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Investigation on TiN+WC prepared by AIP and Magnetron sputtering

指導敎授尹在弘이 論文을 工學學士學位論文으로 提出함2008年 6月昌原大學校金屬材料工學科목 차Ⅰ. 서론 및 연구배경1. 서론 .12. 연구배경.............2Ⅱ. 본론1. 실험장치 및 방법1.1 실험장치.....32. 실험방법2.1 시편준비.....42.2 처리 조건...42.3 시편분석 ...5Ⅲ. 실험 결과 및 고찰3.1 AIP & Magnetron Sputtering condition ....73.2 X-ray 분석 ...............83.3 Surface morphology and composition ........83.4 SEM...........93.5 경도 측정 .103.6 Depth 상하 일체 공간을 갖는 금형은 이러한 공정에 필요한 핵심부품 중의 하나이다. 다이캐스팅 법에 의해 주조된 제품 표면의 품질과 치수 정도 등은 금형의 형상이 그대로 전사되기 때문에 금형의 품질이 매우 중요하다. 최근 다이캐스팅 주조는 생산성 향상을 목적으로 금형의 사용 조건도 보다 가혹한 환경으로 변화함으로써 이에 대응하여 다이캐스팅 제품의 고품질화 달성을 위한 금형의 품질 안정화가 중요한 과제로 대두되고 있다. 이를 위해 금형재료 자체의 고강도, 고인성, 고경화능의 구비가 요구되고 있으며 이러한 특징을 모두 구비한 고성능 재료의 개발 및 실용화, 금형 강종의 적절한 선택, 최적 열처리 등이 시급한 실정이다. 그와 더불어 금형의 수명 저하 방지를 목적으로 내히트첵크성, 내용손상을 고려한 표면개질의 적용이 중요하게 고려되고 있다. 이를 위해, 근년에는 국내에서 금형표면에 경질물질을 Coating하는 방법이 광범위하게 적용되어 왔으며, 그와 더불어 금형표면에 Arc Ion Nitriding/Coating 처리를 하는 Duplex 처리법이 개발되었으나, 일반 Arc Ion Nitriding 처리법으로는 화합물 층(백색층)의 생성을 완전히 억제하는 것이 현실적으로 불가능하므로 경질물질을 Coating하기 전에 연마를 실시해야 하는 단점이 있으므로 이에 대한 개선방안이 필요하다. 일반적인 이온질화(플라즈마 질화)의 화합물 층의 생성과 금형모서리부분의 박리, 균열 등의 문제와 복잡한 형상의 균일한 표면처리가 어렵다는 단점을 개선한 것이 플라즈마 라디칼 질화이며, 이 방법은 플라즈마 질화의 장점을 다 가지면서, 타 질화법에 비해 비교적 낮은 온도에서 처리하므로 에너지 절약도가 높고, 화합물 층을 제어할 수 있고, 긁힘과 열 균열 등을 억제할 수 있다. 외부히터를 이용하여 제품의 온도를 일정하게 유지하므로, Sputtering이 고르게 일어나 플라즈마 질화보다 표면조도가 좋고, 고경도의 균일한 확산층을 가질 수 있으며, 또 복잡한 형상, 즉 좁은 틈새 등에 균질한 질화처리가n Sputtering Technique을 사용하기 위하여 특성을 고찰하고, 그 활용성을 모색한다. AIP and magnetron sputtering Mechanism의 이해를 통하여 이루어지는 다양한 재료의 특성과 제작원리를 이해한다. 또한, 증착장비의 설계 및 제작을 통해 실험에 필요한 장비숙련도를 높인다.Ⅱ. 본론1.1 실험장치1. 기존에 실험실에 있는 Arc ion plating 장치는 내 부식성 및 내구성 을 향상위해 SUS304L재지로 되어 있으며 Size는 800Φ × 900H × 800W이다.Arc ion plating에서 가장 중요한 고진공의 유지를 위한 대용량의 RP, MBP, Cryo Pump를 사용.Arc Ion Plating 장비 사진2. 공정변수에 따른 Radical 질화 층의 특성변화본 과제에서는 주로 Plastic injection mold 및 다이캐스팅 금형강의 핵심부품용으로 주로 많이 사용되고 있는 SKD11강 공정인자(처리온 도 및 시간)를 변화시키면서 Plama radical nitriding처리를 실시를 하였다. 이때 질화된 시험편의 표면에 형성된 미세조직 및 생성상의 분석을 실시하였으며, 표면조도 측정, 경도 측정결과를 종합하여 최적의 Plama radical nitriding공정인자를 확립하였다.또한 실제 금형에 플라즈마 라디칼 질화를 적용하여 그 Surface modification 효과를 확인하고 이어서 경질박막(TiN, TiN+WC)을 코팅하여 금형의 수명을 더욱 향상시켜 상용화하는데 본 논문의 목적이 있다.2. 실험방법2.1 시편준비본 논문에서 라디칼 질화 공정개발에 사용된 시편은 SKD11강으로 판상 (20mm × 40mm × 7mm)으로 가공한 후 균일한 조직을 얻기 위해 Post-열처리(전 처리)를 행하였다.Chemical composition of specimen for radical nitriding.SKD11CSiMnCrVPSMo0.401.020.415.150.830.0220.00111.11Heat nitriding condition.SpecimenSKD11 steelTreatment temperature(℃)450, 500, 550Treatment time(hr)1, 5, 10Cooling(fix.)Furnace coolingH2 : NH3 gas ratio(fix.)4 : 1Process pressure(fix.)1 torr2.3 시편분석Plasma Radical 질화 처리의 공정인자 및 조직을 최적화하기 위해 다음과 같은 실험을 통하여 질화층 특성을 평가하였다.가. 표면 생성 상 분석질화 처리한 시편의 표면부에 따른 생성 확산 층의 상을 조사하기 위해 Rigaku Model D/Max-2400 X선 회절분석기로 Cu Kα X선을 이용하여 가속전압 30kV, 전류밀도 30mA, 2θ: 25-95 deg., Scan step : 0.02/sec (step delay : 1 sec)의 조건으로 X-선 회절 (XRD) 분석을 행하였다.나. 미세조직 관찰질화 처리된 각 시편의 미세조직을 관찰하기 위해 먼저 각 시편의 표면부를 관찰한 다음, 시편의 중앙부를 종 방향으로 절단하여 Mounting 하고 난후 Emery Paper 1200grit까지 Polishing한 후 알코올을 흘려주면서 1㎛의 Diamond Paste로 Micro-Polishing을 행한 후 Nital (4㎖ 질산＋96㎖ 에탄올)로 10초간 에칭하여 OM(광학현미경) 및 JEOL사의 JSM-5400 FE-SEM(주사식 전자현미경)으로 확산 층의 깊이를 관찰하였다.다. 미소경도 측정플라즈마 라디칼 질화된 시편의 표면의 경도와 플라즈마 처리 결과 생성되는 확산 층에 의한 경화 깊이를 조사하기 위해 깊이에 따른 경도 값의 변화를 측정하였다. 경도 측정 시 Micro-vickers 경도기를 이용하여 측정하기에는 질화 단면의 깊이가 좁아 보다 정확한 측정값을 얻기 위해 Micro-knoop 경도기(10~130㎛)와 Micro-Vickers 경도기(표면 및 150~500㎛)를 동시에 사용하여 측정하였고 Arm의 촉 침을 이용해 촉 침의 변위 또는 촉 침의 상하 움직임의 속도를 전기적으로 검출하고 이것을 증폭 확대하는 방식이다. 본 실험에서는 측정 범위(Sampling Length)를 3mm로 하여 각각 중심선 평균 거칠기 (Ra), 최대 거칠기 (Rt), 최대단면 산 높이 (Rp)로 나타내었다.측정값은 중심선 평균 거칠기(Ra)값을 널리 사용하는데, Ra는 평균 거칠기를 나타내므로 어떤 한개 의 특이한 산이나 골이 있어도 평균화 되어 미치는 영향은 크지 않으며, 최대 거칠기 값과 최대 단면 산 높이 값을 같이 나타내어 보다 정밀한 조도 값을 나타내도록 하였다.바. Radical 질화 / Arc ion plating 경질박막 코팅 층의 특성조사코팅 층의 표면상태 및 두께는 SEM(Scanning Electron Microscope)을 이용하여 측정하였으며, 로크웰 경도기를 이용하여 압흔을 관찰, 라디칼 질화가 경질박막 코팅에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 Scratch test를 통하여 박막의 밀착력을 추정해 보았다.Ⅲ. 실험 결과 및 고찰3.1 AIP & Magnetron Sputtering condition본 논문을 통하여 제작한 장비를 이용하여 AIP와 Magnetron Sputtering에 의해 TiN+WC 코팅을 하였으며, 조건에 따른 결과는 다음과 같다.1. Process of AIP and Magnetron sputteringAIP and Magnetron sputtering 공정 조건입니다. Magnetron sputtering시 TiN은 DC Power를 사용하였고 WC는 RF Power를 사용. 그리고 WC 코팅시 파워를 400,500,600W 로 달리하여 실험.? Arc process of TiN film:SampleI (A)VB (V)Vpre (V)P (torr)T (℃)tpre (min)Ar:N2Value604504502.0~2.2*10-232050:50?Magnetron sputtering process of WC (RF) + Ti확인.

공학/기술| 2008.07.07| 16페이지| 1,000원| 조회(463)

Sputtering, Tin, aip, arc ion plating, magne..

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Investigation on microstructure and anti-wear performance of TiN-WC/TiN films prepared by the hybrid technique of arc ion plating and magnetron sputtering

Investigation on microstructure and anti-wear performance of TiN-WC/TiN films prepared by the hybrid technique of arc ion plating and magnetron sputteringAbstract:By adjusting the power of WC target, TiN-WC films with different composition were prepared on AIP TiN coatings using the hybrid technique of arc ion plating and DC & RF magnetron sputtering. The TiN-WC films are composed with TiN, Ti and WC phases. The microstructure, mechanical properties and wear behaviors of the TiN-WC films were investigated by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope, indentation tester and reciprocating ball-on-disk UMT-2MT tribometer. The results indicated that TiN-WC films were composed of TiN, Ti and WC phases. And the (200) preferred orientation of WC phase was grown on AIP TiN interfilm. The TiN-WC films with thickness of 50~90 nm were formed and the films prepared using WC target of 500 W had thickest WC which is up to 90 nm. And compact and defects free interface among TiN-Wering applications due to their high hardness, high adhesive strength, high wear resistance and good chemical stability. In recent decades, researchers had developed various sorts of nanoscale films, including composite and multilayer films, and their hardness could exceed 40 GPa. Also, these nanoscale films could provide improved performances of adhesive strength, thermal stability, resistance to wear and oxidation.In last years, hard PVD coatings, such as nitrides, carbides or carbonitrides, of titanium, chromium or aluminium and others, have been used to improve the performance of mechanical components reducing the friction coefficient, the wear and the corrosion. Therefore, it was possible to achieve better surface finishing, extended lifetime and decreasing the production and the maintenance costs.These prominent mechanical properties of nanocrystalline films compelled us to consider WC-TiN nanocrystalline in order to develop a new superhard coating. Using the hybrid method of mag-WCProcessValueWorking pressure6.3~6.5*10-3 torrWorking gas ratio of Ar: N220:50Substrate temperature320 oCSubstrate bias voltage-200 VDC power (Ti)150WRF power (WC) (W)400 (TiN-WC1), 500 (TiN-WC2), 600(TiN-WC3)Deposition time1 hourRotational velocity of specimen10 rpmThe value of thickness was gained by measuring the cross-section sample and the deposition rate was calculated via the coating thickness and deposition time. Surface morphologies and microstructure of cross-section were studied by field emission scanning electron microscopy. The phase structure was determined by X-ray diffraction using Cu Kα radiation.Film hardness was measured using a Nanotest 600 with load of 20 mN. The friction and wear behavior was tested on a reciprocating ball-on-disk UMT-2MT tribometer at room temperature with a relative humidity of 45~50% under dry sliding conditions. Si3N4 ball (diameter 2 mm) was used as the counter body. All tests were performed under a load of 20 N, a sliding speed of 0.08 m/sC were (200) and (220) orientations. These results suggest that W2C did not appear in the TiN-WC composite films, which is helpful to mechanical properties such as hardness and wear resistance, especially at high temperature condition.Fig. 3 and Fig.4 are the microstructure of cross-section of TiN-WC films. The TiN-WC films with thickness of 50~90 nm were formed and the films prepared using WC target of 500 W had thickest WC which is up to 90 nm. And compact and defects-free interface among TiN-WC, AIP TiN and substrate was obtained. Compared with the crystalline grain size among these films prepared by different WC target power, the grain size of WC has a decrease with increasing the power of WC target.Fig. 2 XRD of TiN-WC films (a) TiN-WC1; (b) TiN-WC2; (c) TiN-WC3Fig. 3 Microstructure of TiN-WC films (a) TiN-WC1; (b) TiN-WC2; (c) TiN-WC3Fig. 4 Magnification of Fig.3 (a) TiN-WC1; (b) TiN-WC2; (c) TiN-WC3Fig. 5 illustrates the cross-sectional microstructure of the film together with t4 Hardness of TiN-WC filmsSampleABCDAverageTiN18.22017.30420.11016.20117.959TiN-WC128.00127.66526.55627.00727.307TiN-WC230.08931.21725.00832.21729.633TiN-WC334.05432.00826.75422.11028.732(a) (b)(c) (d)Fig. 6 Friction coefficient of AIP TiN and TiN-WC films(a) TiN; (b) TiN-WC1; (c) TiN-WC2; (d) TiN-WC3(a) (b)(c) (d)Fig. 7 worn trace morphology of AIP TiN and TiN-WC films(a) TiN; (b) TiN-WC1; (c) TiN-WC2; (d) TiN-WC3Table 5 Wear rate of of AIP TiN and TiN-WC filmsFilmsTiNTiN-WC1TiN-WC2TiN-WC3Wear rate (mm3/N min)1.514×10-34.071×10-43.753×10-44.020×10-4ConclusionsBy adjusting the power of WC target, TiN-WC films with different composition were prepared on AIP TiN coatings using the hybrid technique of arc ion plating and magnetron sputtering.The TiN-WC films are composed with TiN, Ti and WC phases. The results indicated that TiN-WC films were composed of TiN, Ti and WC phases. And the (200) preferred orientation of WC phase was grown on AIP TiN interfilm. The TiN-WC films with thickness o1).

공학/기술| 2008.07.07| 10페이지| 1,000원| 조회(362)

Mechanical, arc ion plating and, carbonitr..

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형상기억합금

< 형상기억합금의 정의 >가공된 물체가 망가지거나 변형되어도 열을 가하면 원래의 형상으로 되돌아가는 합금. 보통 금속은 탄성한계를 넘어서 변형을 주면 데우거나 식혀도 원래 형태로 돌아가지 않는다. 그러나 어떤 합금은 고온에서 적당한 형상으로 성형한 다음 실온에서 변형한 후 다시 가열하면 원래 성형한 모양으로 되돌아간다.이러한 효과를 형상 기억 효과라고 하는데, 이는 합금이 주어진 형상을 원자 배열로서 기억하고 있기 때문에 생긴다. 이러한 효과는 확산에 의하지 않고 변태하는 합금에서 나타나는데, 고온의 모상원자배열이 저온에서의 변형 때도 기억되고 있다가 다시 고온이 되면 원래의 원자 배열로 재배열하는 것이다.이 경우 형상 회복과 동시에, 큰 힘이 발생한다. 힘이 발생하기 때문에 형상 기억 합금은 감지 소자로서의 용도만이 아니라 기계 부품을 죄는 데 쓰거나, 열 엔진으로서 열에너지를 위치 에너지나 운동 에너지로 변환시키는 데도 이용된다.현재까지 이런 효과가 확인된 합금은 20여 가지인데 금은처럼 귀금속을 주성분으로 하는 것, 13족 원소를 주성분으로 하는 것, 티타늄-니켈로 대표되는 금속 간 화합물로 대별된다. 학계는 이러한 물질은 자기회복성 구조물질로 분류하는데 자동차·항공기 산업에서부터 에너지산업에 이르는 광범위한 분야에 활용될 수 다. 제품의 수명을 연장하고 안전성을 높이며 유지 관리비를 경감함으로써 제품의 생산비를 낮출 수 있기 때문이다.< 형상기억합금의 발견 >금속에 이 같은 형상기억효과가 있다는 것이 처음 알려진 것은 1938년 미국 하버드대학의 「O. 그래닝거」교수와 M.I.T대의 「V. 무래디언」교수에 의해서였다. 이들은 황동에서 마르텐사이트상이 온도의 변화에 의해서 생성, 소멸한다고 발표했다.그 후 일리노이대학의 「T.리이드」등은 Au-Cd 합금의 형상기억효과와 변태에 의해서 발생하는 역학연구를 계속했고 다수의 연구를 통해 Fe-Pt, In-Cd, Fe-Ni, Ni-Al, 스템레스강등 여러 가지 합금이 정도의 차이는 있으나 모두 형상기억을 나타낸다을 만들고 가공할 수 있다. 이러한 소성가공이 가능하기 때문에 니크롬선을 감아서 전기히터도 만들고 두꺼운 스래브를 압연하여 박판을 만든 후 자동차 차체로 가공하고, 철선을 구부려 클립도 만들 수 있다. 이 소성변형이라는 성질은 금속재료의 큰 특징의 하나이며 금속재료가 공업적으로 널리 사용되는 이유이다.그러나 형상기억합금은 변형된 다음 (이 때 변형정도는 어느 임계온도 이하에서 가해주어야 하고 현재의 기술로는 약 10% 미만의 변형이어야 한다.) 이 합금을 다시 가열하면 처음 변형되기 전에 형상을 기억하고 원래의 형상으로 되돌아간다. '재가열'을 통해, 이 합금이 높은 온도에서 우선적으로 취해야 할 결정구조와 이에 걸맞는 형상을 되살려 기억나게 해주는 것이다. 이 합금은 일단 어떤 형상을 기억하면 여러 가지의 형상으로 변형되어도, 적당한 온도로 가열하면 변형 전의 형상으로 돌아오는 성질이 있다. 형상기억 효과를 가지게 하기 위해서는 일정한 열처리가 필요하다. 니티놀의 경우, 어떤 모양으로 만들어서, 고정한 채로 400~500℃의 온도에 30분가량 두면 합금은 이 모양을 기억한다. 일단 기억하면 몇 번 변형하더라도 일정한 온도 이상으로 가열하기만하면 원래의 모양으로 되돌아간다. 이 일정 온도를 ‘형상회복온도’라 부른다. 형상회복온도는 조건을 바꿈으로써 여러 가지로 설정할 수 있다. 예컨데, 은배수를 이용하여 모양을 바꿀 때에도 저온 때와 고온 때의 온도차가 불과 2℃ 정도로 설정하는 것이 가능하므로 응용 분야가 넓다.형상기억합금이 본질적인 특징은 두 가지가 있는데 그 중 첫 번째는‘회복력'이다. 회복력은 온도변화에 따라 처음의 모양으로 되돌아 갈 때 합금에 미치는 응력을 뜻한다. 변형온도에서 순간적으로 원래 상태로 돌아갈 때의 힘을 이용한 여러 예 중 하나가 자동차 열 엔진이다. 몇 년 전 한국과학기술연구원의 기술진에 의해 선 보인 바 있는 열 엔진은 변형과 응력을 적절히 조화시켜 일을 하도록 설계한 동력기로서 흔히 온도차가 나는 두 물탱크에서 동작하도록 설계되었 될 정도의 큰 변형력을 가해 변형시키도 변형력을 제거하면 고무와 같이 원상으로 회복되는 합금이다. 초탄성 합금은 형상기억합금과는 다른 성질인 것 같이 보이는데 사실은 형제와 같은 합금으로 합금의 성분이나 제조법 등 형상기억합금과 거의 같다고 해도 된다.< 형상기억합금의 방향성 >① 일방향성 - 비가역적이다.그림과 같이 어떤 형상기억합금을 저온 -> 고온으로 온도를 높이면 모양이 변한다. 그러나 그 이후에는 온도의 영향을 전혀 받지 않는다면 그 합금은 일방향성이다.② 2방향성 - 가열과 냉각을 통해 두 형상이 반복되는 가역적인 동작이다. 2방향성에서는 고온의 형상과 온도를 올리기 전의 형상을 모두 기억하여 변형한다. 그러나 합금을 형성시키는 공정이 까다로워 효율적이지 않다.2방향성 형상기억 효과는 편리하고 사용이 용이할 것 같지만 2방향성의 동작특성을 얻으려면 합금에 특수한 열처리를 하거나 스프링 등의 부품과 함께 구성해야 하는 공정상의 문제가 있다. 또한 고온과 저온의 각 형상과 그 때 발생하는 힘을 정확히 조절할 수 없는 것도 문제가 되어 별로 사용되지 않고 있다.그림과 같이 2방향성을 가진 합금은 온도에 따라 갖춘 모양이 정해져있다.③ 전방향성 - 2방향 형상효과를 가지면서 실온이하의 더욱 낮은 온도로 냉각하면 고온에서의 형상과 반대의 형상이 나타나는 합금이다. 의탄성 효과가 일어난다.의탄성효과란 변형을 주어 늘어났던 합금에 힘을 제거하면 원래의 형상으로 되돌아가는 것을 말하는데 형상기억합금도 화학조성을 변화시켜 변태점을 적당히 조절하게 되면 상온에서 고무와 같은 큰 탄성을 나타내게 된다.< 합금의 종류와 관련기술 >형상기억효과를 나타내는 합금은 10종 이상 알려져 있으나 실용성 있는 것은 Ni-Ti 계, Cu-Zn-Al 계 2종류이다. 전자의 경우 성능, 가공성이 뛰어나고 가격이 비싼 반면 후자는 재료비용, 열간가공성에서 유리하고 효과면 에서 다소 약한 것으로 평가된다. 또한 V, Cr, Mn, Co등의 제 3원소를 첨가할 경우에 변태온도가 낮아지고 H 구부러진 모양 그대로 있는 반면 온도가 가해지면 원래 형태로 돌아가고 다시 변형되지 않게 된다.이런 놀라운 '기억 금속'의 비밀은 결정 구조에 있다. 결정 구조는 각각의 특성 형태와 각을 가진 수백만 개의 결정 단위의 반복으로 내부 구조가 형성되어 있다. 대부분의 금속합금은 어느 정도 온도가 변해도 크게 영향을 받지 않는 내부 구조를 가지고 있다. 열을 가해 주면 단지 그 성분 원자가 더 빠르게 진동하게 되어서, 외부적인 힘을 가해 구부리거나 형태를 변화시킬 수는 있으나 분자 구조가 변하지는 않는다.반면에 형상기억합금은 온도에 따라 변하는 두 개의 안정된 결정 구조를 가지고 있다. 온도 변화가 하나의 결정 구조를 다른 결정 구조로 바꿀 수 있는 것이다. 이런 변화가 일어나는 임계 온도는 합금 금속의 성분과 종류에 따라 달라진다. 니티놀은 -400℉(-240℃) 에서 212℉(100℃) 까지 넓은 온도 영역에서 모양 기억 효과를 나타낼 수 있도록 만들 수 있다. 니티놀의 고온에서의 원자배열은 면심입방(주사위 모양의 입체로 8개의 모서리와 6개의 면의 중심에 원자가 배열되어 있는 것)으로 이루어져 있는데 이를 냉각하면 어느 온도에서 갑자기 원자배열이 같은 주사위 모양의 배열에서 8개의 모서리 원자는 그대로지만 면에 있던 원자는 주사위의 중심에 위치하게 되는 체심입방으로 바뀌게 된다. 온도에 따른 면심입방과 체심입방의 결정구조 변화로 인해 형상기억효과를 가지게 된다. 그러나 주어진 온도에서 기억 효과를 수행할 수 있기 위한 니켈과 티타늄의 적절한 비를 찾는 것은 시간이 많이 걸리고 어려운 과정이다. 티타늄의 높은 화학 반응 때문에 이 작업은 더 어려워지고 있다. 지금은 구리, 아연, 알루미늄 그리고 기타 미량의 금속들로 구성된 '기억 금속'의 연구도 활발하게 이루어지고 있다.< 산업적 제조방법 >기업에서 형상기억합금을 제조하는 방식은 벌크타입과 포르스타입으로 나뉜다. 벌크타입의 경우 합금을 용해한뒤 압연, 신선 과정을 거친다. 이 합금을 주로 의료용과 산업용으로 매가 올라가는 셔츠’가 소개되었다. 형상기억합금인 니티놀 섬유 1가닥과 나일론 섬유 5가닥으로 짜여진 이 셔츠는 온도에 따라 소매의 길이가 조절되고 다림질도 필요 없다. 특정온도가 될 때마다 처음 만들어졌던 모양으로 돌아오게 되는데 온도가 올라감에 따라 몇 cm씩 짧아지도록 설정된 것이다. 온도가 높은 낮에는 셔츠 소매가 올라가 반팔이 되고 추운 밤에는 긴 팔로 바뀐다. 또한 섬유에 주름이 잡히거나 구겨져도 입기만 하면 체온에 따라 옷이 처음 상태로 펴지므로 애써 다림질할 필요가 없다.④ 로봇의 팔 - 요즘 인간을 닮은 로봇이 간단한 일이나 가사를 돕기 위해 만들어지고 활용되고 있다. 이 로봇의 팔 근육을 만드는 데에도 형상기억합금이 이용된다. 니티놀로 만든 로봇 팔에 전기를 사용해서 열을 가하면 합금이 움츠러들어 수축하고 열을 제하면 이완하는 특성을 이용해서 로봇의 관절부(그립, 손목, 팔꿈치, 어깨)에 사용할 수 있고 전기의 on/off로 빠르게 조절할 수 있다.⑤ 치아 교정 - 의료분야에서도 많은 부분에서 형상기억합금을 이용하고 있다. 니켈(Ni)-티타늄(Ti)으로 만든 치아 교정틀은 형상기억되는 초탄성합금을 재료로 만든 것이다. 보통 금속이라면 소성변형이 일어날 정도로 큰 힘을 가해 변형시켜도 변형력을 제거하면 고무처럼 원래의 모양으로 회복하는 합금인 초탄성합금은 일정한 범위 내에서 일정한 힘을 가해주는데, 부드러운 힘이 계속적으로 작용하기 때문에 치료기간을 단축시킬 수 있다. 신축성을 가져서 오랜 기간 힘을 가해줄 수 있으므로 교정용 재료의 교체 횟수를 줄여준다. 교정틀 뿐 아니라 인공치근에도 상용된다. 잇몸 부분에 인공적으로 치아의 뿌리를 묻는 것으로서 인공치근의 끝부분에 미리 구부러진 치아의 모양을 기억시킨 다음 이것을 곧게 해서 잇몸에 넣는다. 소독한 온수로 양치질을 하여 인공치근 부분을 가열하면 원래 기억한 모양대로 굽어져 탄탄히 박아지게 되는 것이다.⑥ 의학 재료 - 치과이외의 병원에서도 치료에 형상기억합금을 이용하고 있다. 사람의 혈관 속으다.

공학/기술| 2006.11.30| 8페이지| 1,500원| 조회(1,087)

형상기억합금, 니켈 티타늄, Ni Ti, 형상 기억 효과

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온라인 서비스 제공자의 법적 책임1. 의제오늘날은 디지털 혁명과 정보통신 혁명의 시너지 효과에 의해 누구나 손쉽게 지구상의 정보를 사용할 수 있게 되었고, 어느 누구든 인터넷을 통해 대량의 정보를 손쉽게 송, 수신 할 수 있게 되었다. 이런 점에서 오늘날을 지칭하는 정보화 사회라던가 정보시대라는 말의 의미를 우리는 쉽게 알 수 있다. 이런 정보시대로 접어들면서 우리는 많은 정보를 손쉽게 얻고 사용하며 교환이 가능하게 되었고, 그에 따라 정보화 사회라는 새로운 형식의 사회에 접어들게 되었다. 그런데, 그에 따라 현실에서도 그 변화에 맞춰 새로운 변화가 생겼으며, 기존에 발생하지 않던 새로운 문제들도 나타나게 되었다. 변화에 따른 새로운 변화의 대표적인 예를 하나 들어보자. 정보시대는 곧 디지털 시대를 의미하는데, 오늘날의 디지털 시대의 도래는 디지털 저작물(Digital works)'이라고 하는, 종래의 저작물과는 그 존재형식이 다른 새로운 저작물의 탄생을 가져왔는데, 이는 종래의 저작권법이 매체(medium)중심의 권리보호체계였다고 한다면, 디지털화된 정보사회에서는 내용(content), 즉 컨텐츠 중심의 권리보호체계로 변화된 것이다. 그리고 기존에 발생하지 않던 새롭게 나타난 문제로 그 가장 대표적인 예가 바로 저작권에 관한 부분이다. 최근 IT기술의 발달로 인터넷이 생활화 되면서 저작권 침해가 많이 일어나고 있다. 이런 침해 행위 중 대표적인 것이 바로 P2P(Peer To Peer)파일 공유서비스 기술이다. 이런 P2P파일공유서비스와 관련해 온라인상의 저작권 침해 여부가 가장 크게 문제시되고 있는 사건이 우리나라의 경우 소리바다, 미국의 경우 냅스터와 관련한 사건이다. 이사건의 가장 중점이 되는 것은 오라인 서비스 제공자가 법적으로 책임이 있는가? 와 그리고 책임이 있다면 그 책임의 정도는 어디까지인가 하는 것이다. 그래서 여기서는 여러 가지 온라인(디지털 컨텐츠)서비스 중 음악과 관련된 부분의 P2P기술의 개입으로 발생하는 사건을 예로 저작권 침해 여부서는 많은 사람들이 반대하고 있다는 것이다. 이는 사람마다 자신의 이해관계에 따라 나타날 수 있는 반응이라고는 하지만 법적으로 위법한 행위인 저작권 침해의 방지를 위한 목적으로 규제하는 것에 반대의견이 많은 것으로 보아 P2P파일 공유 서비스에 의한 음악파일, 영화파일, 컴퓨터 프로그램 등의 공유가 이미 많은 사람들이 사용하고 있다는 것을 알 수 있다. 그러므로 더 이상 P2P파일 공유 서비스에 의한 저작권 침해의 문제를 두고 볼 수만은 없다.3. 발생 문제1) 복제권의 침해복제란 인쇄, 사진, 복사, 녹음, 녹화 그 밖의 방법에 의하여 유형물로 다시 제작하는 것을 말한다. 최근 복제권 부분에 있어 문제가 되는 것은 플로피디스크나 하드디스크와 같이 장치에 영구적으로 고정되는 것이 아니라 램이나 디스크의 일부에 잠시 저장되었다 사라지는 이른바 일시적 저장이 복제인지의 여부이다. 이외에도 인터넷을 통해 서버(server)의 자료에 접속하고 업로드(upload)나 다운로드(download)없이 컴퓨터 모니터 상에서 디스플레이(display), 즉 열람 또는 감상만 하는 경우에 이를 전시로 볼 것인가 아니면 복제로 보아야 할 것인가가 문제이다.저작권법에 보면 저작재산권의 제한으로써 몇 가지 복제를 인정해주고 있다. 재판절차를 위해 필요한 경우나 입법, 행정의 목적을 위한 내부 자료로서 필요한 경우 복제를 할 수 있다. 다만 저작재산권자의 이익을 부당하게 침해하는 경우에는 복제권 침해로 본다. 그리고 고등학교 및 이에 준하는 학교 이하의 학교의 교육목적상 필요한 교과용 도서에는 공표된 저작물을 게재할 수 있고, 특별법에 의하여 설립되었거나 초, 중등 교육법 또는 고등 교육법에 의한 교육기관 또는 국가나 지방자치단체가 운영하는 교육기관은 그 교육목적상 필요하다고 인정되는 경우에 대통령령이 정하는 바에 의하여 문화관광부장관이 정하는 기준에 의한 보상금을 저작 재산권자 에게 지급하거나 이를 공탁하여야 한다. 다만, 고등학교 및 이에 준하는 학교 이하의 학교에서 복제하는 경우 그 목적을 위하여 정당한 범위 안에서 공표된 저작물을 복제할 수 있으며, 다만 영리를 목적으로 하는 경우에는 복제할 수 없다. 공표된 저작물이 시각장애인 등을 위하여 점자로 복제, 배포할 수 있으며, 시각장애인 등의 복리증진을 목적으로 하는 시설 중 대통령령이 정하는 시설은 영리를 목적으로 하지 않고 시각장애인 등의 이용에 제공하기 위하여 공표된 어문저작물을 녹음하거나 시각장애인 등 전용기록방식으로 복제, 배포 또는 전송할 수 있다. 마지막으로 미술저작물 등의 원작품의 소유자나 그의 동의를 얻은자는 그 저작물을 원작품에 의하여 전시할 수 있으며, 다만 가로, 공원, 건축물의 외벽 그 밖의 일반 공중에게 개방된 장소에 항시 전시하는 경우에는 그 저작권자의 허락을 받아야 한다. 위에서 말한 개방된 장소에 항시 전시되어 있는 미술저작물 등은 어떠한 방법으로든지 이를 복제할 수 있으며, 다만 건축물을 건축물로 복제하는 경우, 조각 또는 회화로 복제하는 경우, 개방된 장소 등에 항시 전시하기 위하여 복제하는 경우, 판매의 목적으로 복제하는 경우는 그러하지 아니하며 전시하는 자 또는 미술저작물 등의 원작품을 판매하고자 하는 그 저작물의 해설이나 소개를 목적으로 하는 목록형태의 책자에 이를 목제하여 배포할 수 있고, 촉탁에 의한 초상화 또는 이와 유사한 사진저작물의 경우에는 촉탁자의 동의 없는 때에는 이를 이용할 수 없다. 이 내용으로 알 수 있듯이 위에서 문제시 되었던 플로피디스크나 하드디스크와 같은 장치에 영구적으로 고정되는 것이 아니라 램이나 디스크의 일부에 잠시 저장되었다 사라지는 이른바 일시적 저장은 복제가 허용되는 범위임을 알 수 있다. 또 다른 문제였던 인터넷을 통해서 서버(server)의 자료에 접속하고 업로드(upload)나 다운로드(download)없이 컴퓨터 모니터 상에서 디스플레이(display), 즉 열람 또는 감상만 하는 경우에 이를 전시로 볼 것인가 아니면 복제로 보아야 할 것인가? 하는 문제에 대해서도 이 부분은 복제가 허용된 범위임을 알 수작권 관리 정보멀티미디어 환경 하에서는 필연적으로 수없이 많은 타인의 저작물을 이용하지 않을 수 없고, 그 이용의 원활화를 위한 제도적 장치가 필요하다.5) 링크의 법적 문제단순히 링크하는 것만으로는 저작권 침해로 볼 수 없다. 링크는 본질적인 상호 사이트를 접속시키기 위해서 존재하며, 허락을 받은 경우에만 접속을 허용하는 것이 옳지 않다. Web 사이트에 올려놓았다는 것 자체가 링크를 허용하도록 묵시적 허락을 하였다고도 볼 수 있을 것이다. 또 하이퍼텍스트 링크에는 저작권으로 보호되는 표현은 존재하지 않고 단지 웹상 자료의 주소만을 포함하고 있을 뿐, 그것은 소위 저작권법으로 보호받을 수 없는 운영의 방법일 뿐이며, 다만 많은 웹사이트에는 인터넷상의 정보에 대한 색인이나 다른 사이트에의 링크를 모아 놓은 경우가 많고, 또 그들 링크의 구성, 순서, 조직 속에는 저작권법으로 보호받을 수 있는 표현도 있을 수 있으므로 이러한 경우라면 저작권 침해로 되는 경우도 있을 것이다.4. 해결방안1) 법적 책임 강화우리나라 P2P파일 공유 서비스의 대부분은 상업적인 목적으로 제공되어 있어 저작권 침해나 음란 정보 유통에 대해 적극적인 대처를 하도록 P2P파일 공유 서비스 제공자의 책임 의무를 강화할 필요가 있다.2) 규제 강화P2P파일 공유 서비스의 유형 중 퓨어방식이나 프리넷 방식은 개인 이용자간의 정보 공유에 보다 초점이 맞추어져 있어 관리(규제)가 힘든 반면, 하이브리드 방식은 주로 기업의 영리추구와 대량의 정보 유통에 이용되므로 강한 관리(규제) 가능성이 있다.3) 디지털 콘텐츠의 기술적 보호온라인 서비스 상에서 복제방지를 위해 콘텐츠에 DRM, 워터마킹 등의 콘텐츠 복제 방지기술을 적용하는 것이다. 이러한 권리 관리 정보는 저작물을 파악하고 이용여부를 결정하며 그 저작물을 이용하기 위하여 필요한 권리 처리를 하는데 필요한 저작물, 저작권자, 이용조건 등에 관한 정보이며, DRM은 암호화 기술 및 관련 기술을 이용하여 허가되지 않은 사용자로부터 디지털 콘텐츠를 안전의 일반적인 손해배상책임의 요건에 따라 그 책임이 인정될 수 있다고 하는 것이다. 고로 미국에서는 온라인 서비스 사업자의 법적 책임을 명백히 인정하고 있는 것이다. 국내에서는 마치 미국의 판례가 일관성을 가지지 못하고 있는 것으로 호도하고 있으나 이는 온라인서비스의 다양한 내용에 대한 각각의 특성에 맞게 법적 책임 정도를 결정하고 있는 것일 뿐, 전체적으로 온라인 서비스 제공자의 법적책임을 인정하고 있다.*우리나라우리나라의 경우, 아직 미국처럼 정확한 판례가 없다. 현재 한국음악저작권협회가 소리바다 개발자를 상대로 낸 음반복제 및 전송권 침해로 인한 손해배상 청구소송에서 한국음악저작권 협회의 승소판결을 내렸다. 하지만 이런 대법원 판례는 전무한데다 이제 겨우 1심이 끝난 상태여서 판결에 대한 재공격과 대안 찾기가 활발하다. 고로 현재까지의 진행 상황을 보면 온라인서비스 제공자의 책임 범위에 있어서 명확한 기준이 없을 뿐 온라인 서비스 제공자의 법적 책임은 인정한다.2) 온라인서비스 제공자의 법적지위온라인서비스 제공자의 법적 책임이 인정되면, 저작권 체계에 있어 그의 법적지위는 출판업자로 볼 것인가 배포업자로 볼 것인가 아니면 제 3의 영역으로 새로운 정립이 필요한 것인가가 문제가 된다. 그러나 전술한 바와 같이 온라인 서비스의 내용에 있어 삭제권 등의 편집권을 행사할 수 있는 전자게시판, 공개자료실 등과 같은 영역이 있는가 하면, 편집권을 전혀 행사할 수 없는 일간 신문 등의 영역도 있으므로 실제사건에서 문제가 된 서비스 영역이 무엇인가에 의해 때론 배포업자로, 때론 출판업자로 성격 지워질 수 있어 온라인 서비스 제공자는 배포업자 및 출판업자로서의 복합적인 지위를 가진다 하겠다. 온라인서비스 제공자들은 이용자들과의 계약인 약관에 의거 서비스를 할 것인가의 여부를 선별하여 제공할 수 있으며 심지어 게시물을 삭제하거나 소프트웨어의 자료실 등록을 거부하기까지 하며, 적합한 게시장소로의 이동도 하고 있는 이상 전화서비스 가입자가 전화를 하기 위해 수화기를 들었을 때

법학| 2006.06.22| 8페이지| 1,500원| 조회(682)

저작권, 링크, 복제권, 온라인 서비스, 전송권

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[상변태]비행기용 외체재료로서 현재 Al합금인 두랄루민 이라고 하는 합금이 이용되고 있다. 이 재료의 요구조건은 가볍고 강도가 높아야 하는데 향후 대체 재료로서의 개발을 위해서는 어떤 합금으로 설계할 수가 ?

< 비행기용 외체재료로서 현재 Al합금인 두랄루민 이라고 하는 합금이 이용되고 있다. 이 재료의 요구조건은 가볍고 강도가 높아야 하는데 향후 대체 재료로서의 개발을 위해서는 어떤 합금으로 설계할 수가 있는지 고안해 보자. >두랄루민(duralumin)알루미늄 합금의 꽃이라고 해도 과언이 아닌 두랄루민은 구리와 마그네슘 및 그 외 1 2종의 원소를 알루미늄에 첨가하여 만든 시효경화성(時效硬化性)을 가지게 한 고력(高力) 알루미늄 합금이다. 1906년 9월 독일인 A. 빌름이 발명하였으며, 그가 소속된 뒤렌(Duren) 금속 회사의 이름과 알루미늄을 따서 두랄루민으로 명명하였다.두랄루민을 세 가지로 나누면 일반적으로 사용해온 두랄루민과 초(超)두랄루민 및 초초(超超)두랄루민으로 구분된다. 이것의 특징은 시효경화성을 가진 점이다. 시효경화란 두랄루민을 500 510 정도로 가열한 후 물속에서 급속 냉각시키면 매우 연한 상태가 되는데, 이것을 상온에 방치하면 시간이 경과될수록 경화되어 철재 정도의 강도를 지닌다. 비중(어떤 물체의 단위중량과 순수한 물 4 일때 단위중량의 비. 순수한 물 4 일때 물의 비중은 1.0이다. 즉, 물을 기준을 1.0으로 하고 다른 물체와 비교한 것이 비중이다)이 2.8이어서 철강의 1/3 밖에 되지 않으므로 중량당 강도가 매우 우수하기 때문에 비행기의 재료로 많이 사용된다. 오늘날의 항공기에 사용되는 재료의 무게 중 약 50 70%는 알루미늄으로 이루어졌다고 보면 된다. 이와 같은 두랄루민은 구리가 섞여 있어 알루미늄 합금 중에서도 내식성이 좋지 않은 단점을 가지고 있다.두랄루민이 비행기 재료로 사용된 후 두랄루민의 개량은 비행기의 발달을 촉진시켰으며, 빌름의 두랄루민보다 강력한 초두랄루민이 여러 종류 개발되었다. 초두랄루민 중에서 오늘날 사용되는 24s는 미국에서 개발한 것으로, 빌름이 발명한 두랄루민보다 마그네슘이 1% 정도 많으며, 불순물로 함유된 미소한 규소는 경화에 관계되는 경우도 있고, 인장강도(引張强度)는 빌름의 것보다 20% 정도 높아 항공기 바깥면의 재료로서 사용된다. 그러나 두랄루민은 구리가 섞여 있어 알루미늄 합금 중에서도 내식성이 좋지 않기 때문에 필요한 경우에는 표면에 얇은 알루미늄을 포개서 합판(合板)으로 만들어 사용하는 경우가 많다. 초초두랄루민 중 ESD는 1930년대 말에 일본에서 연구 개발된 것이다. 8%의 아연, 1.5%의 구리, 1.5%의 마그네슘을 가하여 아연이 섞여 있는 합금의 결점인 응력부식(應力腐蝕)을 크롬과 망간을 0.25% 가하여 방지한 것이다. 75 s라고 하는 미국에서 발명된 재료는 이것과 같은 계열의 합금이다.비행기의 재료 특징요즘 비행기는 많은 사람과 화물을 싣고 아주 높은 고도에서 빠르게 비행하는 것이 보통이다. 이런 조건에서 비행기가 안전하게 비행하려면 기체 구조가 가벼우면서도 튼튼해야 한다. 따라서 항공기는 각 구조 부분별로 그 특성에 맞는 가장 적합하고 우수한 재료를 선택해서 사용하고 있다.비행기의 기체를 구성하고 있는 재료는 그 종류가 매우 많다. 철 합금, 비철 합금, 비금속 재료 등 각 부분에 많은 금속들이 골고루 사용되고 있다. 이와 같은 재료가 기체의 재료로 사용되기 위해서는 강성(물체에 외부에서 힘을 가하면 그 힘에 저항하는 정도)이 커야 하고, 탄성(외부에서 가해진 힘에 의해 변형된 물체가 힘이 사라졌을 때 원상태로 돌아가려는 성질)이 있어야 한다. 게다가 주위 온도에 성질이 변하지 않아야 하고, 피로 파괴(물체에 힘이 반복적으로 가해지면 시간이 경과한 후에 그 물체가 파괴되는 현상) 등에 강해야 한다.향후 대체 재료< 티타늄 합금 >비행기 기술은 더욱 발전해 비행 속도가 음속을 넘게 됐다. 비행기의 속도가 마하 2.7(음속의 2.7배) 이상이 되면 비행기 기체 표면의 온도가 200 정도로 상승, 알루미늄 합금의 강도가 떨어지게 되어 비행기의 기체가 견딜 수 없게 된다. 이와 같이 고속으로 비행하는 기체 구조에 사용되는 재료가 내열성이 강하고 내식성이 우수한 티타늄 합금(titanium alloys)이다.다만 티타늄 합금은 대단히 비싼데다가 구조재료로서의 가공에 난점이 많기 때문에 현재 군용기나 우주선에서나 사용하고 있고 민간기에서는 제트엔진 부분에만 사용하고 있다. 영국과 프랑스 등이 합작하여 개발했던 초음속기 콩코드기도 고가의 티타늄 합금을 전체에 사용하지 못하고 대신에 속도를 마하 2.0수준으로 제한하여 알루미늄 합금으로도 견딜 수 있도록 하는 차선책을 선택하여 운항하고 있는 것이다.이 티타늄 합금은 연강의 2 3배나 되는 강도를 지니며, 비중이 작을 뿐만 아니라 피로(반복적으로 하중(힘)이 작용하여 재료의 특성(강도)이 저하되는 현상)에 강하고 부식에도 강한 장점이 있다. 그러나 소재의 값이 비싸고 가공하기 쉽지 않아 일반 비행기에는 방화벽, 내열벽 등 국한된 부분에만 사용되고 있다.< 복합 재료 -유리 섬유강화 플라스틱(FRP) >최근에는 금속재료 이외에 유리섬유 또는 탄소섬유 등의 복합재료가 등장했다. 최초로 실용화된 것은 유리섬유강화 플라스틱(FRP)이었으나 하중이 가해졌을 때 변형이 심해 탄소섬유강화 복합재료(CFRP)가 주로 쓰이게 되었다.이 복합재료는 비중이 1.5로서 철의 약 1/6이면서 특수강에 버금가는 강도를 가지고 있어 알루미늄 합금을 전부 대체하는 경우 20% 가까이 무게를 줄일 수 있다. 따라서 무게 대비 강도가 철재보다 더 우수하다. 일반적으로 유리 함량이 많을수록 복합재료의 강도가 커지며, 모든 방향에서 균일한 강도를 가지고 있다. 또는 특수한 요구에 맞추기 위해 방향성을 가질 수 있다. 또한 다른 재료와 비교하여 가벼우면서도 좋은 강도를 갖고 있다. 응용 방법에 따라 경량화가 가능하므로 에너지를 감소시키고, 취급이 용이하여 설치시간을 줄일 수 있다. 유리 섬유를 사용하는 복합소재는 넓은 범위의 온도와 물리적 조건하에서 형상을 유지하는 능력, 즉 치수안정성이 우수하다. 이미 구조물에 탄소섬유강화 복합재료를 사용한 비행기가 많이 등장하고 있다. 또한 힘을 아무리 가해도 늘어나지 않는 아라미드섬유가 개발되어 최고의 플라스틱 보강재로 쓰이고 있다.

공학/기술| 2006.06.22| 3페이지| 1,000원| 조회(1,337)

복합재료, 알루미늄 합금, 두랄루민, 티타늄 합금, 유리 섬유강화 플라스

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