The achievement of high density at reasonable cost is one of the major challenges of the P/M industry. One of the key factors contributing to the compressibility of a mix is the lubricant. New experimental lubricants enabling higher green density by conventional compaction or temperature-controlled die compaction were identified. The compaction and ejection characteristics of these new lubricants as measured with a fully instrumented lab press are presented and compared to that of conventional lubricants.

In recent years, demands for sintered ferrous material with higher strength are increasing. To satisfy these demands, studies and commercial use of the die wall lubrication method, the warm compaction method and the combination of both methods are widely carried out to achieve high density. The die wall lubrication warm compaction method makes it possible to achieve high density by reducing internal lubricant through die wall lubrication, although the method involves several issues such as prolonged cycle time due to lubricant spraying and difficulty in spraying lubricant in the case of compacting with complicated geometry. Meanwhile, the conventional warm compaction method requiring no die wall lubricant application cannot achieve such a high density as in the case of die wall lubrication warm compaction due to higher volume of internal lubricant. However, this report discloses our study result in which the possibility of improving density is exhibited by using a lubricant type with superior dynamic ejection property that can reduce volume of lubricant additive.

In order to improve mechanical properties, the hypereutectic Al-20 wt%Si based prealloy powder was prepared by gas atomization process. Microstructure and compressibility of the atomized Al-Si powder were investigated. The average powder size was decreased with increasing the atomization gas pressure. Size of primary Si particles of the as-atomized powder was about . The as-atomized Al-Si powder such as AMB 2712 and AMB 7775 to increase compressibility and sinterability. Relative density of the mixed powder samples sintered at was reached about 96% of a theoretical density.

Some authors have concluded that spiral structures and shocks do not develop if an adiabatic index ɤ > 1.16 is adopted in accretion disc modelling, whilst others have claimed that they obtained well defined spirals and shocks adopting a ɤ = 1.2 and a M2/ M1 = 1 stellar mass ratio. In our opinion, it should be possible to develop spiral structures for low compressibility gas accretion discs if the primary component is a black hole. We considered a primary black hole of 8M⊙ and a small secondary component of 0.5M⊙ to favour spiral structures formations and possible spiral shocks via gas compression due to a strong gravitational attraction. We performed two 3D SPH simulations and two 2D SPH simulations and characterized a low compressibility model and a high compressibility model for each couple of simulations. 2D models reveal spiral structures existence. Moreover, spiral shocks are also evident in high compressibility 2D model at the outer disc edge. We believe that we could develop even well defined spiral shocks considering a more massive primary component.

본 연구는 섭입대 환경에서 다양한 액체들과 제올라이트와의 반응을 이해하기 위한 선행단계로, 섭 입대 내 대표 제올라이트 중 하나인 스틸바이트(NaCa4(Al9Si27)O72·28(H2O))의 압축거동을 관찰하였다. 물과 NaHCO3 용액을 매개체로 사용하였으며, 상압에서 최대 2.5 GPa까지 가압하였다. 1.0 GPa 이하에서는 두 실험 모두 0.001~0.004 GPa-1 범위의 낮은 선형압축률과 220(1) GPa의 높은 체적탄성률을 보였다. 이는 물분자 또는 양이온이 스틸바이트의 채널 내부로 유입되면서 구조가 매우 치밀해졌기 때문으로 추측된다. 반면, 1.0 GPa 이상에서는 두 실험의 경향이 다르게 관찰되었다. 물의 실험에서는 c축, NaHCO3의 실험에서는 b, c축의 선 형압축률이 모두 0.006(1) GPa-1으로 급격하게 증가하였다. 체적탄성률은 물과 NaHCO3의 실험에서 각각 40(1), 52(7) GPa의 값을 보여, 1.0 GPa 이전과 비교했을 때 압축률이 4배 이상 높아졌다. 이는 1.0 GPa 이상의 압 력에서 압력매개체 내 물이 얼기 시작하면서 스틸바이트 내부로 유입이 멈추었고, 단지 채널 내에서 양이온 및 물분자가 이동함에 따라서 생기는 현상으로 판단된다. 특히 NaHCO3의 실험에서는 소듐 양이온이 치환됨에 따라 구조 내부의 분포가 달라졌을 것으로 추측되며, 이는 (001)과 (020)피크의 상대강도 비율이 물의 실험과 다른 경향으로 나타난 것을 근거로 예상해볼 수 있다.

인회석 광물 군에 속하는 녹연석(Pb4.85(P1.02O4)3Cl1.04)에 대한 상온-고압 상태방정식 연구를 시 행하였다. 대칭형 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 33.4 GPa까지 압력을 증가시키면서 각분산 X-선 회절법과 방사광을 이용하여 회절 데이터를 검출하였으며, 시료에 가해준 압력은 루비 형광파의 파장 변화를 측정하여 결정하였다. 본 고압실험에서 시행한 압력의 범위 내에서 상변이는 관찰되지 않았으 며, 정압상태에서 체적탄성률(K0)은 K0’ = 13(2)일 때 80(7) GPa로 계산되었다. 본 연구에서 결정된 상온상태에서 녹연석의 체적탄성률 신뢰도를 정규화압력 및 정규화응력변형 분석을 하여 평가하였다.

인회석 광물 군에 속하는 녹연석(Pb4.85(P1.02O4)3Cl1.04)에 대한 상온-고압 상태방정식 연구를 시 행하였다. 대칭형 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 33.4 GPa까지 압력을 증가시키면서 각분산 X-선 회절법과 방사광을 이용하여 회절 데이터를 검출하였으며, 시료에 가해준 압력은 루비 형광파의 파장 변화를 측정하여 결정하였다. 본 고압실험에서 시행한 압력의 범위 내에서 상변이는 관찰되지 않았으 며, 정압상태에서 체적탄성률(K0)은 K0’ = 13(2)일 때 80(7) GPa로 계산되었다. 본 연구에서 결정된 상온상태에서 녹연석의 체적탄성률 신뢰도를 정규화압력 및 정규화응력변형 분석을 하여 평가하였다.

황철석에 대한 압축성 연구를 다이아몬드 앤빌 기기 및 방사광을 이용하고 에너지분산 X-선회절법을 적용하여 상온에서 시행하였다. 황철석의 체적탄성률은 실험조건과 실험기기에 따라 매우 큰 변이를 보이고 있는데 이는 압력전달매체의 특성에 따른 것으로 알려져 있다. FeS2#1(황철석+NaCl)과 FeS2#2(황철석+MgO)에 대해 압력전달 매체로 각각 NaCl과 유체를 이용하여 체적탄성률 138.9 GPa와 198.2 GPa를 각각 얻었다. 이러한 값은 시료방의 압력상태에 따른 예측 결과치에 대치되는 것으로 그 원인은 압력전달액체의 상변이에 따른 것으로 추정되며 이외에 고상검출기의 차이, E*d값의 차이 등도 영향을 미친 것으로 판단된다. 모든 실험은 포항가속기연구소 1B2 빔라인에서 시행되었다.

석류석은 하부맨틀의 최상부인 약 660 km깊이까지 올리빈, 휘석과 함께 주요한 구성광물 중의 하나이다. 석류석은 약 660 km를 지나 하부맨틀에서 페롭스카이트와 코런덤으로 상변이를 하는 것으로 알려져 있으나, 실험방법 및 상변이 깊이와 상변이 경로에 대해서 아직까지 논쟁의 대상이 되고 있다. 실험은 천연산 알만딘((Fe2.52Ca0.21Mg0.18Mn0.12)Al2.23Si2.97O12)에 마오-벨 타입의 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 실온에서 62 GPa까지 압축실험을 시행하여 체적탄성계수를 결정하였다. 실험결과는 다음과 같다 : 62 GPa에서 격자상수 = 10.775 a, 체적 = 1251.16 a3, X-선밀도 = 5.265 g/cm3, 버치-머내한 상태방정식을 이용하여 계산한 체적탄성계수는 156 GPa이다(이때 K0 '는 4로 가정함). 본 연구는 포항가속기연구소의 방사광을 이용하여 시행한 국내 첫 고압실험결과이다.