의 혐의로 체포했다.이들은 옷가지 하나 안 걸치고 여학교 교문으로 들어가 뒷문으로 달아나는 식의 나체 질주 소동을 벌인 뒤 옷을 다 입고 점잖게 차를 타고 가다 경찰에 붙잡힌 것으로 알려졌다.발췌 : 2008. 10. 29일자 [연합뉴스]의견단체로 성기 노출을 하는 흔치 않은 경우로 기사를 보면 청소년들의 졸업전에 행하는 만용정도로 보는 경향이 있지만, 다른 행동도 아닌 나체로 성기를 노출하는 행위는 성적수치심을 배제한 노출음욕증 현상이라고 본다. 이러한 노출음욕증이 청소년기부터 시작하면 만성화 되는 경향이 있다고 한다.사례 #3여성진행자 알몸 노출 아프리카TV 방송사고인터넷 개인방송 사이트인 '아프리카TV'에서 31일 새벽 한 여성BJ(방송진행자)가 생방송 도중 갑자기 옷을 벗고 자신의 알몸을 노출하는 방송사고가 발생했다고 이 사이트를 운영하는 나우콤이 31일 밝혔다.이 BJ는 방송 당시 술에 취한 듯 보였으며, 옷을 벗은 뒤 그대로 잠이 들어버렸다. 이 채널의 관리자는 방송사고가 발생한 뒤, 방송을 종료시켰으나 방송 캡처 사진은 인터넷에 퍼졌다.아프리카TV는 최근 촛불집회 인터넷 생중계로 관심을 모았으며, 이 회사 문용식 대표는 불법 영화파일 유통에 관여한 혐의로 검찰에 구속 기소됐다가 지난 29일 보석으로 풀려났다.발췌 : 2008. 08. 1일자 [조선닷컴]의견남성 노출음욕증에 비해 흔히 볼 수 없는 여성의 노출음욕증 증세에 대한 기사이다. 실제로도 ‘아프리카 TV'로 UCC를 시청하다가 여성이 성기 등을 노출하고있는 방송을 목격하기도 했던 경험이 있다. 생각보다 여성의 노출욕구는 강하다고 하며, 이러한 욕구는 미니스커트 등의 과감한 노출의상으로 순화되는 방향으로 주로 가지만 상기 기사와 같은 노출범죄행위도 일어나고 있다.사례#4에픽하이 콘서트서 여성관객 상반신 노출소동힙합그룹 에픽하이의 콘서트장에서 노출증이 있는 듯한 한 여성관객이 상반신을 드러내는 소동이 빚어졌다.에픽하이 측에 따르면 24일 오후 7시30분부터 서울 장충동 장충체육관에서 벌어진 '에픽하이 크리스마스 콘서트'에서 한 여성관객이 스탠딩석에서 공연을 관람하며 옷을 하나씩 벗기 시작해 상반신을 노출하는 소동을 일으켰다.이에 현장에 있던 경호원들이 즉각 이 여성의 옷벗는 행위를 중단시킨 다음, 옷을 입혀 공연장 밖으로 퇴장시켰다.이 관계자는 "문제가 있던 그 여성은 곧바로 공연장 밖으로 쫓겨났다"며 "노출증이 있는 듯 보였으며, 완전히 알몸이 노출되지는 않았고 상반신만 벗었다"고 밝혔다.발췌 : 07. 12. 25일자 [스타뉴스]의견3번 사례와 같은 여성 노출음욕증 환자의 사례이다. 이번 사례는 공연에 열광한 나머지 자제심을 잃어 노출증의 증상이 나타난 것으로 보여진다. 이러한 행동은 고의적일 수도 있지만 자기도모르게 그러한 행동이 나오는 즉, 무의식적인 노출증 증세로 보여지고, 여성의 노출욕구도 사건사고가 될 수 있다는 것을 보여주는 사례이다.
비자성 고Mn austenite 강1. 비자성강 개발의 목적비자성강의 개발은 현재 사용중인 분야에서 뿐만 아니라 핵융합로의 구조용 재료, 극저온 하에서의 초전도현상을 이용하는 신기술 발전의 바탕이 될 수 있다. 미래에 예상되는 막대한 전력 수요를 충족시키기 위해서는 초전도 현상을 이용하는 신기술이 필요하며 이러한 신기술은 국내 산업 발전이나 국가의 발전에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 비자성강 개발이 필요하다.2. 비자성강 중 고Mn austenite강의 장점보통 사용되는 비자성강 중 austenite계 SUS304의 경우 냉간가공시의 투자율안정성이 떨어지고 가격면에서 고가의 Ni을 Mn으로 대체하는 고Mn austenite강보다 경제성이 떨어진다는 단점이 있는 반면 고Mn austenite강은 가공시의 투자율 안정성이 뛰어나고 austenite계 스테인레스강에 비해 경제성이 뛰어나며 여러 가지 강화법 적용에 용이한 장점이 있다.3. 비자성강 제조Fe-Mn계 상태도Austenite는 기본적으로 비자성이고 내식성이 뛰어나며 인성이 뛰어난 장점이 있지만 일반 탄소강의 경우 상온에서는 열역학적으로 불안정하여 Ferrite로 변태된다. 이점을 보안하기 위하여 위 상태도에서 보여지는것 처럼 Fe에 Mn을 약15%이상 첨가하여 Fe-Mn 공정합금으로 만들면 상온에서도 austenite조직을 유지할 수있다.4. 고Mn austenite강의 단점고Mn austenite강은 대부분 30kgf/mm2정도의 높은 강도를 가지고있는 것에 반해 SUS304에 비해 내식성이 떨어지고 높은 가공경화능으로 인해 절삭성이 떨어져 가공에 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 그리고 용접시 강자성체인 ferrite조직이 석출되어 곤란하다는 단점이 있어 이를 개선할 필요가 있다.5. 고Mn austenite강의 결점 보완을 위한 성분비 결정앞에 언급했듯이 가장 큰 결점은 고경도에 의한 절삭성의 감소로 들 수 있다. 이 단점을 해결하기 위해 연화의 목적으로 가공경화능을 높이는 원소인 C의 함량을 감소시키고 Mn의 함량을 높여 0.3%C-25%Mn을 기초로 하여 여러 합금원소를 첨가하는 방법으로 합금을 제조한다.홍진완, “비자성강의 개발 연구”. 한국전기연구원.6. 합금원소의 결정과 성분비 및 효과(1) VV의 첨가 효과는 r-iron 내에서 고용상태로 있을 때의 결정립계에 대한 drag force가 작으므로 r의 재결정 거동을 방해하지 않고, r/α 변태시 페라이트내의 V(C,N)으로 석출함으로써 석출강화 효과가 큰 원소이다.V를 0.05%이하로 첨가할 경우 재결정에 영향이 없고 천이온도가 마무리 압연온도에 덜 민감하다고 알려져 있으므로 V를 0.5%첨가하여 시효에 의해 V탄화물을 석출시켜 C의 감소로 인한 강도저하를 보강하고, 결정립을 미세화하여 강도를 향상시킨다.이상옥, “바나듐첨가에 의한 0.25%C 구조용강의 강화”, 석사학위논문, 금오공과대학교(2) NbNb는 탄소의 활동도를 감소시켜 페라이트 변태를 지연시켜 Ar3온도를 낮추는 원소로 알려져 있으므로 비자성에 반드시 필요한 austenite 안정화를 위해 0.5%정도 첨가하여 비자성의 안정성을 높인다.이상옥, “바나듐첨가에 의한 0.25%C 구조용강의 강화”, 석사학위논문, 금오공과대학교(3) CaCa의 첨가는 강 표면에서의 부식 환경을 염기성화시켜 모재의 부식을 막는 보호성 녹층을 생성시켜 강의 내식성을 높인다. 이에 논문을 참고하여 60ppm의 Ca를 첨가하여 합금을 제조한다.정환교, "합금원소 첨가가 구조용 강의 해변 내후성에 미치는 영향연구(I)", 대한금속·재료학회지, Vol42 No.11(4) MoMo는 해변용 내후성강 등의 내식성 향상을 위해 첨가되는 원소로 Mo을 첨가함에 따라 입계에 탄화물 석출이 지연되어 입계 탄화물 석출에 의한 입계부식을 방지하는 효과가 있다. 이에 논문에 있는 첨가량을 참고하여 0.4%를 첨가하여 SUS304에 비해 떨어지는 내식성을 보완한다.정환교, "합금원소 첨가가 구조용 강의 해변 내후성에 미치는 영향연구(II)", 대한금속·재료학회지, Vol42 No.12전유택, “Mo첨가 및 TT 열처리에 따른 합금 690의 부식 특성”, 한국원자력학회 ‘95추계학술발표회 논문집(5) AlAl은 연성향상을 위해 첨가하여 궁극적으로는 절삭성 및 가공성의 향상을 위해 첨가한다. 첨가량이 0.1%이하일 경우 오히려 경화되는 경향이 있고, 5%를 초과하면 쌍정형성으로 인해 가공성이 저하되므로 3%의 Al을 첨가하여 절삭성의 향상효과를 준다.
1. 서론철강의 표면경화 처리법으로 많은 방법이 실용화되어 있지만, 그 하나로 질화법이 있다. 가장 유명한 것은 1923년 독일의 Fry씨가 발명한 암모니아가스분해에 의한 질화법이다. 이것은 암모니아 가스 속에서 강철을 500~550°C로 장시간 가열하면 암모니아가스 분해에 의해 생긴 원자상 질소로 표면에 딱딱한 질화물을 만드는 표면경화법이다. 약 70년이 지난 오늘날에도 사용되고 있지만, 처리시간이 길다는 것이나, 질화효율이 낮고, 질화생성물이 부서지기 쉽다는 결점을 갖고 있다.터프트라이드법으로 대표적인 염욕연질화법(침탄질화)이나, RX가스와 암모니아가스의 혼합에 의한 연질화법이 우리나라에 도입되어, 강철 질화법의 주류로서 현재도 널리 공업적으로 사용되고 있다. 이들 질화 process는 570 부근의 저온처리를 하기 때문에 열처리변형이 적다는 이점이 있지만, 터프트라이드법은 시안염류를 사용하고, 가스 연질화법에서도 암모리나를 다량으로 사용하는 등 공해규제나 3D 이미지 배제의 배경면으로 인해 안이한 사용이 곤란해졌다. 그래서 각광을 받고 있는 것이 질소가스를 사용하여 무공해이고 게다가 변형이 적은 플라즈마 가열/질화 process로 깨끗한 작업환경의 ion질화법이다. ion질화법에 관해서는 1932년 Berghaus들을 시작으로 많은 연구가 시행되었지만, 실용화에는 이르지 못했었다.ion질화법이 처음 기업화된 것은 1967년 서독으로서, 그 후는 미국, 프랑스, 영국에서도 ion질화의 연구가 활발해져 각국으로부터 연구논문(JOIS 문헌 : 1990년 1.015건)도 많이 발표되었다. 그것과 함께 공업적인 질화장치의 개발이나 가공기술 연구도 진행되어 응용범위는 현재도 착실히 넓어지고 있다.이번 캡스톤 디자인 시간에는 위에서 설명한 플라즈마 Ion질화법을 이용, 대표적 질화강인 SACM645와 보편적으로 사용되는 SCM4 구조용강을 질화시켜 그 특성을 비교하고 추가로 시간의 변수를 두어 질화층 형성에 대한 처리시간의 영향에 대해 고찰해보고자 한다.2. 실험 이론2.1 플라즈마 Ion 질화의 기초철강의 표면 경화법으로서의 열처리에는 물리적 표면경화법과 화학적 표면경화법 2종류가 있다.물리적 표면경화법은 철강의 표면 화학성분을 변화시키는 것이 아니고 담금질만으로 경화시키는 방법으로 여기에는 고주파 담금질과 불 담금질 두 방법이 있다. 한편, 화학적 표면경화법은 철강의 표면 화학성분을 변화시켜 경화시키는 방법으로 주요한 것은 침탄, 침유 및 질화이다. 이 질화법은 침탄 및 고주파 담금질에 의한 경화와는 달라서, 강철표면에 질소를 확산 침투시켜 질화철의 경화층을 생성시키는 것이 특징이고, 그 후에 담금질 등의 처리를 필요로 하지 않기 때문에 모양변형이 극히 적다. 그 경화층은 내마모성, 내피로성, 내식성이 뛰어나 열적에도 안정적이고, 템퍼링에 대해서도 저항성을 나타내는 특징을 갖고 있다. (약 500°C 가까운 온도로 상승해도 연화하지 않는다.)질화는 질소의 공급매체에 의해 고체질화, 액체질화, 기체질화로 분류될 수 있다. 이들 세 종류와는 동떨어진 네 번째의 활성한 상태, 즉 프라즈마 상태를 이용한 것이 ion/프라즈마질화이다.2.2 Spatteringion이 고체표면에 충돌하면 그림 2.1.9에서 나타난 여러 가지 현상이 일어난다. 이들 형상은 여러 가지 방면에서 응용, 이용되고 있다. 음극강하에 의해 가속된 ion이, 고체에 충돌할 때, 표면근방에서 전계 방사된 전자에 의해 중화되어 중성이 되지만 운동량을 그대로 보존하여 고체에 돌입한다.고체내부에서는 구성된 분자난 원자와 충돌하면서 서서히 에너지를 잃고 정지한다. 고체는 이 다른입자에 의해 결정이 손상을 입으면서 결정보양을 구상하는 원자가 교대로 충돌을 반복하고, 나중에는 표면분자나 원가가 외부로 방출된다. 이같이 원자 크기의 입자가 고체표면으로부터, 고체를 형성하는 입자를 방출하는 것을 spattering이라고 한다.ion/프라즈마 질화에 있어서 이 spattering효과로서는 질화처리를 개시할 때 처리품 표면의 C,O²제거가 있다.난질화재인 고크롬합금강, 스테인레스강 등에 존재하는 견고하게 부착된산화물층을 제거하는데 유효하다.(이 경우는 보통 Ar, H2가스를 이용한다.)2.3 플라즈마 Ion 질화의 원리1)처리 품의 cleaning우선 고진공측까지 용기 내를 진공 배기하고, 질화처리품에 전압을 인가한다.glow방전이 2.1.2 5)의 spattering 효과에 의해 처리품 표면을 두드려 C, O2등을 제거하여 청정화한다. 이것은 난질화재인 코크롬 합금강, 스테인레스강 등에 존재하는 견고하게 부착도니 산화물 층을 제거하는데 유효하다는 것이 알려져 있다. 이 단계는 보통 Ar, H2가스를 이용한다. 보통 처리품은 실온 근처부터 가열, 승온하는 경우가 많고, 300이하에서 질화는 거의 진행하지 않기 때문에 이 온도영역까지의 spattering에 의한 Deaning효과를 기대할 수 있지만, ion/프라즈마 질화 특징의 하나이다.2)처리품의 가열, 승온인가전압과 가스압을 조절하면서 Spatter효과를 강하게 하고, 피처리품을 자기가열, 승온온도까지 가열한다.그 처리온도를 유지하면서 ion/프라즈마 질화를 수행한다.3)질화물의 생성Spattering작용에 의해 Fe원자가 축출된다. Fe원자가 프라즈마 속의 고도의 활성화도니 질소와 결합하여 질화철 FeN이 된다.프라즈마 중에서 형성된 질화철 FeN이 처리물 표면에 흡착한다. 흡착된 질화철은 시료표면에 응축한다.이 응축된 질화철 FeN은 불안정(400~600°C의 범위)하기 때문에 점차 낮은 질화물, Fe2N, Fe3N, 및 Fe4N로 분해한다.이 과정에서 개방된 질소는 시료중 확산하고 일부는 프라즈마 속으로 돌아간다.3. 실험 방법3.1 사용 시편3.1.1 질화용 강의 조건질화용 강이란 질화에 의한 표면경화가 가능한 강으로서 질화 촉진 원소인 Al, Cr, Mo, Ti, V등의 원소 중 2가지 이상을 포함하는 것이 그 조건이다. 보통 질화용 강으로서 만들어진 SACM강은 Al, Cr, Mo이 다른 강보다 다량으로 첨가된 강이다.3.1.2 성분3.2 실험 기기플라즈마 이온 질화장치, 광학현미경, 마이크로 비커스 경도기, Sand Paper, 폴리셔, 에칭용 시약(질산, 에틸 알콜) 등.3.3 실험 과정1) 시편의 전처리이온화된 질소 원자가 균일하게 충돌할 수 있도록 시편의 표면이 깨끗해야한다.따라서 질화처리 전 Sand paper #1500이상까지 연마한다.2) Spattering음극 강하에 의해 가속된 ion이 고체에 충돌하여 표면의 분자나 원자가 외부로 방출된다.이 스퍼터링 처리는 질화처리를 하기 전 시편 표면의 산화피막 또는 C, O2 를 제거하는 효과가 있다.따라서 Ar, H가스 장입 후 전압을 올리면 글로우 방전이 발생하는데 이 상태로 1시간동안 스퍼터링 처리를 실시한다.3) 플라즈마 질화 처리Spattering이 끝나면 H,N가스를장입하여 질화처리를 실시한다. 이때 전압과 전류 및 챔버 내부의 공기압이 일정하게 유지되며 안정화 될 때까지 조정을 해주어야 하며 온도 센서를 조절하여 정해진온도와 정해진 시간동안 질화 처리를 실시한다. 이 실험에서는 5시간, 10시간으로 처리시간을 나누어 질화처리를 실시하였다.4) 처리 후 검사질화 처리가 완료된 시편을 절단·연마·에칭 작업 후 광학현미경으로 조직을 관찰 한 후 마이크로 비커스 경도기를 이용, 미소경도 측정을 한다.4. 실험 결과4.1 조직 사진SACM645SCM410H5HSACM645와 SCM4의 조직사진을 비교해 보면 먼저 기지조직부터 확연한 차이를 보이는 것을 관찰할 수 있다. 연마의 문제로 500배의 고배율로 찍지못하여 미세한 질화층을 눈에 띄게 관찰 할 수는 없었지만 SACM645의 질화 백층이 SCM4의 질화 백층보다 더 깊게 나타나는 것을 관찰할 수 있다. 그리고 시간에 따른 변화를 보면 SACM645, SCM4 두 시편 모두 5시간 처리 시편보다 10시간 처리 시편의 질화 백층이 더 깊게 나타난 것을 관찰할 수 있다.
고주파 실험1. 실험 이론1.1 고주파 가열코일에 고주파 전류를 흐르게 하여 코일 안의 재료를 가열하는 방법. 사용목적에 따라 여러 가지 주파수가 쓰인다. 장치는 전력 발진 기기, 피열물을 넣을 수있는 도가니, 노 내지 코일 (유도 가열), 또는 전극판(유전 가열) 등에 의해 구성된다. 10MHz정도 이상의 주파수 대역의 특정 이용 주파는 특히 ISM(industry, science, medicine) 주파대라고 하며, 이들 목적으로 이용 주파수가 할당 되어 있다. 그러나 발진주파수가 정격주파의 근방에서 동요 하거나, 또 정격 주파의 고조파분이 합쳐져 발진이 방사되면 무선통신의 통신방해를 할 가능성이 있다.1.2 고주파 유도 가열의 원리금속가열에 이용되는 고주파가열은 정확하게는 고주파유도가열이라 칭하는 것으로 전자유도 작용에 의한 것으로 교류(고주파) 전류가 흐르는 코일속에 위치하는 금속 등의 도전체는 와전류 손실과 히스테리시스(Hysteresis) 손실의 저항에 의하여 열이 발생한다. 이와 같이 발생하는 열에너지를 이용하여 피가열(금속 또는 도전체) 물질을 가열하는 것을 유도가열이라 하며 특히 고주파 전류를 이용한 것을 고주파 유도가열이라 한다. 그림1과 같이 코일에 교류(고주파) 전류를 통하면 코일 주변의 교류전류에 의한 교번자속이 발생하고 이 자계속에 놓인 도전체에는 유도전류가 발생하게 된다. 이 전류를 와전류(도전체에 발생하는 자력선의 변화를 저지하는 전기적인 힘)라 하고 피가열체의 고유저항과 와전류에 의한 Joule열이 발생하며 이를 와전류 손실이라 하고 유도가열시의 발열원이 된다.1.3 고주파 유도 가열의 특징과 이점유도가열의 특징유도 가열 장치의 이점①직접 가열이 가능하다.②국부 가열이 된다.③에너지 밀도가 높다.④제어가 용이하다.⑤불꽃이 방출 되지 않는다.①직접가열로 가열효율이 아주 높다.②작업성이 용이하다.③야금적 개선효과를 생성한다.2. 실험 방법2.1 실험기구: 시편, 고주파 유도로, 부식액, Sand paper, 마이크로 비커스 경도기, 4경계부SCM4모재먼저 시편의 열처리부와 모재의 조직을 비교해보면 S45C, SCM4 모두 모재에 비해 열처리부의 조직이 눈에띄게 미세하게 분포되어있는 것을 관찰할 수 있다. 이것은 시편이 재결정온도 이상의 온도로 가열되었다가 수냉 퀜칭에 의해 급냉되었다는 것을 보여준다. 퀜칭에 의해 핵성장속도보다 핵생성속도가 빨라지면서 경정입계가 미세화되었다고 볼 수 있다. 그리고 200배의 사진에서는 잘 관찰되지 않지만 500배 사진을 보면 열처리부에서 보통의 혼합조직이 아닌 침상의 마르텐사이트 조직이 관찰되는 것을 알 수 있으며 이 마르텐사이트변태로 인해 경화가 된다는 것을 알 수 있다.S45C와 SCM4의 조직을 비교해보면 열처리부는 비슷한 조직을 나타내지만 모재를 보면 보통 탄소강인 S45C는 보통의 펄라이트와 페라이트의 혼합조직을 보이지만 흔히 구조용강으로 사용되는 SCM4의 경우 펄라이트와 페라이트 혼합조직이 아닌 베이나이트조직이 관찰되는 것을 볼 수 있다.3.2 경도값먼저 S45C의 경도 그래프를 분석해 보면 경화층의 기준을 Hv400으로 볼 때 400㎛까지 경화층이 형성되었다고 볼 수 있다. 그리고 SCM4의 경도그래프를 보면 약 700㎛까지 경화층이 형성되었다고 볼 수 있다. 두 시편을 비교하면 S45C에 비해 SCM4의 경화능이 더 크다는 것을 알 수 있다.4. 결론고주파 열처리를 하게 되면 열처리를 하는 정도에 따라 경도와 강도가 달라지면 원하는 크기의 경도와 강도를 가진 제품을 만들 수 있게 된다. 실험 결과 고주파 열처리로 재결정온도까지 시편을 가열한 후 퀜칭을 하면 1초의 짧은 처리시간만으로 400㎛이상의 경화층을 얻을 수 있으며 보통탄소강인 S45C보다 구조용강인 SCM4의 경화능이 더 크다는 것을 알 수 있었다.※ 참고 문헌- 열처리 공학 : 김한군, 이상윤, 김학윤, 구자명, 조정웅, 송광호 공저- 철강열처리 : 세진사 1989- http://pillar.co.kr조미니 실험1. 실험 이론1.1 경화능동일한 크기의 제품일지라도 강종에 따라 퀜칭요하다.2.2 조미니 시험일단퀜칭방법에 의한 경화능시험(end-quench test)은 Jominy와 Boegehold에 의해 처음 시작되었다. 조미니시험(Jominy test)이라고도 하며 기계구조용 탄소강 및 저합금강의 경화능시험에 많이 이용되고 있다.시험편은 직경 25mm, 길이 100mm의 원주상으로 되어 있고, 일단에 직경 28mm의 플랜지를 달고 있다. 시험장치는 일정한 유량 및 유속으로 물을 분출시켜 시험편 밑의 단면에만 분출된 물이 충돌해 그 일단만이 냉각되도록 되어 있다.분출되는 물의 강도를 일정하게 하기 위해서는 시험편을 올려놓지 않을 때의 자유높이를 65±10mm로 규정하여 이 자유높이가 일정하게 유지되도록 넘쳐 흐르는 장치를 이용하여 낙차를 일정하게 한 물탱크나 또는 물펌프를 사용한다. 시험편은 로중에서 정해진 온도로 가열을 한 후 꺼내어 5초 이내에 이 시험장치에서 분출되는 물에 의한 퀜칭이 되도록 한다. 시험편의 측면에서의 공기나 복사에 의한 냉각은 분수에 의한 하단부로부터의 냉각에 비해 무시할 수 있을 만큼 적으므로 시험편은 하단으로부터 위로 갈수록 점차 냉각속도가 작아진다. 즉 1개의 시험편에서 여러가지 냉각속도를 얻을 수가 있게 된다. 이렇게 해서 퀜칭이 끝난 시험편의 원주면을 축방향에 따라 깊이 약 0.4mm씩 연삭해서 평행한 2면을 만들고, 이 면을 퀜칭단으로부터 5 mm씩 일정한 간격으로 경도를 측정하여, 퀜칭단으로 부터의 거리에 따른 경도변화를 그래프에 나타 낼 것이다.2.실험 방법2.1 실험 기구Jominy tester, 금속현미경, 가열로, 연마지, 비커스 경도기, 환봉 시편2.2 실험 순서① 시험 장치에 시편을 걸고 수온 5∼30℃가 되는 물의 자유 분무고를 조절할 수 있는 설비를 준비한다.② 강종에 따라 각기 다른 퀜칭 온도로 가열된 전기로에 시편을 장입하여 30분, 60 분, 90분으로 가열시간을 정하고 냉각수의 자유분무 높이가 마련된 Jominy 시험장 치의 시편지대에 놓고 시편일단부터 냉각한다.※완전냉각에 소요려지는 구간에서는 경도가 낮게 측정되는 것을 관찰할 수 있다.S20C와 SCM4의 조미니 경화능 그래프를 비교해 보면 S20C에 비해 SCM4의 냉각속도가 조금 느리게 떨어지면서 SCM4의 경화능이 조금 더 좋게 나타나고 있는 것을 볼 수 있다.그리고, 처음 5mm구간과 10mm부분에서의 경도의 반전은 초기 퀜칭시 탈탄에 의한 표면의 약간의 경도감소라고 볼 수 있으며, 끝부분의 약간의 경도 상승은 연마를 편하게 하기 위해 머리부분을 절단하면서 생기는 가공경화에 의한 경화로 인해 그 아래 서냉에 의한 펄라이트 조직보다 더 높은 경도분포를 가지는 것으로 보인다.※ 참고 문헌- 열처리 공학 : 김한군, 이상윤, 김학윤, 구자명, 조정웅, 송광호 공저- www.dogeum.com- www.infosteel.net침탄 실험1. 실험 이론1-1. 침탄법의 종류침탄법은 침탄제의 종류에 따라 고체, 액체, 가스 침탄법으로 분류된다.▶ 고체침탄법고온에서 금속이나 비금속을 주강의 표면에 확산 침투시킴으로써 표면에 합금층을 생성시키는 방법이다.▶ 액체침탄법NaCN을 주성분으로 하여 중성염이나 탄산염을 첨가한 침탄제로 된 용액 속에 침탄할 재료를 넣어 침탄 시키는 방법이다.▶ 가스침탄법고체침탄법이 지닌 단점을 보완하기 위해 사용되는 것이 가스침탄법이다. 가스침탄법은 고체침탄법에 비해 열효율이 높고 공정도 간단하여 널리 사용되고 있다.가스 침탄제로는 일산화탄소와 메탄, 에탄, 프로판, 천연가스등 탄화수소계 가스가 주로 사용된다.1-2. 침탄강침탄경화의 대상이 되는 강을 침탄강이라 부르며 보통 탄소 함유량이 0.15-0.18%인 저탄소강과 크롬이나 몰리브덴이 첨가된 합금강이 있다. 침탄에 사용되는 기어의 재료는 S15C, SCM415, SCM420, SNC420, SNC815, SNCM420이다.1-3. 침탄시 단점 및 결함과 대책① 침탄의 깊이조절이 힘들다. → 침탄시간을 조절한다.② 표면층으로부터 심부에 걸친 탄소농도의 변화가 급격하다. → 탄소 온도를 낮춘다.③ 표면층 경도가 너직사진 측정 후 표면으로부터 심부로 경도값을 측정한다.3. 실험 결과3.1 조직사진구분8시간 가열12시간 가열침탄부X200침탄부X500모재부X200모재부X500조직사진을 관찰해보면 처리하기 전 모재에 비해 침탄부가 유난히 검게 관찰이 되는 것을 볼 수 있다. 이것은 시편 침탄부에 탄소가 침투하여 생긴 것으로 생각된다. 또 8시간 시편과 12시간 시편의 모재부 사진을 비교해 보면 보통의 20C 탄소강의 조직으로 전혀 차이가 없는 것을 관찰할 수 있다. 침탄부를 잘 관찰해 보면 검은부분 이외의 부분은 침상의 미세한 마르텐사이트 조직을 관찰할 수 있는데, 이것은 탄소함량이 낮아 마르텐사이트의 생성이 어려운 20C의 조직에 탄소가 침투하여 이부분의 탄소함량이 많아지고, 침탄 후 행해진 퀜칭으로 인해 오스테나이트에서 마르텐사이트로 변태를 했고, 이로인해 강의 표면이 경화되었다는 것을 알 수 있다.3.2 경도값경도값을 분석해보면 8시간 처리 시편의 경우 Hv400을 경화층이라고 보았을 경우 약 1200㎛정도의 경화층이 형성되었다고 볼 수 있다. 반면 12시간 처리한 시편의 경우는 약 2500㎛정도의 상당히 깊은 경화층을 형성하는 것을 관찰할 수 있었다. 그래프만 보아도 8시간에 비해 12시간이 확실히 더 깊은 경화층을 형성하는 것을 볼 수 있고, 이로써 침탄 경화층의 깊이는 침탄처리 시간에 의존한다는 것을 알 수 있다. 그리고 초기 표면보다 100㎛정도 들어갔을때의 경도가 더 높은 것을 볼 수 있는데, 이것은 시편 퀜칭시 탈탄에 의한 약간의 경도감소라고 생각된다.※ 참고 문헌- 열처리 공학 : 김한군, 이상윤, 김학윤, 구자명, 조정웅, 송광호 공저- www.dogeum.com- www.infosteel.net퀜칭 실험1. 실험 이론1.1 퀜칭이란?퀜칭은 탄소강에서 아공석강은 A₃변태점 이상 30 ~ 50℃, 과공석강은 A₁변태점 이상 30 ~ 50℃로 가열하여 그 온도에서 탄화물을 고용시켜 균일한 오스테나이트가 되도록 충분한 시간 유지한 후 강종에 따라 알맞은 방법으로