Recently, various attempts to produce a heat sink made of Al 6xxx alloys have been carried out using die-casting. In order to apply die-casting, the Al alloys should be verified for die-soldering ability with die steel. It is generally well known that both Fe and Mn contents have effects on decreasing die soldering, especially with aluminum alloys containing substantial amounts of Si. However, die soldering has not been widely studied for the low Si aluminum (1.0~2.0wt%) alloys. Therefore, in this study, an investigation was performed to consider how the soldering phenomena were affected by Fe and Mn contents in low Si aluminum alloys. Each aluminum alloy was melted and held at 680˚C. Then, STD61 substrate was dipped for 2 hr in the melt. The specimens, which were air cooled, were observed using a scanning electron microscope and were line analyzed by an electron probe micro analyzer. The SEM results of the dipping soldering test showed an Al-Fe inter-metallic layer in the microstructure. With increasing Fe content up to 0.35%, the Al-Fe inter-metallic layer became thicker. In Al-1.0%Si alloy, the additional content of Mn also increased the thickness of the inter-metallic layer compared to that in the alloy without Mn. In addition, EPMA analysis showed that Al-Fe inter-metallic compounds such as Al2Fe, Al3Fe, and Al5Fe2 formed in the die soldering layers.

The effect of the alloy systems Al-Mg alloy and Al-Si alloy in this study on the characteristics of die-casting were investigated using solidification simulation software (MAGMAsoft). Generally, it is well known that the casting characteristics of Al-Mg based alloys, such as the fluidity, feedability and die soldering behaviors, are inferior to those of Al-Si based alloys. However, the simulation results of this study showed that the filling pattern behaviors of both the Al-Mg and Al-Si alloys were found to be very similar, whereas the Al-Mg alloy had higher residual stress and greater distortion as generated due to solidification with a larger amount of volumetric shrinkage compared to the Al-Si alloy. The Al-Mg alloy exhibited very high relative numbers of stress-concentrated regions, especially near the rib areas. Owing to the residual stress and distortion, defects were evident in the Al-Mg alloy in the areas predicted by the simulation. However, there were no visible defects observed in the Al-Si alloy. This suggests that an adequate die temperature and casting process optimization are necessary to control and minimize defects when die casting the Al-Mg alloy. A Tatur test was conducted to observe the shrinkage characteristics of the aluminum alloys. The result showed that hot tearing or hot cracking occurred during the solidification of the Al-Mg alloy due to the large amount of shrinkage.

본 연구에서는 특별하게 고안된 In-situ VHP 제조 공정을 이용하여 상온에서 500˚C까지의 진공 열간 압축과 canning 작업 없이 520˚C에서 연속 압출옳 하여 Sicp/pure Al과 SiCp/2024Al MMCs를 제조하였다. 복합재료의 인장강도와 미세구조에 영향을 주는 SiC 입자크기, 체적률, 압출비에 대해서 조사하였다. 압출비 10:1의 경우에는 SiCp/pure Al과 SiCp/2024Al 복합재료 둘 다 건전한 외형과 SiCp의 일정한 분산을 가지면서 SiCp의 균열이 없는 좋은 미세 구조를 가지고 있었다. 그러나 압출비 16:1의 경우에는 체적률이 증가할수록 파괴된 SiC 입자의 수가 증가하였으며 2024Al 기지내의 복합재료와 순수한 Al 기지재 복합재료를 서로 비교하였다. 동일한 체적률과 압출비의 경우에는 SiCp의 크기가 작은 복합재료가 SiCp가 큰 복합재료보다 인장강도가 더 높았다.

Part I에서 도출된 기초 식을 적용하여 입자 분산 강화형, 섬유 강화형 및 적층형 복합재료의 유효탄성제수 및 열팽창계수를 산정 하였다. 일방향 섬유 강화 복합재료의 경우 섬유의 유효 축비 (aspect ratio)가 고려되었으며, 유효 탄성계수는 다른 연구 결과들과 비교하였다. 입자 분산 강화형 복합재료의 유효 체적탄성률 및 전단 탄성률은 Korner의 표식 및 Hanshin과 Shtrikman의 하한치 (lower bounds)와 일치하고 있다. 일방향 섬유 강화 복합재료에서는 6개, Hanshin과 Rosen의 모델에 나타낸 4개의 독립 탄성계수와 일치하고 있다.

본 연구에서는 탄성문제에 관한 Eshelby의 이론을 응용하여 다수의 개재물이 모상 중에 균일하게 분산하고 탄성적으로 불균질한 복합재료의 거시적 응력-변형관계를 정식화하였다. 정식화의 과정에서, 주위의 구속을 받지 않는 어떤 영역에 응력의 발생을 동반하지 않는 변형률 (transformation strain εkl), 즉 열팽창 제수를 갖는 물체가 온도변화 δT 를 갖는 경우의 열팽창 변형 αδT나, 물체가 일정한 소성 변형을 받았을 때의 소성 변형 등을 예로들 수 있는 역학 장을 정의하였다. 본 연구에서 전개한 방법은 선형 탄성론에 기초를 두고 있으며 복합체의 탄성거동만이 아니라 탄성-소성 거동의 해석 또한 가능하게 하였다

Ta2O5 박막은 실리콘산화막, 실리콘질화막 박막에 비해 유전율은 높으나 누설전류밀도가 높고, 절연파괴강도가 낮아 DRAM의 커패시터용 재료로서 실용화가 되지 못하고 있다. 본 연구에서는 LPCVD법으로 형성시킨 300Å 두께의 Ta2O5 유전체박막에 대해 후속열처리 또는 전극재료를 변화시켜 열악한 전기적 특성의 원인을 규명하고자 하였다. 그 결과 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 Ta2O5 박막은 전극에 의한 환원반응에 의해 전기적 특성이 열화됨을 알 수 있었고, 이를 TiN 전극의 사용으로 억제시킬 수 있었다. 다결정 실리콘 전극의 경우 성막상태의 Ta2O5 유전체는 누설정류밀도가 10-1A/cm2, 절연파괴강도가 1.5MV/cm 정도였으며, 800˚C에서 O2열처리를 하면 전기적 특성은 개선되나, 유전율이 낮아진다 TiN 전극을 채용할 경우 누설전류밀도 10-6~10-7A/cm2, 절연파괴강도 7~12MV/cm 로 ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 박막과 비슷한 Ta2O5 고유전막을 얻을 수 있었다.