The objective of this study is to investigate the influence of powder shape and densification mechanism on the microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V components. BE powders are uniaxially and isostatically pressed, and PA ones are injection molded because of their high strengths. The isostatically compacted samples exhibit a density of 80%, which is higher than those of other samples, because hydrostatic compression can lead to higher strain hardening. Owing to the higher green density, the density of BE-CS (97%) is found to be as high as that of other samples (BE-DS (95%) and P-S (94%)). Furthermore, we have found that BE powders can be consolidated by sintering densification and chemical homogenization, whereas PA ones can be consolidated only by simple densification. After sintering, BE-CS and P-S are hot isostatically pressed and BE-DS is hot forged to remove residual pores in the sintered samples. Apparent microstructural evolution is not observed in BE-CSH and P-SH. Moreover, BE-DSF exhibits significantly fine grains and high density of low-angle grain boundaries. Thus, these microstructures provide Ti-6Al-4V components with enhanced mechanical properties (tensile strength of 1179 MPa).

The effects of processing parameters on the flow behavior and microstructures were investigated in hotcompression of powder metallurgy (P/M) Ti-6Al-4V alloy. The alloy was fabricated by a blended elemental (B/E)approach and it exhibited lamellar α+β microstructure. The hot compression tests were performed in the range of tem-perature 800-1000℃ with 50℃ intervals, strain rate 10−4-10 s−1, and strain up to 0.5. At 800-950℃, continuous flowsoftening after a peak stress was observed with strain rates lower than 0.1 s−1. At strain rates higher than 1 s−1, rapiddrop in flow stress with strain hardening or broad oscillations was recorded. The processing map of P/M Ti-6Al-4V wasdesigned based on the compression test and revealed the peak efficiency at 850℃ and 0.001 s−1. As the processing tem-perature increased, the volume fraction of β phase was increased. In addition, below 950℃, the globularization of phaseat the slower strain rate and kinking microstructures were found. Based on these data, the preferred working conditionof the alloy may be in the range of 850-950℃ and strain rate of 0.001-0.01 s−1.

Nickel-based superalloy IN 713C powders have been consolidated by hot isostatic pressing (HIPing). The microstructure and mechanical properties of the superalloys were investigated at the HIPing temperature ranging from 1030o C to 1230o C. When the IN 713C powder was heated above γ' solvus temperature (about 1180o C), the microstruc- ture was composed of the austenitic FCC matrix phase γ plus a variety of secondary phases, such as γ' precipitates in γ matrix and MC carbides at grain boundaries. The yield and tensile strengths of HIPed specimens at room temperature were decreased while the elongation and reduction of area were increased as the processing temperature increased. At 700o C, the strength was similar regardless of HIPing temperature; however, the ductility was drastically increased with increasing the temperature. It is considered that these properties compared to those of cast products are originated from the homogeneity of microstructure obtained from a PM process.

Tool steels serve a large range of applications including hot and cold workings of metals and injection mouldings of plastics or light alloys. The high speed steels (HSS) are specifically used as cutting tools and wear parts because it has high strength, wear resistance and hardness along with appreciable toughness and fatigue resistance. From the view of HSS microstructure, it can be described as metallic matrix composites formed by a ferrous with a dispersion of hard and wear resistant carbides. The experimental specimens were manufactured using the PIM with T42 powders (50~80 vol.%) and polymer (20~50 vol.%). The green parts were debinded in n-hexane solution at for 8 hours and thermal debinded at an mixed gas atmosphere for 8 hours. Specimens were sintered in high vacuum ( Torr) and various temperatures.

In order to investigate the microstructure and mechanical properties of WC-10 wt% Co insert tool alloy fabricated by PIM (Powder Injection Molding) process, the feedstock of WC-10 wt% and wax used as a kind of binder were mixed together by two blade mixer. After injection molding, the debinding process was carried out by two-steps. First, solvent extraction, in which the binder was eliminated by putting the specimen into normal hexane for 24 hrs at , and subsequently thermal debinding which was conducted at and for 6 hrs in the mixed gas of , respectively. Meantime, in order to compensate the decarburization due to hydrogen, 1.2~1.8% of carbon was added to ensure the integrity of the phase. Finally, the specimens were sintered in vacuum under different temperatures, and the relative density of 99.8% and hardness of 2100 Hv can be achieved when sintered at , even the TRS is lower than the conventional sintering process.

High speed steels (HSS) were used as cutting tools and wear parts, because of high strength, wear resistance, and hardness together with an appreciable toughness and fatigue resistance. Conventional manufacturing process for production of components with HSS was used by casting. The powder metallurgy techniques were currently developed due to second phase segregation of conventional process. The powder injection molding method (PIM) was received attention owing to shape without additional processes. The experimental specimens were manufactured with T42 HSS powders (59 vol%) and polymer (41 vol%). The metal powders were prealloyed water-atomised T42 HSS. The green parts were solvent debinded in normal n-Hexane at for 24 hours and thermal debinded at mixed gas atmosphere for 14 hours. Specimens were sintered in , gas atmosphere and vacuum condition between 1200 and . In result, polymer degradation temperatures about optimum conditions were found at and . After sintering at gas atmosphere, maximum hardness of 310Hv was observed at . Fine and well dispersed carbide were observed at this condition. But relative density was under 90%. When sintering at gas atmosphere, relative density was observed to 94.5% at . However, the low hardness was obtained due to decarbonization by hydrogen. In case of sintering at the vacuum of torr at temperature of , full density and 550Hv hardness were obtained without precipitation of MC and in grain boundary.

Crack generation during die compaction and distortion during sintering have been critical problems for the conventional pressing and sintering process. Until now, trial and error approach with engineers' industrial experiences has been only solution to protect the crack generation and distortion. However, with complexity in shape and process it is very difficult to design process conditions without CAE analysis. We developed the exclusive CAE software (PMsolver/Compaction) for die compaction process. The accuracy of PMsolver is verified by comparing the finite element simulation results with experimental results. The simplified procedures to find material properties are proposed and verified with iron based powder and tungsten carbide powder. Based on the accurate simulation result by PMsolver, the optimal process conditions are designed to get uniform density distribution in a powder compact after die compaction process by using a derivative based optimization scheme. In addition, the effect of non-uniform density distribution in a powder compact on distortion during sintering is shown in case of the fabrication of tungsten carbide insert.

CEM BIO P.E.필름으로 피복된 시설에서 300~1,100nm 사이의 분광투과율은 일반 P.E. 필름으로 피복된 시설보다 높았다. 전반적으로 시설내 광투과율은 이중피복, 골조, 기타시설물 때문에 노지에 비하여 절반 수준을 나타냈다. 순복사량은 CEM BIO P.E. 필름 피복시설이 5,424.5W.m-2 로서 일반 P.E.필름 피복시설보다 2.9% 낮았고, 광합성유효복사 투과율은 CEM BIO P.E.필름 피복시설이 3,861.2W.n-2 로서 일반 P.E. 필름 피복시설보다 3.8% 높았으며, 무가온기의 적산최저온도는 CEM BIO P.E. 필름 피복시설이 일반 P.E. 필름 피복시설보다 1일 평균 0.35℃ 높았다. 정식후 30일의 풋고추 생육은 CEM BIO P.E. 필름 피복시설에서 초장, 경경, 엽면적, 생체중, 건물중 및 군락생산구조가 우수하였고, 과실은 과중이 11.28g으로 일반 P.E. 필름 피복시설 보다 1.25g 무거웠으며, 상품율은 2.7% 높았다. 1997년 11월 19일부터 1998년 3월 3일 사이의 수량은 CEM BIO P.E. 필름피복시설에서 7.4% 많았으나 전체적인 수량은 차이를 보이지 않았다.

본 연구는 오이수확기 개발을 위하여 오이의 인식에 장해가 되는 잎의 부분적인 제거 및 기계화를 위한 재배방식이 오이의 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 세가지 형태의 잎제거 방식과 두가지 형태의 정식간격, 그리고 3가지 형태의 줄기 유인방식을 정하여 오이의 전장, 수량과 1등급비율을 측정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 잎제거 형태에 따른 오이의 생육을 관찰하기 위해서 전장을 측정한 결과, 관행적인 제거방식의 경우, 일정 실험기간동안 평균 52.2cm 생장하였다. 또한, 2일마다 하부잎 하나를 제거한 경우에는 평균 51.5cm 생장하였다. 수확한 오이가 있는 경우 하부의 잎을 모두 제거한 경우에는 평균 51cm가 생장한 것으로 보아 평균 3% 이내의 차이를 보였다. 또한, 24cm, 30cm의 주간간격에 따라서는 각각 평균 50.8cm, 51.8cm의 약 2%정도 생장에 차이를 보였다. 따라서 부분적인 잎제거는 오이의 생장에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 2. 판별변수의 하나인 수량과 1등급비율을 잎제거 형태에 따라 비교해 보면, 관행적인 제거방식의 경우, 평균 한주당 2.6개/일 를 수확하였다. 1등급 비율은 56.7%로 나타났다. 또한 2일마다 하부잎 하나를 제거한 경우에는 평균 한주당 2.47개/일의 수확이 있었으며, 1등급 비율은 53.1%로 나타났다. 마지막으로 수확한 오이가 있는 경우 하부의 잎을 모두 제거한 경우에는 한주당 평균 2.48개/일 를 수확하였으며, 1등급 비율이 56.3%로 나타났다. 따라서 수량의 차이는 약 6%정도이고 1등급 비율도 10% 이내로 큰 영향은 없는 것으로 판단되었다. 3. 오이의 주간간격에 따른 수량과 1등급비율을 측정한 결과, 24cm의 경우 한주당 2.3개/일의 평균수확이 되었다. 1등급비율은 59.8%, 30cm의 경우 한주당 평균 2.5개/일을 수확하였으며, 1등급은 57.2%로 나타났다. 따라서 수량은 24cm의 경우가 약간 적었지만 1등급의 비율로 환산하면 크게 차이가 없는 것을 알 수 있다. 따라서 농가전체 수량을 기준으로 한다면 24cm가 유리하다고 판단되었다. 4. 줄기유인 형식에 따라 수량과 1등급비율을 살펴보면, 관행적인 방법은 평균 한주당 2.9개/일, 42.8%, 직립후횡유인은 평균 한주당 2.2개/일, 61.3%, 직립후 가로줄유인은 평균 한주당 2.2개/일, 54.1%로 나타났다. 따라서 수량과 1등급을 동시에 고려하면, 큰 차이는 없지만, 직립후 횡유인방법과 직립후 가로줄유인의 경우는 오이가 지면에서 상대적으로 상부에 위치하므로 영상인식과 기계화 측면에서 유리할 것으로 생각되었다.

본 연구에서는 다동온실내 작물의 생체정보와 실내외 환경요인의 정보를 얻기 위하여 복합환경제어용 시스템을 개발하였다. 이를 원예연구소에 설치하여 작동이 잘되는 것을 확인하였다. 앞으로 복합환경제어가 될 수 있도록 작물에 대한 온실의 환경 및 생체정보에 관한 연구가 필요할 것이다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 하드웨어는 각 기능별로 완전한 독립구조로 된 모듈형태로 구성이 되며, 각 모듈이 슬롯형태로 제작되어 수리 및 수정이 용이하고, 이동이 편리한 장점을 가지고 있다. 2 PC에서 통신을 통하여 시스템의 규모를 조절할 수 있으며, 각 입출력 단자의 기능 및 범위를 조절할 수 있다. 또한 각 제어 블록 사이에도 통신이 가능하여 유동성과 확장성이 뛰어나다. 3 환경제어 로직은 기존의 시스템에서 사용되었던 타이머를 이용한 작동기기별로의 제어가 아닌 온실전체의 온도와 습도를 위주로 하여 시퀀스 제어를 하도록 구성하였다.

본 연구에서는 반사필름 멀칭과 북측면의 반사판설치에 의한 보광이 토마토의 광이용에 미치는 영향을 밝히기 위해 토양 및 수경재배를 통해 토마토의 엽온변화, 기공특성, 증산.광합성속도 등의 변화들을 중심으로 검토하였다. 보광 처리에 의해 토마토엽의 기공밀도는 증가하였으나 기공의 크기와 면적은 차이가 얼었다. 근권부의 삼투포텐셜이 낮으면 광반사에 의한 기공저항이 컸고 증산속도는 낮았으며 엽온은 40.62℃까지 상승했다. 또한 보광에 의해 광합성속도도 저하했으나 엽록소 함량에는 차이가 없었다. 반사필름 멀칭으로 온실가루이의 기피효과는 있었다 약광기 동절기에 반사필름 멀칭 등의 보광처리에 의한 증수나 품질향상은 엽의 기공밀도의 증가로 활발한 증산 .광합성작용으로 체내의 물질대사나 생장에 영향을 주고 그 결과 간접적으로 무기성분의 흡수나 분배에 영향을 주어 생육 및 수량 둥이 양호했다고 생각된다.

오이(샤프 1호)와 암면, 톱밥, 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1(이하 체적비임), 펄라이트+피트모스 1:1, 펄라이트+훈탄 7:3, 왕겨와 10mesh 이하로 분쇄한 왕겨 7:3의 비율로 각각 혼합한 배지를 공시하여 배지의 물리성과 작물의 생육 및 수량을 조사하였다. 함수율은 10 mesh 이하로 분쇄한 왕겨에서 42.5%로써 타 배지에 비하여 높았고, 펄라이트와 훈탄을 7:3으로 혼합한 배지에서 31.8%로써 타 배지에 비하여 낮았다. 초장, 엽수, 생체중 및 건물중 등의 생육은 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1로 혼합한 배지에서 왕성하였으며, 상품과율 및 수량도 생육과 같은 경향을 나타내었다. K를 제외한 식물 체내 모든 무기양분의 함량은 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1로 혼합한 배지에서 높았으며, K의 함량은 펄라이트+훈탄 7:3에서 타 배지에 비하여 높았다.

본 연구는 오이 재배 시에 재배요인으로 관수방법에 따른 토양내 수분함량의 차이가 오이의 저장성과 몇 가지 품질에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 1. 저장중 생체중은 과실내 수분함량이 많았던 점적관수 처리구가 13℃, 24℃저장에서 모두 저장 초기부터 최종일까지 그 감소의 폭이 컸으나 저장 최종일에는 처리간 유의성은 없었다. 2. 건물율은 저장 초기부터 최종일까지 점적관수 처리구가 관행관수 처리구보다 낮게 나타났으며 저장기간 중 감소하는 경향이었다. 13℃와 24℃ 저장에서 모두 같은 경향이었으나, 24℃ 저장시 그 감소폭이 더 컸다. 3. Vitamin C 함량은 저장기간 중 감소하는 경향이었는데, 13℃에 비해 24℃ 저장에서 그 감소폭이 더 컸다. 그러나 관수방법 별로는 그 차이에 유의성이 보이지 않았다. 4. 오이과실의 경도는 13℃와 24℃에서 모두 저장 종료일까지 과경부가 화흔부보다 높게 나타났으나, 저장온도(13℃, 24℃)과 관수방법(관행관수, 점적관수)별로는 유의성이 나타나지 않았다. 5. 점적관수는 관행관수 방법보다 다소 많은 수분이 공급되지만, 소량의 수분을 지속적으로 공급하므로 과다관수로 인한 오이과실의 저장성 및 품질의 저하는 나타나지 않았다.

고형배지경에서 육묘기와 정식 후의 배양액농도의 차이가 토마토의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 본 실험을 수행하였다. 배지는 펄라이트, 버미큘라이트 및 피트모스를 사용하였으며, 배양액 농도는 육묘기 때에는 0.5, 1, 2, 3 및 5mS/cm로 각기 다르게 처리되었고 정식후에는 1, 2 및 3mS/cm로 처리되었다. 모든 배지에서 총과수, 총수량, 상품과수 및 상품수량은 1.0mS/cm보다 2.0-3.0mS/cm에서 훨씬 더 높았다. 기형과율은 피트모스>펄라이트>버미큘라이트 순이었으며 비타민C 함량은 버미큘라이트>펄라이트>피트모스 순이었다. 모든 배지에서 육묘기에는 2.0-5.0mS/cm, 정식 후에는 2.0-3.0mS/cm로 관리했을 때, 상품수량이 높게 나타났다. 육묘기 뿐만 아니라 정식 후의 배양액농도는 총수량, 상품수량 및 당도에 결정적인 영향을 미쳤다. 그러나, 총과수와 상품과수는 정식 후의 배양액농도에 의해 큰 영향을 받았다.

1. 시설형태별 온도분포는 Type 1의 경우 지붕의 환기구가 없기 때문에 중력환기는 거의 일어나지 않고, 풍력환기에만 의존하게 되므로 풍속이 약한 경우는 온도가 상승하였다. Type 2 및 Type 3는 지붕의 환기구를 통하여 중력환기가 일어나기 때문에 대체로 온도 분포도 균일한 편으로 나타났다. 2. 시설형태별 평면 광분포는 Type 1가 가장 높고 Type 2, Type 3순으로 나타났다. 즉 일사투과율에 의한 지면 일사 도달율과 직접적으로 관련되기 때문에 Type 1, Type 2, Type 3순으로 지면온도 상승에 영향을 주었다. 3. 환기모델과 열수지 모델을 도입하여 환기량 및 실내온도 변화를 구한 결과, 시설형태별 풍속의 변화에 따른 내외기온차 변화는 Type 1이 가장 크고 Type 2, Type 3순이었다. Type 1의 경우 다른 형태에 비하여 풍속이 1 ㎧로 증가하면 급격히 내외기온차가 감소하였다. 4. 실측치를 사용하여 모델에 의한 풍속변화에 따른 환기량의 변화를 추정한 결과, Type 3 및 Type 2가 상대적으로 Type 1보다 낮은 경향을 나타냈다. 5. 전체적으로 개량형인 Type 2 및 Type 3은 관행형인 Type 1보다 효율적이라고 판단된다. 특히, 성력화의 차원에서 보면 Type 3이 Type 2보다 월등히 우수하기 때문에 자연적인 강우차단 능력이 보장된다면 Type 3이 Type 2보다 효율적이라고 사료된다.

고형배지경에서 배양액농도가 토마토의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 본 실험을 수행하였다. 배지는 펄라이트, 버미클라이트 및 피트모스를 사용하였으며, 묘들은 육묘기 때에는 0.5, 1, 2, 3 및 5mS/cm의 각기 다른 배양액농도로 재배되었고 정식후에는 1, 2 및 3mS/cm의 농도로 옮겨져 재배되었다. 육묘기 때에 배양액농도를 0.5mS/cm에서 3.0mS/cm로 높임에 따라 유묘의 광합성속도는 3가지 종류의 배지에서 모두 증가하였으며, 0.5-3.0mS/cm 범위 이상의 농도에서는 광합성속도가 감소하였다. 초장, 엽장, 엽폭, 경경 및 지상부 건물중은 펄라이트에서는 배양액농도를 0.5mS/cm에서 5mS/cm로 높임에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 버미클라이트에서는 2-5mS/cm에서 높았으며, 피트모스에서는 3mS/cm일 때 가장 높았다. 따라서 묘의 초기생장에 대한 배지별 적정배양액농도는 배지에 따라 차이가 있는데, 펄라이트에서는 3-5mS/cm, 버미클라이트와 피트모스에서는 각각 2-5mS/cm, 3mS/cm인 것으로 나타났다. 정식 후에 배양액농도를 1mS/cm에서 3mS/cm로 높임에 따라 3가지 종류의 배지에서 모두 건물중이 크게 증가하였다. 그러나, 육묘기와 정식 후에 계속하여 5mS/cm의 고농도로 재배한 것들의 건물중은 단지 조금 증가하였다.

본 실험은 시설오이의 상품성 향상 및 생산성 증대를 위하여 주지형인 만능청장마디오이와 측지형인 사엽오이를 유인방법을 달리하여 재배하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 유인방법 개선을 위한 오이의 저절위 착과특성을 조사하였던 바, 만능청장마디오이의 경우는 3마디까지, 사엽오이의 경우는 4마디까지가 수량 및 상품성이 불량하여 적과재배하는 것이 효과적이었다. 2. 오이의 유인방법 별 초기생육 및 과실의 개화시 자방중, 곡과도, 생장해석면에서 만능청장마디 오이는 횡유인, 종유인, 사면유인 순으로 좋았고 사엽오이는 횡유인, 사면유인, 종유인 순으로 좋게 나타났다. 3. 오이의 유인방법에 따라 초고별 상대조도와 적산엽면적지수로 본 작물의 수광태세는 만능청장 마디오이에서는 종유인과 횡유인이 사면유인보다 양호하였고 사엽오이는 횡유인, 종유인, 사면유인 순으로 나타났다. 4. 수량 및 품질은 만능청장마디오이와 사엽오이 모두에게 횡유인이 가장 우수하게 나타났다.

본 연구에서는 일반농가에서 시설내 환경이 불량한 아치형 파이프하우스를 간이시설로 이용하고 있어 시설내 환경이 개선된 간이시설을 개발하여 작물생장반응을 구명코자 톱날형과 개량아치형, 관행아치형의 시설형태와 노지로 구분, 시험을 실시하여 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 개량아치형은 관행아치형에 비해 최고 4℃의 온도가 낮아졌고, 톱날형은 1℃이상 낮아 시설내 환경이 개선되었다. 2. 지하부 환경에서 관행아치형에 비해 잠열냉각+배수개선 처리는 1.3℃가 낮고, 배수개선 처리는 0.9℃가 낮게 나타나 잠열효과를 1℃이상 보았다. 3. 톱날형은 하우스파이프를 지주겸용으로 설치하여 성력화면에서 가장 우수하였으며 환기를 위한 인력이 필요치 않아 노동력을 절감할 수 있는 시설로 개발되어졌고, 개량아치형은 환기를 위한 노동력은 필요하였으나 하우스파이프를 지주겸용으로 설치하였으므로 관행아치형에 비해 성력화되었다. 4. 토마토 상품과율은 개량아치형이 4,897kg/10a로 가장 많았고 관행아치형이 그 다음 순이었으며 광합성과 직접적인 관계가 되는 엽면적은 톱날형이 다른 형태보다 가장 넓었다. 5. 수량 및 상품성을 높이기 위해서는 환기면적이 넓은 개량아치형이 간이시설로써 적당하였고, 지하부 환경개선 효과는 톱날형의 잠열냉각+배수개선 방법이 좋았으며, 개량아치형과 관행아치형은 배수개선이 효과적이었다. 6. 톱날형, 개량아치형 간이시설은 성력화되고 시설내 환경이 개선되어졌으며, 관행아치형 시설형태를 좀더 발전시켜야 할 것으로 사료된다.