입자 복합재료는 입자의 형상, 크기 그리고 분포의 산포특성으로 인해 물성치의 편차가 존재하고, 입자 복합재료를 사용 한 시스템의 거동 또한 산포가 존재한다. 하지만 입자의 산포특성을 고려하기 어려우므로 균질화법을 사용하여 시스템의 거 동을 해석하거나 국부영역에서 미세구조를 적용하여 해석한다. 본 연구에서는 입자의 랜덤적 산포특성을 고려하기 위해 RMDFs(random morphology description functions)를 사용하여 랜덤 미세구조를 생성하였고, 단면 1차 모멘트를 사용하여 가우시안 함수의 수(N)와 입자의 산포특성의 관계를 분석하였다. 그리고 랜덤 미세구조 구조물의 거동을 분석하기 위하여 랜덤 미세구조를 전체에 반영한 외팔보에 multi-scale 해석을 수행하였다. 그 결과 입자의 산포특성과 외팔보의 처짐의 편차 는 N의 증가에 따라 감소하고 N=200에서 수렴하는 것을 확인하였다.

Titanium alloys and Titanium alloy-based particulate composites were synthesized using the blended elemental P/M route. First, processing conditions such as the fabrication of master alloy powder were investigated. Ti-6Al-4V, Ti-5Al-2.5Fe, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, IMI685, IMI829, Timetal 1100 and Timetal 62S, and Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo/ 10%TiB and Timetal 62S/10%TiB were then synthesized using the optimal processing conditions obtained. The microstructures and mechanical properties such as tensile strength and high cycle fatigue strength were evaluated.

본 연구에서는 기지개와 미시구멍으로 구성된 복합재료에 입자보강 복합재료의 등가 재료상수 예측기법인 평균장 근사이론과 등가원리를 적용하여 위상 최적화에 필요한 등가 재료상수와 설계변수와의 상관관계식을 유도하였다. 또한, 유도된 관계식에 중간값을 갖는 설계변수의 수를 줄이기 위하여 벌칙인자를 도입하였다. 그리고 본 연구의 타당성을 검증하기 위하여 벌칙인자가 도입된 위상 최적화문제를 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 해석하였다.

The fabrication process and properties of SiC particulate preforms with high volume fraction above 50% were investigated. The SiC particulate preforms were fabricated by vacuum-assisted extraction method after wet mixing of SiC particulates of 48 in diameter, as inorganic binder, cationic starch as organic binder and polyacrylamide as dispersant in distilled water. The SiC particulate preforms were consolidated by vacuum-assisted extraction, and were followed by drying and calcination. The drying processes were consisted with natural drying at for 36 hrs and forced drying at 10 for 12 hrs in order to prevent the micro-cracking of SiC particulates preform. The compressive strengths of SiC particulate preforms were dependent on the inorganic binder content, calcination temperature and calcination time. The compressive strength of SiC preform increased from 0.47 MPa to 1.79 MPa with increasing the inorganic binder content from 1% to 4% due to the increase of flocculant between the interfaces of SiC particulates. The compressive strength of SiC preform increased from 0.90 MPa to 3.21 MPa with increasing the calcination temperatures from 800 to 120 under identical calcination time of 4hrs. The compressive strength of SiC preform increased from 0.92 to 1.95 MPa with increasing the calcination time from 2 hrs to f hrs at calcination temperature of 110. The increase of compressive strength of SiC preform with increasing the calcination temperature and time is due to the formation of crystobalite phase at the interfaces of SiC particulates.