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[표제지 등]
제출문
요약서
표목차
그림목차
칼라
목차
제1장 서론 13
제2장 이론고찰 17
제1절 플라즈마 침탄의 원리와 특징 17
제2절 플라즈마 고농도 침탄 18
제3장 장치 설계 및 제작 20
제1절 플라즈마 침탄로 20
제2절 본체(Chamber) 25
제3절 외부가열원 (Auxiliary external heater) 25
제4절 진공배기계 (Vacuum exhaust system) 27
제5절 작용 가스 공급계(Reaction gas supply system) 27
제6절 냉각 가스 공급계(Quenching gas supply system) 28
제7절 전원공급장치 (Power supply system) 31
제4장 기존의 제품 분석 32
제1절 분석방법 32
1. 경도 분포 측정 32
2. 광학현미경 사진촬영 32
3. AES를 이용한 탄소농도분석 33
제2절 제품별 분석결과 36
1. Hy-lok sample 36
2. Swagelok sample 36
3. Hamlet 분석결과 37
4. A-lok sample 38
제3절 분석결과 정리 43
제5장 실험방법 45
제1절 실험 장치 45
제2절 플라즈마 침탄 실험 방법 45
1. 플라즈마 침탄 공정 순서 45
2. 플라즈마 침탄 실험 조건 49
제3절 시편 준비 50
제4절 분석방법 50
제6장 실험결과 52
제1절 전압 및 전류의 영향 52
제2절 침탄온도의 영향 63
제3절 수소(H₂)가스의 영향 73
제4절 침탄 불균일의 원인 분석 87
제5절 실험 결과 정리 90
제7장 결론 91
제8장 참고문헌 92
제9장 부록 93
표 1. System의 제원. 24
표 2. Graphite pipe heater의 물성. 26
표 3. 각종 냉매(quenching media)의 열전달계수. 29
표 4. 각 함유 원소별 AES atomic relative sensitivity. 34
표 5. 페럴제품 분석 결과 정리. 43
표 6. 저합금강의 플라즈마 공석침탄과 고Cr강의 고농도침탄의 공정 조건. 49
표 7. 실험 set #1 공정 조건. 55
표 8. 실험 set #2 공정 조건 57
표 9. 실험 set#3의 공정조건. 62
표 10. 실험 set #4 공정 조건 66
표 11. 실험 set #5 공정 조건. 75
표 12. 실험 set #6 공정조건. 79
표 13. 실험 set #7 공정 조건 83
그림 1. Internal swaging의 단면도 및 구성부품 16
그림 2. 플라즈마 침탄의 원리 19
그림 3. 플라즈마 침탄로의 개략도 22
그림 4. 플라즈마 침탄로의 실제 사진. 23
그림 5. 후위페럴의 단면도. 35
그림 6. Hy-lok 후위페럴의 단면 현미경조직사진(위)과 slant부분에서의 경도분포 및 탄소, 질소 농도분포(아래). 39
그림 7. Swagelok 후위페럴의 단면 현미경조직사진(위)과 slant부분에서의 경도분포 및 탄소, 질소 농도분포(아래). 40
그림 8. Hamlet 후위페럴의 단면 현미경조직사진(위)과 slant 부분에서의 경도분포 및 탄소, 질소 농도분포(아래). 41
그림 9. A-lok 후위페럴의 단면 현미경조직사진(위)과 slant부분에서의 경도분포 및 탄소, 질소 농도분포(아래). 42
그림 10. 플라즈마 침탄 공정 순서도 47
그림 11. 실험에 사용된 플라즈마 침탄로에서 가압공냉 시 N₂ 가스 압력에 따른 냉각곡선. 48
그림 12. 실험 set#1에서 2시간 침탄한 A5시편의 단면조직사진(위)과 tip 부분의 경도분포(아래). 56
그림 13. 실험 set#2에서 (a) 10분(C3), (b) 40분(C2), (c) 2시간(C1) 침탄 후의 단면조직사진. 58
그림 14. 실험 set#2에서 침탄시간에 따라 경도분포 변화 (페럴 단면에서 tip 부분). 60
그림 15. 실험 set#2에서 페럴의 각 부위별 경도분포 변화 : (a) 10분(C3), (b) 40분(C2), (c) 120분(C1). 61
그림 16. 실험 set#3의 단면조직사진 : (a) 10분(F2), (b) 40분(F1), (c) 2시간(F3). 67
그림 17. 실험 set#4의 시간에 따른 경도변화(slant 부분) 69
그림 18. 실험 set#4의 각 부위별 경도분포 : (a) 10분(F2), (b) 40분(F1), (c) 120분(F3). 70
그림 19. 표면 조직 사진 (x1200) : (a) sooting이 일어난 곳, (b) 침탄이 일어난 곳. 71
그림 20. Sooting의 SEM 사진(a)과 Raman spectra(b) 72
그림 21. 실험 set#7에서 단면조직사진:(a) CH₄ 100 sccm, (b) CH₄ 50 sccm, H₂ 50 sccm, (c) CH₄ 25 sccm, H₂ 75sccm. 76
그림 22. 실험 set#7에서 각 부위별 경도변화 : (a) CH₄ 100 sccm, (b) CH₄ 50 sccm, H₂ 50 sccm, (c) CH₄ 25 sccm, H₂ 75 sccm. 78
그림 23. 실험 set#6에서 단면 조직사진 : (a) CH₄ 50 sccm, H₂ 50 sccm, (b) CH₄ 25 sccm, H₂ 75 sccm, (c) CH₄ 10 sccm, H₂ 90 sccm, (d) CH₄ 5 sccm, H₂ 95 sccm. 80
그림 24. 실험 set#6에서 각 부위별 경도변화 : (a) CH₄ 50 sccm, H₂ 50 sccm, (b) CH₄ 25 sccm, H₂ 75 sccm, (c) CH₄ 10 sccm, H₂ 90 sccm, (d) CH₄ 5 sccm, H₂ 95 sccm. 82
그림 25. 실험 set#7에서 단면조직사진 : (a) 10분(I4), (b) 40분(H2), (c) 90분(I2). 84
그림 26. 실험 set#7에서 처리시간에 따른 경도변화 86
그림 27. 평시편에서의 (a) 침탄된 곳과, (b) sooting이 일어난 곳의 단면 현미경조직사진. 88
그림 28. 평시편의 (a) 침탄된 곳과, (b) sooting이 일어난 곳에서의 AES depth profile. 89
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