hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
람 다스 주요 인물 관계
하버드 동료로, 초기 사이키델릭 연구와 대중 논쟁의 핵심 파트너였다.
인도에서 만난 구루. 헌애 요가·자비의 실천을 가르치며 ‘람 다스’라는 법명을 주었다.
세바 재단 공동 설립 동료들로, 실명 예방 및 국제 보건 사업을 함께 이끌었다.
분말 야금
분말 야금(Powder metallurgy, PM)은 금속 분말을 이용해 재료나 부품을 만드는 다양한 방법을 포괄하는 용어이다. 분말 야금 공정은 때때로 제조 과정에서 절삭 공정의 필요성을 줄이거나 없애 재료 손실을 줄이고 최종 제품의 비용을 낮추는 데 사용된다. 이는 특히 작은 기계용 기어와 같은 소형 금속 부품에서 자주 발생한다. 액체나 가스가 침투할 수 있는 일부 다공성 제품은 이런 방식으로 생산된다. 또한 융점이 높거나 구리와 흑연의 혼합물처럼 서로 녹지 않는 두 재료의 합금인 경우와 같이 재료를 녹이는 것이 비실용적일 때도 사용된다.
이러한 방식으로 분말 야금은 녹이거나 다른 방식으로 성형해서는 얻을 수 없는 독특한 재료를 만드는 데 사용될 수 있다. 이 유형의 매우 중요한 제품은 탄화 텅스텐이다. 탄화 텅스텐은 다른 금속을 자르고 성형하는 데 사용되며 코발트와 결합된 탄화 텅스텐 입자로 만들어진다. 탄화 텅스텐은 텅스텐의 가장 크고 중요한 용도이며, 전 세계 공급량의 약 50%를 소비한다. 다른 제품으로는 소결 필터, 오일 함침 다공성 베어링, 전기 접점 및 다이아몬드 공구가 있다.
분말 야금
분말 야금 기술은 일반적으로 분말을 압축하고, 금속의 융점보다 낮은 온도에서 가열(소결)하여 입자들을 결합시키는 것으로 구성된다. 공정에 사용되는 분말은 금속 화합물 환원, 금속 함유 용액의 전기분해, 기계적 분쇄, 뿐만 아니라 액체 금속을 미세한 방울로 분열시키는 다양한 방법과 금속 증기 응축을 포함한 더 복잡한 방법들을 통해 생산될 수 있다. 압축은 일반적으로 다이 프레스로 이루어지지만, 폭발 충격이나 유연한 용기를 고압 가스 또는 액체에 넣는 방식으로도 가능하다. 소결은 일반적으로 전용로에서 이루어지지만, 압축과 동시에(열간 등방성 압축) 또는 전류를 사용하여 이루어질 수도 있다.
2010년대에 산업 생산 규모의 금속 분말 기반 적층 가공이 출현한 이후, 선택적 레이저 소결 및 기타 금속 적층 가공 공정은 상업적으로 중요한 분말 야금 응용 분야의 새로운 범주가 되었다.
분말 야금 개요
분말 야금 "프레스 및 소결" 공정은 일반적으로 세 가지 기본 단계로 구성된다: 분말 혼합(또는 분쇄), 금형 압축, 그리고 소결. 금형에서 분말의 압축은 일반적으로 실온에서 수행된다. 소결은 재료를 액화시키지 않고 열로 결합시키는 공정이다. 일반적으로 대기압 및 신중하게 제어된 분위기 조성 하에서 수행된다. 특수 특성이나 향상된 정밀도를 얻기 위해 코이닝 또는 열처리와 같은 2차 가공이 종종 뒤따른다.
이러한 오래된 방법 중 하나는 미세한(<180마이크론) 금속 분말을 첨가제와 혼합하고, 원하는 모양의 금형에 압착한 다음, 압축된 재료를 제어된 분위기에서 함께 소결하는 과정이다. 금속 분말은 일반적으로 철이며, 첨가제에는 윤활제 왁스, 탄소, 구리 및 니켈이 포함된다. 이 방법은 일반적으로 금형 치수에 매우 가깝지만 5-15%의 공극률을 가지므로 주조강보다 낮은 특성을 가진 정밀 부품을 생산한다. 이 방법은 여전히 철 기반 합금의 구조 부품을 연간 약 1 Mt 생산하는 데 사용된다.
분말 야금 개요
지난 50년 동안 개발된 몇 가지 다른 PM 공정이 있다. 여기에는 다음이 포함된다:
열간 등압 성형 (HIP): 이 방법에서는 일반적으로 가스로 분무된 구형 분말을 금형, 일반적으로 금속 "캔"에 채운다. 캔을 진동시킨 다음 진공 압축하여 밀봉한다. 분말을 소결하기 위해 몇 시간 동안 뜨거운 "등압 프레스"에 넣어 융점의 약 0.7배까지 가열하고 ~100 MPa의 외부 가스 압력을 가한다. 이로 인해 주조와 같거나 더 나은 특성을 가진 완전 밀도의 성형 부품이 생성된다. HIP는 1950~60년대에 발명되어 1970~80년대에 대량 생산에 들어갔다. 2015년에는 제트 엔진용 초합금의 중요한 부품뿐만 아니라 약 25,000 t/y의 스테인리스강 및 공구강 생산에 사용되었다.
분말 야금 개요
금속 사출 성형 (MIM): 이 방법에서는 일반적으로 매우 미세하고(<25마이크론) 구형인 분말을 플라스틱 또는 왁스 바인더와 혼합하여 최대 고체 함량(일반적으로 부피의 약 65%)에 가깝게 만들고, 사출 성형하여 복잡한 형상의 "그린(바인더 포함)" 부품을 형성한다. 그런 다음 이 부품을 가열하거나 다른 방법으로 처리하여 바인더를 제거하여 "브라운(바인더 없음)" 부품을 얻는다. 이 부품은 소결되어 약 18% 수축하여 복잡하고 95-99% 밀도를 가진 완제품(표면 거칠기 ~3마이크론)을 얻는다. 1970년대에 발명된 이후 생산량은 2000년 이후 증가하여 2014년 전 세계 생산량은 12,000 t, 12억 6천 5백만 유로로 추정된다.
분말 야금 개요
전류 보조 소결 (ECAS) 기술은 전류를 사용하여 분말을 소결한다. 이는 생산 시간을 극적으로 단축시키고(15분에서 몇 마이크로초까지 걸릴 수 있음), 긴 노 가열이 필요하지 않으며, 이론적 밀도에 가까운 밀도를 허용하지만, 단순한 모양만 가능하다는 단점도 있다. ECAS에 사용되는 분말은 바인더로 미리 압착하고 압축할 필요 없이 직접 소결할 수 있으므로 바인더가 필요하지 않다. 금형은 적용된 압력 하에서 분말이 공동을 채우면서 소결되므로 최종 부품 모양에 맞게 설계된다. 이는 비등방성 소결로 인한 모양 변화 문제와 고온에서의 중력으로 인한 변형을 방지한다. 이러한 기술 중 가장 일반적인 것은 건설 산업용 다이아몬드 공구를 만드는 데 사용되어 온 열간 압착이다. 2018년 현재 열간 압착과 더 제한적으로는 스파크 플라즈마 소결만이 직접적인 산업 응용을 달성했다.
적층 가공 (AM)은 레이저 소결 또는 용융을 통해 부품을 만드는 데 금속 분말(플라스틱과 같은 다른 재료 포함)을 사용하는 비교적 새로운 기술군이다. 이 과정은 2015년에 급속한 성장을 겪고 있었고, 2018년 현재 주로 연구, 시제품 제작 또는 항공우주 산업의 고급 응용 분야에 사용되었지만, 생의학, 국방 및 자동차 산업에서도 사용되었다. 전통적인 공정이 더 많은 시간, 어려움, 비용이 들기 때문에 항공우주 산업에서 사용되었다. 공정에는 3차원 인쇄, 선택적 레이저 소결 (SLS), 선택적 레이저 용융 (SLM), 및 전자빔 용융 (EBM)이 포함된다.
분말 야금 역사와 능력
분말 야금의 역사와 금속 및 세라믹 소결 기술은 서로 밀접하게 관련되어 있다. 소결은 초기 분말에서 단단한 고체 금속 또는 세라믹 조각을 생산하는 것을 포함한다. 고대 잉카인들은 귀금속 분말로 장신구와 다른 유물을 만들었지만, 분말 야금 제품의 대량 생산은 19세기 중반 또는 후반까지 시작되지 않았다. 이러한 초기 제조 작업에서 철은 환원 후 금속 스펀지에서 수작업으로 추출된 다음 최종 용융 또는 소결을 위해 분말 형태로 재도입되었다.
분말 공정을 통해 얻을 수 있는 제품의 범위는 용융된 재료를 직접 합금하는 것보다 훨씬 넓다. 용융 작업에서는 "상률"이 모든 순수 및 결합 원소에 적용되며 특정 조성에 대해 존재할 수 있는 액체 및 고체 상의 분포를 엄격하게 지시한다. 또한, 합금을 위해서는 출발 물질의 전체 용융이 필요하므로 제조에 바람직하지 않은 화학적, 열적 및 봉쇄 제약을 가한다. 불행히도 알루미늄/철 분말의 취급은 주요 문제를 야기한다. 주석과 같이 대기 산소와 특히 반응성이 높은 다른 물질은 특수 분위기에서 또는 임시 코팅으로 소결 가능하다.
분말 야금 역사와 능력
분말 야금이나 세라믹에서는 그렇지 않으면 분해되거나 파괴될 부품을 제조할 수 있다. 고체-액체 상 변화에 대한 모든 고려 사항을 무시할 수 있으므로 분말 공정은 주조, 압출성형, 또는 단금 기술보다 더 유연하다. 다양한 분말 기술을 사용하여 준비된 제품의 제어 가능한 특성에는 다공성 고체, 응집체 및 금속간화합물과 같은 재료의 기계적, 자기적 및 기타 비정형적 특성이 포함된다. 제조 공정의 경쟁적 특성(예: 공구 마모, 복잡성 또는 공급업체 옵션) 또한 면밀하게 제어될 수 있다.
분말 야금 기술로는 많은 특수 제품을 만들 수 있다. 비포괄적인 목록에는 굴절률 개선을 위한 매우 얇은 산화물 층으로 코팅된 Al2O3 섬유; 고온 크리프 강도 개선을 위한 Al2O3 코팅된 철 압축체; 분말 기술로 만든 전구 필라멘트; 마찰 브레이크용 라이닝; 고강도 필름 및 리본용 금속 유리; 지구 대기권 재진입을 위한 우주선용 열 차폐; 대전류 흐름 처리용 전기 접점; 자석; 마이크로파 페라이트; 가스 필터; 베어링이 포함된다.
분말 야금 역사와 능력
극도로 얇은 필름과 작은 구형체는 높은 강도를 나타낸다. 이 관찰의 한 가지 응용은 매우 부드러운 금속(예: 코발트 코팅된 텅스텐)의 서브마이크로미터 필름으로 휘스커 형태의 취성 재료를 코팅하는 것이다. 얇은 층의 표면 변형은 더 단단한 금속을 압축 상태로 놓아 전체 복합체가 소결될 때 파괴 강도가 현저히 증가한다. 이 방법으로 코팅된(코발트 25%) 및 비코팅된 탄화 텅스텐에 대해 각각 2.8 GPa 대 550 MPa의 강도가 관찰되었다.
분말 야금 분말 생산
모든 용융성 물질은 분무될 수 있다. 분말 입자의 대량 생산율을 허용하고, 종종 최종 입자 모집단의 크기 범위를 상당히 제어할 수 있는 여러 기술이 개발되었다. 분말은 파쇄, 분쇄, 화학 반응 또는 전해 증착으로 제조될 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 분말은 구리 기반 및 철 기반 재료이다.
원소 타이타늄, 바나듐, 토륨, 나이오븀, 탄탈럼, 칼슘, 우라늄의 분말은 해당 질화물과 탄화물의 고온 환원을 통해 생산되었다. 철, 니켈, 우라늄, 베릴륨의 서브마이크로미터 분말은 금속 옥살산염과 폼산염을 환원시켜 얻는다. 매우 미세한 입자는 용융 금속 흐름을 고온 플라스마 제트 또는 불꽃을 통해 통과시켜 재료를 분무하여 준비되기도 한다. 다양한 화학 및 불꽃 관련 분말화 공정은 부분적으로 대기 산소에 의한 입자 표면의 심각한 열화를 방지하기 위해 채택된다.
분말은 가스 또는 물 분무, 원심 분무, 미립 화합물의 화학적 환원, 적절한 조건에서의 전해 증착, 단순 분쇄 및 연삭, 미립 수소화물 또는 카보닐의 열분해, 용액으로부터의 침전, 그리고 기화된 금속으로부터의 응축을 통해 얻을 수 있다.
분말 야금 분말 생산
분무는 용융 금속 흐름을 중간 압력으로 오리피스를 통해 강제 통과시켜 이루어진다. 노즐을 떠나기 직전에 금속 흐름에 가스가 도입되어, 포집된 가스가 (가열로 인해) 팽창하여 오리피스 외부의 큰 수집 공간으로 배출될 때 난류를 생성한다. 수집 공간은 용융 금속 제트의 추가 난류를 촉진하기 위해 가스로 채워진다. 공기와 분말 흐름은 중력 또는 사이클론 분리를 사용하여 분리된다.
분말 야금 분말 생산
단순 분무 기술은 난류 흐름을 보장하기에 충분히 빠른 속도로 액체 금속을 오리피스를 통해 강제로 통과시키는 방식으로 가능하다. 일반적으로 사용되는 성능 지수는 레이놀즈 수이다. 낮은 Re에서는 액체 제트가 진동하지만, 더 높은 속도에서는 흐름이 난류가 되어 액적(droplets)으로 분열된다. 펌핑 에너지는 매우 낮은 효율(1% 정도)로 액적 형성에 적용되며, 생성되는 금속 입자의 크기 분포에 대한 제어는 다소 미흡하다. 노즐 진동, 노즐 비대칭, 다중 충돌 흐름 또는 주변 가스로의 용융 금속 주입과 같은 다른 기술들은 분무 효율을 높이고, 더 미세한 입자를 생산하며, 입자 크기 분포를 좁히는 데 모두 사용될 수 있다. 불행히도 직경이 몇 밀리미터보다 작은 오리피스를 통해 금속을 배출하기는 어려운데, 이는 실제적으로 분말 입자의 최소 크기를 약 10 um로 제한한다. 분무는 또한 넓은 범위의 입자 크기를 생성하므로, 선별을 통한 후속 분류 및 상당 부분의 입계 재용융이 필요하다.
분말 야금 분말 생산
용융 입자의 원심 분해는 이러한 문제를 해결하는 한 가지 방법을 제공한다. 철, 강철 및 알루미늄에 대한 광범위한 경험이 있다. 분말화할 금속은 빠르게 회전하는 스핀들을 통해 챔버에 도입되는 막대 형태로 형성된다. 스핀들 팁 반대편에는 아크가 형성되어 금속 막대를 가열하는 전극이 있다. 팁 재료가 융합됨에 따라 빠른 막대 회전은 미세한 용융 방울을 튕겨내고, 이 방울은 챔버 벽에 부딪히기 전에 응고된다. 순환하는 가스가 챔버에서 입자를 쓸어낸다. 유사한 기술이 우주나 달에서 사용될 수 있다. 챔버 벽은 새로운 분말을 원격 수집 용기로 강제로 밀어넣기 위해 회전할 수 있으며, 전극은 막대 끝에 초점을 맞춘 태양 거울로 대체될 수 있다.
매우 좁은 입자 크기 분포를 생성할 수 있지만 처리량이 낮은 또 다른 접근 방식은 분말화될 재료의 융점보다 훨씬 높게 가열된 고속 회전 볼을 사용하는 것이다. 유동률이 얇은 금속 필름이 벽을 따라 고르게 스키밍하여 가장자리를 넘어갈 수 있도록 조절된 액체 금속은 중심 근처의 분지 표면에 도입되어 액적으로 분열되며, 각 액적은 필름 두께와 거의 같다.
또 다른 분말 생산 기술은 고속 분무된 물줄기가 액체 금속의 얇은 제트를 교차하여 제트를 물방울로 분해하고 분말이 통 바닥에 도달하기 전에 냉각시키는 것을 포함한다. 이후 작업에서 분말은 건조된다. 이것을 물 분무라고 한다. 물 분무는 가스 분무보다 금속 입자를 더 빠르게 냉각하고 응고시킨다. 응고 속도는 입자 크기에 반비례하므로 물 분무를 사용하여 더 작은 입자를 만들 수 있다. 입자가 작을수록 미세 구조가 더 균질해진다. 이 방식으로 생산된 입자는 또한 더 불규칙한 모양을 가지며 입자 크기 분포가 더 넓어질 것이다. 또한 산화막 형성으로 인해 약간의 표면 오염이 발생할 수 있다. 분말은 세라믹 도구 제조에 사용되는 어닐링과 같은 일종의 사전 압밀 처리로 환원될 수 있다.
분말 야금 분말 압축
분말 압축은 분말 야금 공정에서 가장 중요한 단계 중 하나로, 높은 압력을 가하여 금속 분말을 압축하는 과정이다. 대부분의 분말 압축은 기계식 프레스와 강성 도구로 이루어지지만, 유압 및 공압 기술도 사용될 수 있으며, 열간 등방성 압축과 같이 압축과 소결을 결합한 방법도 사용될 수 있다. 롤링, 단조, 압출, 스웨이징을 포함한 전통적인 금속 성형 공정도 사용된다.
압축 분말의 밀도는 가해지는 압력의 양에 따라 증가한다. 일반적인 압력은 80에서 1000 psi (0.55에서 6.9 MPa) 범위이며, 1000에서 1000000 psi (6.9에서 6900 MPa)의 압력이 얻어졌다. 10 t/in2에서 50 t/in2 (150 MPa에서 700 MPa)의 압력은 금속 분말 압축에 일반적으로 사용된다. 하나 이상의 레벨이나 높이를 가진 부품 전체에 걸쳐 동일한 압축비를 얻으려면 여러 개의 하부 펀치로 작업해야 한다. 원통형 공작물은 단일 레벨 툴링으로 만들어진다. 더 복잡한 모양은 일반적인 다중 레벨 툴링으로 만들 수 있다.
분말 야금 분말 압축
분말 재료로부터 제품을 성형하는 데 있어, 톤량과 생산되는 부품 수 면에서 지배적인 기술은 금형 압착이다. 시장에는 기계식, 서보 전기식 및 유압식 프레스가 있으며, 가장 많은 분말 처리량은 유압식 프레스에서 처리된다. 이 성형 기술은 아래와 같은 생산 주기를 포함하며, 이는 쉽게 자동화되고 높은 생산율을 제공한다:
일반적으로 공구는 수직 방향으로 유지되며 펀치 공구가 공동의 바닥을 형성한다. 아마도 가장 기본적인 고려 사항은 눌러진 후에 부품을 금형에서 제거할 수 있어야 한다는 것과 설계에서 날카로운 모서리를 피해야 한다는 것이다. 최대 표면적을 20 sqin (0.013 m²) 미만으로 유지하고 높이-직경 비율을 7대1 미만으로 유지하는 것이 권장된다. 또한 벽 두께를 0.08 in (2.0 mm)보다 두껍게 유지하고 인접한 벽 두께 비율을 2.5대1 미만으로 유지해야 한다.
분말 야금 분말 압축
이 공정의 주요 장점 중 하나는 복잡한 형상을 생산할 수 있다는 점이다. 언더컷과 나사산이 있는 부품은 2차 가공 작업이 필요하다. 일반적인 부품 크기는 면적이 0.1 sqin (0.65 cm2)에서 20 sqin (130 cm2) 범위이며, 길이는 0.1 in (0.25 cm)에서 4 in (10 cm) 범위이다. 그러나 면적이 0.1 sqin (0.65 cm2) 미만이거나 25 sqin (160 cm2)보다 크고, 길이가 1인치 (2.54 cm)의 일부에서 약 8 in (20 cm)인 부품도 생산할 수 있다. 소형 기계 프레스는 일반적으로 분당 약 100개의 부품을 압축할 수 있다.
금형 압축에는 네 가지 주요 공구 스타일이 있다: 얇고 평평한 부품에 사용되는 단일 작용 압축; 더 두꺼운 부품에 적합한 두 개의 펀치 동작을 가진 대향 이중 작용; 부유 금형을 가진 이중 작용; 이중 작용 인출 금형. 이중 작용 클래스는 단일 작용보다 훨씬 더 나은 밀도 분포를 제공한다. 공구는 변형되거나 휘어지지 않고 극심한 압력을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 공구는 광택 처리되고 내마모성 재료로 만들어져야 한다.
분말 야금 분말 압축
충격 압밀 또는 동적 압밀은 고압 충격파를 사용하여 분말을 압밀하는 실험적 기술이다. 이 기술은 3000톤 이상이고 100제곱인치보다 큰 제품을 포함한 매우 큰 제품에 유용하다. 이들은 일반적으로 폭발적으로 가속된 판으로 공작물에 충격을 가하여 생산된다. 오랫동안 연구되었음에도 불구하고 이 기술은 여전히 제어 가능성과 균일성에 일부 문제가 있다. 그러나 몇 가지 유용한 잠재적 장점을 제공한다. 예를 들어, 압밀은 매우 빠르게 발생하여 준안정 미세 구조가 유지될 수 있다.
분말 야금 분말 압축
등압 분말 압착은 분말 압축의 다른 방법이다. 냉간 등압 압축에서는 미세한 금속 입자를 유연한 금형에 넣은 다음, 모든 방향에서 고압 가스 또는 액체에 담근다(등압). 소결 후, 이 제조 공정은 스크랩 금속을 거의 생산하지 않으며 다양한 모양을 만드는 데 사용될 수 있다. 이 공정이 소결과 결합하여 달성할 수 있는 공차는 축 방향 치수에 대해 +/- 0.008 인치 (0.2 mm) 및 반경 방향 치수에 대해 +/- 0.020 인치 (0.5 mm) 범위로 매우 정밀하다. 이것은 가장 효율적인 유형의 분말 압축이다 (다음 하위 범주도 이 참조에서 가져왔다). 이 작업은 일반적으로 소량 생산에만 적용 가능하며, 금형 비용은 프레스 금형보다 훨씬 저렴하지만 일반적으로 재사용할 수 없고 생산 시간이 훨씬 길다. 생산 속도는 일반적으로 매우 낮지만 최대 100 파운드의 부품을 효과적으로 압축할 수 있다. 모든 방향에서 압력이 가해지므로 최종 제품에서 더 높은 밀도의 분말을 생산하는 데 더 낮은 압축 압력이 필요하다.
분말 야금 분말 압축
압축 압력은 대부분의 금속의 경우 15000에서 40000 psi 범위이며 비금속의 경우 약 2000에서 10000 psi 범위이다. 등압 압축 부품의 밀도는 다른 분말 야금 공정보다 5%에서 10% 더 높다. 일반적인 공작물 크기는 두께 0.25 인치에서 0.75 인치, 길이 0.5 인치에서 10 인치 범위이다. 두께 0.0625 인치에서 5 인치, 길이 0.0625 인치에서 40 인치 사이의 공작물을 압축할 수 있다.
표준 분말 압축에 비해 장점은 더 얇은 벽과 더 큰 공작물이 가능하다는 것이다. 높이-지름 비율에는 제한이 없다. 벽 두께 변화, 언더컷, 릴리프, 나사산 및 교차 구멍에는 특별한 제한이 없다. 등압 분말 압축에는 윤활제가 필요하지 않다. 최소 벽 두께는 0.05 인치 (1.27 mm)이며 제품 무게는 40에서 300 파운드 (18에서 136 kg) 사이일 수 있다. 압축 후 분말의 25%에서 45%가 수축한다.
등압 공구는 세 가지 스타일로 제공된다: 자유 금형 (습식 백), 조립 금형 (습식 백), 고정 금형 (건식 백). 자유 금형 스타일은 전통적인 등압 압축 스타일이며 일반적으로 대량 생산 작업에는 사용되지 않는다. 자유 금형 공구에서는 금형이 제거되고 캐니스터 외부에서 채워진다. 습식 백은 금형이 캐니스터에 있지만 외부에서 채워지는 방식이다. 고정 금형 공구에서는 금형이 캐니스터 내에 포함되어 있어 공정 자동화를 용이하게 한다.
분말 야금 소결
압축 후, 분말 재료는 소결이라고 알려진 공정에서 제어된 분위기에서 가열된다. 이 과정에서 입자의 표면이 결합되고 원하는 특성이 얻어진다.
분말 금속의 소결은 압력을 받는 입자들이 고온에 노출될 때 서로 화학적으로 결합하여 응집된 형태를 이루는 과정이다. 입자가 소결되는 온도는 일반적으로 분말의 주요 구성 요소의 융점보다 낮다. 분말 금속 부품의 구성 요소 중 하나의 융점보다 온도가 높으면 녹은 입자의 액체가 기공을 채운다. 이러한 유형의 소결을 액상 소결이라고 한다. 소결의 주요 과제 중 하나는 이 공정이 압축 입자의 치수에 미치는 영향을 아는 것이다. 이는 특정 치수가 필요할 수 있는 툴링 목적에 특히 어렵다. 소결된 부품이 수축하여 밀도가 높아지는 것이 가장 일반적이지만, 팽창하거나 순 변화가 없을 수도 있다.
분말 야금 소결
고체 상태 소결의 주요 원동력은 과도한 표면 에너지이다. 고체 상태 소결 공정은 복잡하며 재료와 용광로(온도 및 가스) 조건에 따라 달라진다. 소결 공정은 서로 겹칠 수 있는 여섯 가지 주요 단계로 그룹화될 수 있다: 1) 입자 간 초기 결합, 2) 넥 성장, 3) 기공 채널 폐쇄, 4) 기공 둥글리기, 5) 밀집 또는 기공 수축, 6) 기공 조대화. 이 단계에서 나타나는 주요 메커니즘은 증발, 응축, 결정립계, 부피 확산, 소성 변형이다.
이 과정에서 재료의 강도, 연성, 인성, 전기 및 열 전도도를 포함한 여러 특성이 증가한다. 다른 원소 분말을 압축하고 소결하면 재료는 합금 및 금속간상(intermetallic phases)을 형성한다. 기공 크기가 감소함에 따라 재료의 밀도가 증가한다. 위에서 언급했듯이, 이러한 수축은 특정 치수가 필요한 부품 또는 툴링을 만드는 데 큰 문제이다. 테스트 재료의 수축을 모니터링하고 이를 사용하여 용광로 조건을 조작하거나 원하는 치수를 얻기 위해 압축 재료를 과대하게 만드는 데 사용된다. 그러나 소결은 압축 부품의 공극률을 고갈시키지 않는다. 일반적으로 분말 금속 부품은 소결 후 5%에서 25%의 공극률을 포함한다.
분말 야금 소결
대부분의 소결로는 위의 여섯 단계를 수행하는 데 도움이 되는 세 가지 다른 속성을 가진 세 가지 구역을 포함한다. 첫 번째 구역은 일반적으로 연소 또는 퍼지 단계라고 불리며, 공기를 연소시키고 윤활제나 바인더와 같은 오염 물질을 태우며 압축 재료의 온도를 서서히 높이도록 설계되었다. 압축 부품의 온도가 너무 빨리 올라가면 기공 내 공기의 내부 압력이 매우 높아져 부품의 팽창이나 파손으로 이어질 수 있다. 두 번째 구역인 고온 단계는 고체 확산과 입자 결합을 생성하는 데 사용된다. 재료는 표면 에너지를 낮추려고 노력하며, 입자 간 접촉 지점으로 이동하여 그렇게 한다. 접촉 지점은 커지고 결국 작은 기공이 있는 고체 덩어리가 생성된다. 세 번째 구역은 냉각 기간이라고도 불리며, 제어된 분위기에서 부품을 냉각시키는 데 사용된다. 이는 공기와의 즉각적인 접촉으로 인한 산화 또는 급속 냉각 현상을 방지하므로 중요한 구역이다. 세 단계 모두 산소가 없는 제어된 분위기에서 수행되어야 한다. 수소, 질소, 해리 암모니아 및 분해된 탄화수소는 용광로 구역에 주입되어 환원 분위기를 제공하고 산화물 형성을 방지하는 일반적인 가스이다.
분말 야금 소결
열간 등압 성형 (HIP)은 철의 경우 약 2300 °F (1250 °C), 니켈 합금의 경우 2750 °F (1500 °C)의 열을 가하여 부품을 동시에 압축하고 소결한다. 이 절차는 폭발 구동 압축 기술과 함께 제트 엔진용 터빈 디스크와 같은 고온 및 고강도 부품 생산에 광범위하게 사용된다. 분말 야금의 대부분의 응용 분야에서 압축체는 열간 압착되며, 재료가 가공 경화 상태로 유지될 수 없는 온도 이상으로 가열된다. 열간 압착은 공극률을 줄이는 데 필요한 압력을 낮추고 용접 및 결정립 변형 과정을 가속화한다. 또한 제품의 치수 제어를 개선하고 초기 재료의 물리적 특성에 대한 민감도를 줄이며, 냉간 압착보다 높은 밀도로 분말을 압축할 수 있어 더 높은 강도를 얻을 수 있다. 열간 압착의 부정적인 측면으로는 금형 수명 단축, 분말 가열로 인한 처리량 감소, 성형 및 냉각 단계에서 보호 분위기 또는 단순 진공의 빈번한 필요성 등이 있다.
분말 야금 소결
HIP는 다른 공정보다 종종 더 높은 품질의 제품을 생산한다. 그러나 HIP는 비싸고, 온도와 압력을 견딜 수 있는 유연한 절연 매체에 분말을 넣는 것(캔닝)과 그 매체에서 분말을 제거하는 것(디캔닝)의 높은 비용과 6~8시간에 이르는 긴 시간 때문에 대량 생산에는 일반적으로 매력적이지 않다.
이러한 기술은 전류를 사용하여 소결을 구동하거나 향상시킨다. 기계적 압력과 분말 또는 용기를 통과하는 전류의 조합은 기존 솔루션에 비해 소결 시간을 크게 단축시킨다. 이러한 기술에는 많은 분류가 있지만, 저전압 및 전류를 적용하고 약 10초에서 10분 정도 걸리는 저항 소결 기술과, 더 높은 전류 및 전압을 얻기 위해 커패시터 뱅크를 사용하고 수십 마이크로초에서 수십 밀리초가 걸리는 방전 소결의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있다. 저항 소결 기술에는 스파크 플라스마 소결 (SPS), 플라스마 활성화 소결 (PAS), 펄스 전기 전류 소결 (PECS)이 포함된다. 방전 소결 기술에는 커패시터 방전 소결이 포함된다. 현재 스파크 플라스마 소결은 일반적으로 가장 널리 사용되는 전기 펄스 압밀 방법이다.
저항 소결 전류는 일반적으로 제곱 센티미터당 약 1 kA에 도달하는 반면, 수 킬로볼트까지의 방전 소결 전압은 제곱 센티미터당 10 kA 이상의 매우 높은 전류도 필요하다. 저항 소결 기술은 온도 기반 압밀 방법으로, 금형과 분말의 가열이 전류를 통해 이루어지며, 일반적으로 15분에서 30분 사이의 특징적인 처리 시간을 갖는다. 반면에 방전 소결 방법은 고밀도 전류(0.1에서 1 kA/mm^2)에 의존하여 전기 전도성 분말을 직접 소결하며, 수십 마이크로초에서 수백 밀리초 사이의 특징적인 시간을 갖는다.
분말 야금 연속 분말 가공
엄밀히 말하면 "연속 공정"이라는 용어는 시간상 무기한 연장될 수 있는 제조 방식을 설명하는 데만 사용해야 한다. 그러나 일반적으로 이 용어는 두 가지 다른 물리적 차원보다 한 가지 물리적 차원에서 훨씬 더 긴 제품을 생산하는 공정을 의미한다. 압축, 롤링 및 압출이 가장 일반적인 예이다.
단순 압축 공정에서는 분말이 통에서 두 개의 벽으로 된 채널로 흘러 들어가고 수평으로 고정된 펀치에 의해 수직으로 반복 압축된다. 컨베이어에서 압축체를 벗겨낸 후, 압축된 덩어리는 소결로에 도입된다. 더 쉬운 접근 방식은 움직이는 벨트에 분말을 뿌리고 압축 없이 소결하는 것이다. 그러나 차가운 압축 재료를 움직이는 벨트에서 벗겨내는 좋은 방법은 찾기 어렵다. 벨트 벗겨내기 어려움을 완전히 피하는 한 가지 대안은 서로 반대되는 유압 램을 사용하여 금속 시트를 제조하는 것이지만, 연속적인 프레스 작업 중에 시트 전체에 약한 선이 발생할 수 있다.
분말 야금 연속 분말 가공
분말도 롤링하여 시트를 생산할 수 있다. 분말 금속은 2단 롤링 밀에 공급되며 최대 100 ft/min (0.51 m/s)의 속도로 스트립 형태로 압축된다. 스트립은 소결되고 다시 롤링 및 추가 소결 과정을 거친다. 롤링은 전기 및 전자 부품용 판금뿐만 아니라 주화를 생산하는 데 일반적으로 사용된다. 또한 여러 층의 다른 재료를 동시에 시트로 롤링하는 작업도 상당 부분 이루어졌다.
압출 공정은 두 가지 일반적인 유형으로 나뉜다. 한 유형은 실온에서 분말을 바인더 또는 가소제와 혼합하는 것이고, 다른 유형은 강화 없이 고온에서 분말을 압출하는 것이다. 바인더를 사용한 압출은 탄화 텅스텐 복합 재료 준비에 광범위하게 사용된다. 튜브, 복잡한 단면 및 나선형 드릴 형태는 0.5 – 300 mm 범위의 연장된 길이와 직경으로 제조된다. 0.1 mm 직경의 경질 금속 와이어는 분말 재료에서 인발되었다. 반대 극단적으로는 톤 단위의 대규모 압출이 가능할 수 있다.
분말 야금 연속 분말 가공
알루미늄 및 구리 합금과 같이 더 부드럽고 성형하기 쉬운 금속의 경우, 컨펌(Conform) 또는 연속 로터리 압출과 같은 공정을 사용하여 연속 압출도 수행할 수 있다. 이 공정은 원주 주위에 홈이 있는 회전 휠을 사용하여 느슨한 분말을 성형 금형을 통해 밀어낸다. 고압과 복잡한 변형 경로의 조합을 통해 분말 입자는 변형되고 많은 마찰열을 발생시키며 결합하여 벌크 고체를 형성한다. 이론적으로 분말이 공정으로 공급될 수 있는 한 완전히 연속적인 작동이 가능하다.
관련된 온도와 압력이 금형 재료의 역량 내에 있다면 압출될 수 있는 금속 및 합금의 종류에는 제한이 없는 것으로 보인다. 압출 길이는 3에서 30 m에 이르고 직경은 0.2에서 1 m이다. 현대 프레스는 대부분 자동이며 고속(미터/초 단위)으로 작동한다.
분말 야금 위험
분말 야금에 사용되는 특수 재료 및 공정은 생명과 재산에 위험을 초래할 수 있다. 분말의 높은 표면적-부피 비율은 생물학적 노출(예: 흡입 또는 섭취) 시 화학 반응성을 증가시키고 분진폭발의 위험을 높인다. 벌크 상태에서는 비교적 양성으로 간주되는 물질도 미세하게 분할된 형태에서는 특별한 독성 위험을 초래할 수 있다. 중금속 흡입은 많은 건강 문제를 일으킬 수 있다. 납과 카드 뮴은 일반적으로 유독하며, 코발트는 민감한 사람에게 천식과 섬유화를 유발할 수 있다.
목재 플라스틱 복합재
목재 플라스틱 복합재(wood–plastic composite, WPC)는 목섬유/목분과 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화 비닐(PVC), 또는 폴리젖산(PLA)과 같은 열가소성 플라스틱으로 만들어진 복합 재료이다.
목섬유와 플라스틱 외에도 WPC는 다른 리그노-셀룰로스 및 무기 충전재를 포함할 수 있다. WPC는 천연 섬유 플라스틱 복합재(NFPC)라고 불리는 더 큰 재료 범주의 하위 집합이며, 이 범주에는 펄프 섬유, 땅콩 껍질, 커피 껍질, 대나무, 짚, 소화액 등과 같은 셀룰로스 기반 섬유 충전재가 포함되지 않을 수 있다.
화학 첨가제는 폴리머와 목분(분말)의 통합을 제공하며 최적의 가공 조건을 촉진한다.
목재 플라스틱 복합재 역사
WPC를 만드는 공정을 발명하고 특허를 낸 회사는 1960년 테라니(Terragni) 형제(디노와 마르코)가 설립한 밀라노의 Covema였다. Covema는 플라스틱-우드(Plastic-Wood)라는 상표명으로 WPC를 만들었다. 플라스틱-우드 발명 후 몇 년 뒤 Icma San Giorgio는 목섬유/목분을 열가소성 플라스틱(WPC)에 추가하는 첫 번째 공정 특허를 냈다.
목재 플라스틱 복합재 용도
복합 목재라고도 불리는 WPC는 건축 자재로서의 천연 목재의 오랜 역사에 비해 여전히 새로운 재료이다. 북미에서 WPC의 가장 널리 사용되는 용도는 실외 데크 바닥이지만, 난간, 울타리, 조경용 목재, 외장재 및 사이딩, 공원 벤치, 몰딩 및 트림, 우드페커 WPC(Woodpecker WPC)라는 상표명으로 판매되는 조립식 주택, 창 (건축) 및 문틀, 실내 가구에도 사용된다. WPC는 1990년대 초반에 데크 시장에 처음 소개되었다. 제조업체들은 WPC가 방부제로 처리된 원목 또는 부식에 강한 원목 종보다 환경 친화적이며 유지 보수가 덜 필요하다고 주장한다. 이러한 재료는 시뮬레이션된 나무 결 상세를 포함하거나 포함하지 않고 성형할 수 있다.
목재 플라스틱 복합재 생산
WPC는 분쇄된 목재 입자와 가열된 열가소성 플라스틱 수지를 철저히 혼합하여 생산된다. 가장 일반적인 생산 방법은 재료를 원하는 모양으로 압출하는 것이지만, 사출 성형도 사용된다. WPC는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리염화 비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP), ABS 수지(ABS), 폴리스타이렌(PS), 폴리젖산(PLA)을 포함한 신생 또는 재활용 열가소성 플라스틱으로 생산될 수 있다. PE 기반 WPC가 가장 일반적이다. 색소, 커플링제, UV 안정제, 발포제, 윤활유와 같은 첨가제는 최종 제품을 대상 응용 분야에 맞게 조정하는 데 도움이 된다. 압출된 WPC는 고체 및 중공 프로파일 모두로 형성된다. 자동차 도어 패널부터 휴대폰 커버까지 다양한 사출 성형 부품도 생산된다.
일부 제조 시설에서는 구성 요소가 펠릿화 압출기에서 결합 및 처리되어 새로운 재료의 펠릿을 생산한다. 이 펠릿은 다시 녹여 최종 모양으로 형성된다. 다른 제조업체는 혼합 및 압출의 단일 단계에서 완성된 부품을 생산한다.
목재 플라스틱 복합재 생산
유기 물질의 추가로 인해 WPC는 압출 및 사출 성형 중 전통적인 플라스틱보다 훨씬 낮은 온도에서 처리된다. 예를 들어, WPC는 동일한 비충전 재료보다 약 28 °C (50 °F) 낮은 온도에서 처리되는 경향이 있다. 대부분은 약 204 °C (400 °F)의 온도에서 연소하기 시작한다. 과도하게 높은 온도에서 WPC를 처리하면 사출 성형 중 게이트가 너무 작아 너무 뜨거운 재료를 밀어넣어 전단, 연소 및 변색의 위험이 증가한다. 복합재 내 목재와 플라스틱의 비율은 궁극적으로 WPC의 용융 흐름 지수(MFI)를 결정하며, 목재 양이 많을수록 일반적으로 MFI가 낮아진다.
목재 플라스틱 복합재 장점과 단점
WPC는 부식되지 않고 부패, 썩음, 해양 천공동물 공격에 매우 강하지만, 재료 내에 박힌 목재 섬유로 물을 흡수한다. 수분 흡수는 PLA와 같은 친수성 매트릭스를 가진 WFC에서 더 두드러지며 기계적 강성과 강도 감소로 이어진다. 습한 환경에서의 기계적 성능은 아세틸화 처리로 향상될 수 있다. WPC는 가공성이 좋고 기존 목공 도구를 사용하여 모양을 만들 수 있다. WPC는 재활용 플라스틱과 목재 산업의 폐기물을 사용하여 만들 수 있기 때문에 종종 지속 가능한 재료로 간주된다. 이러한 재료는 사용 및 폐기된 재료의 수명을 연장하지만, 자체적으로 상당한 반감기를 가진다. 첨가된 폴리머와 접착제는 사용 후 WPC를 다시 재활용하기 어렵게 만든다. 그러나 콘크리트처럼 새로운 WPC에서 쉽게 재활용할 수 있다. 목재에 비해 한 가지 장점은 거의 모든 원하는 모양으로 재료를 성형할 수 있다는 것이다. WPC 부재는 구부려 강력한 아치형 곡선을 형성하도록 고정할 수 있다. 이러한 재료의 또 다른 주요 판매 포인트는 페인트칠이 필요 없다는 것이다. 다양한 색상으로 생산되지만, 회색과 흙색 톤으로 널리 사용된다. 셀룰로스 함량이 최대 70%(50/50이 더 일반적이지만)에 달하지만, WPC의 기계적 거동은 순수 폴리머와 가장 유사하다. 순수 폴리머는 용매를 첨가하지 않고 중합된다. 이는 WPC가 목재보다 강도와 강성이 낮고 시간 및 온도 의존적 거동을 보인다는 것을 의미한다. 목재 입자는 원목만큼은 아니지만 곰팡이 공격에 취약하며, 폴리머 구성 요소는 UV 분해에 취약하다. 동결-해동 주기에 의해 강도와 강성이 감소될 수 있지만, 이 분야에 대한 테스트는 아직 진행 중이다. 일부 WPC 제형은 다양한 물질에 의한 오염에 민감하다.
목재 플라스틱 복합재 WPC 샌드위치 보드
WPC 보드는 우수한 성능을 보이지만, 일체형 복합 시트는 비교적 무거워(대부분 순수 플라스틱보다 무겁다) 저중량이 필수적이지 않은 응용 분야로 사용이 제한된다. 샌드위치 패널 형태의 WPC는 전통적인 목재 폴리머 복합재의 장점과 샌드위치 패널 기술의 경량성을 결합할 수 있게 한다. WPC 샌드위치 보드는 목재 폴리머 복합재 스킨과 일반적으로 저밀도 폴리머 코어로 구성되어 패널의 강성을 매우 효과적으로 증가시킨다. WPC 샌드위치 보드는 주로 자동차, 운송 및 건축 응용 분야에 사용되지만, 가구 응용 분야도 개발 중이다. 새롭고 효율적이며 종종 인라인으로 통합된 생산 공정은 전통적인 플라스틱 시트 또는 일체형 WPC 패널에 비해 더 강력하고 단단한 WPC 샌드위치 보드를 더 낮은 비용으로 생산할 수 있게 한다.
목재 플라스틱 복합재 문제점
WPC의 환경 영향은 재생 가능 재료와 비재생 재료의 비율에 직접적인 영향을 받는다. 일반적으로 사용되는 석유 기반 폴리머는 비재생 원료와 플라스틱의 비생분해성에 의존하기 때문에 환경에 부정적인 영향을 미친다.
WPC 제형에 일반적으로 사용되는 플라스틱 유형은 플라스틱이 더 높은 화학적 연소열 함량을 가지고 녹을 수 있기 때문에 목재 단독보다 더 높은 화재 위험 특성을 가지고 있다. 복합재의 일부로 플라스틱이 포함되면 목재에 비해 WPC의 화재 위험이 높아질 가능성이 있다. 일부 코드 담당자는 WPC의 화재 성능에 대해 점점 더 우려하고 있다.
세계 퍼즐 선수권 대회
세계 퍼즐 선수권 대회(World Puzzle Championship, 일반적으로 WPC로 약칭)는 세계 퍼즐 연맹이 매년 개최하는 국제 퍼즐 대회이다. 대회에 출제되는 모든 퍼즐은 언어나 문화에 관계없이 즐길 수 있도록 고안된 단순한 원리에 기반을 둔 순수 논리 문제이다.
국가대표팀은 세계 퍼즐 연맹의 지역 지부에 의해 결정된다. 현재까지 개최된 30번의 챔피언십(단체 부문) 중 16번은 미국이, 8번은 독일이, 그리고 체코와 일본이 각각 3번씩 우승을 차지했다. 가장 성공적인 개인 참가자는 2000년 이후 11개의 타이틀을 획득한 울리히 포크트(독일)이다.
가장 최근의 WPC는 2024년 10월 베이징시에서 개최되었다.
세계 퍼즐 선수권 대회 유래
세계 퍼즐 선수권 대회는 여러 국가의 퍼즐러들이 공평하게 경쟁할 수 있는 이벤트를 만들고 싶었던 레비 서머스의 아이디어에서 시작되었다. 이전에는 국제 크로스워드 마라톤이 퍼즐 해결의 주요 국제 대회였고 윌 쇼츠가 매년 참가했지만, 참가자들이 각자의 언어와 크로스워드 규칙을 사용했기 때문에 문화 간 순수 퍼즐 해결 능력을 비교하기에는 좋은 기반이 아니었다. 쇼츠는 이러한 결함을 극복하기 위해 WPC를 만들었다. 미국 퍼즐 챔피언십의 공동 디렉터 닉 백스터가 설명했듯이, 이 대회의 도전은 속도이다.
첫 번째 WPC는 1992년 뉴욕에서 개최되었으며, 쇼츠가 주최하고 헬렌 호바넥이 코디네이터를 맡았다. 이후 매년 다른 도시에서 WPC가 개최되었다.
세계 퍼즐 선수권 대회 참가자
현재 34개국이 세계 퍼즐 연맹의 공식 회원이다. 자국이 아직 국가대표팀으로 대표되지 않은 경우 개인도 참가할 수 있다. 2017년 WPC에는 27개국에서 169명의 참가자가 참여했다. 미국은 17회 우승을 차지했고, 독일이 8회 우승으로 뒤를 이었다. 체코와 일본은 각각 3회 우승을 차지했다. 독일의 울리히 포크트는 2000년 이후 11번의 금메달을 획득하며 가장 성공적인 개인 참가자가 되었다. 미국의 웨이화 황은 1990년대 첫 8번의 챔피언십 중 4번을 우승했다. 일본의 켄 엔도는 최근 8번의 챔피언십 중 5번을 우승했다.
세계 퍼즐 선수권 대회 결과 요약
2013년부터는 18세 미만과 50세 이상 두 연령대별 최고 선수들에게도 타이틀이 수여되었다.
IScream
iScream(아이스크림)은 LDH가 2019년에 결성한 일본의 3인조 걸 그룹이다. 2019년 12월 2일에 LDH가 2018년에 개최한 오디션 「LDH Presents THE GIRLS AUDITION」에서 그랑프리를 획득한 RUI와 파이널리스트 YUNA, HINATA의 3명으로 결성.
유리솜
유리솜 또는 글라스울(glass wool)은 유리섬유를 결합제를 사용하여 모섬유와 유사한 질감으로 배열하여 만든 단열재이다. 이 과정은 유리 사이에 많은 작은 공기 주머니를 가두고, 이 작은 공기 주머니는 높은 단열 특성을 제공한다. 유리솜은 다양한 열적 및 기계적 특성을 가진 롤 또는 슬래브 형태로 생산된다. 또한 단열할 표면에 분사하거나 현장에서 적용할 수 있는 재료로도 생산될 수 있다. 유리솜을 생산하는 현대적인 방법은 오웬스-일리노이 유리 회사(털리도)에서 일하던 게임스 슬레이터에 의해 발명되었다. 그는 1933년에 유리솜을 만드는 새로운 공정에 대한 특허를 처음 신청했다.
유리솜 기능 원리
기체는 액체 및 고체에 비해 열전도 특성이 좋지 않으므로 재료 내에 갇혀 재료를 통해 흐르는 열의 대부분이 기체를 통해 흐르도록 강제할 수 있다면 좋은 단열재가 된다. 기체(예: 공기)의 효과를 더욱 높이려면 자연 대류에 의해 효과적으로 열을 전달할 수 없는 작은 셀로 분리할 수 있다. 자연 대류는 부력과 온도 차이에 의해 발생하는 더 큰 기체 흐름을 포함하며, 이를 유도할 밀도 차이가 거의 없는 작은 기체 셀에서는 잘 작동하지 않으며, 작은 셀의 높은 표면적 대 부피 비율은 점성 항력을 사용하여 내부의 대량 기체 흐름을 저해한다.
인공 단열재에서 작은 기체 셀의 형성을 달성하기 위해 유리 및 고분자 재료를 사용하여 공기를 폼과 같은 구조에 가둘 수 있다. 유리솜에 사용된 것과 동일한 원리는 암면, 스티로폼, 잠수복 네오프렌 폼 직물, 그리고 고어텍스 및 폴라 플리스와 같은 직물과 같은 다른 인공 단열재에도 사용된다. 공기 가두기 특성은 자연에서도 오리털과 천연 양모와 같은 단열 털에 사용되는 단열 원리이기도 하다.
유리솜 제조 공정
천연 모래와 재활용 유리를 혼합하고 1,450 °C (2,640 °F)로 가열하여 유리를 생산한다. 유리섬유는 일반적으로 솜사탕을 만드는 것과 유사한 방법으로 생산된다. 녹은 유리는 '스피너'라고 불리는 빠르게 회전하는 금속 컵을 통해 강제로 통과된다. 원심력이 유리를 스피너의 작은 구멍을 통해 당겨낸다. 새로 생성된 섬유는 공기와 접촉하여 냉각된다.
섬유를 "접착"하는 결합제의 존재로 응집력과 기계적 강도가 얻어진다. 각 섬유 교차점에 결합제 방울이 놓인다. 그런 다음 섬유 매트는 약 200 °C (392 °F)로 가열되어 중합되어 나뭇진을 만들고, 강도와 안정성을 부여하기 위해 캘린더링된다. 마지막으로, 유리솜 매트는 잘라져 롤 또는 패널로 포장되고, 팔레트에 적재되어 사용을 위해 보관된다.
유리솜 용도
유리솜은 얽히고 설킨 유연한 유리섬유로 구성된 단열재로, 공기를 "포장"하여 압축 및 결합제 함량에 따라 달라질 수 있는 낮은 밀도를 초래한다(위에서 언급했듯이, 이러한 공기 셀이 실제 단열재이다). 유리솜은 느슨하게 채우는 재료로 다락방에 불어 넣거나, 활성 결합제와 함께 구조물, 시트 및 패널의 밑면에 분사하여 중공벽 단열, 천장 타일, 커튼월 및 덕트와 같은 평평한 표면을 단열하는 데 사용할 수 있다. 또한 배관 단열 및 방음에도 사용된다.
유리솜 유리섬유 배트 및 블랭킷
배트는 미리 잘라져 있으며, 블랭킷은 연속 롤로 제공된다. 재료를 압축하면 효율성이 감소한다. 전기 상자 및 기타 장애물을 수용하기 위해 재료를 자르면 공기가 벽 캐비티를 자유롭게 통과할 수 있다. 열교를 방지하는 효율성을 높이기 위해 미완성 다락방 바닥에 서로 수직으로 두 층의 배트를 설치할 수 있다. 블랭킷은 장선과 스터드뿐만 아니라 그 사이의 공간도 덮을 수 있다. 배트는 장선 아래 바닥에 매달기가 어렵고 불쾌할 수 있다. 스트랩, 또는 천이나 철망을 장선에 스테이플로 고정하여 지지할 수 있다.
배트 사이의 틈(바이패스)은 공기 침투 또는 결로(둘 다 단열재의 효율성을 감소시킴)의 원인이 될 수 있으므로 설치 시 엄격한 주의가 필요하다. 마찬가지로, 배트가 최적으로 작동하도록 하려면 신중한 기후화 및 방습막 설치가 필요하다. 공기 침투는 재료 위에 셀룰로스 느슨한 충전재를 한 층 추가하여 줄일 수도 있다.
유리솜 건강 문제
유리섬유는 눈, 피부, 호흡기를 자극할 수 있다. 잠재적인 증상으로는 눈, 피부, 코, 목의 자극, 호흡 곤란, 인후통, 쉰 목소리, 기침 등이 있다. 가전 제품 단열에 사용되는 유리섬유는 석면증과 유사한 인체 질환을 유발하는 것으로 보인다. 과학적 증거에 따르면 권장되는 작업 관행을 따라 일시적인 기계적 자극을 줄이면 유리섬유는 제조, 설치 및 사용에 안전하다. 불행히도 이러한 작업 관행이 항상 지켜지는 것은 아니며, 유리섬유는 나중에 사람이 거주하게 될 지하실에 노출된 채로 남겨지는 경우가 많다. 미국 폐 협회에 따르면 유리섬유 단열재는 사람이 거주하는 공간에 노출된 채로 남겨두어서는 안 된다.
유리솜 건강 문제
2011년 6월, 미국 국립 독성학 프로그램(NTP)은 발암물질 보고서에서 주택 및 건물 단열재 및 비단열 제품에 사용되는 모든 생체 용해성 유리솜을 삭제했다. 마찬가지로 캘리포니아 환경 보건 유해 평가국("OEHHA")은 2011년 11월에 Proposition 65 목록을 "유리솜 섬유(흡입 가능 및 생체 잔류성)"만 포함하도록 수정하여 발표했다. 미국 NTP와 캘리포니아 OEHHA의 조치는 생체 용해성 유리섬유 주택 및 건물 단열재에 대한 암 경고 라벨이 연방 또는 캘리포니아 법에 따라 더 이상 필요하지 않다는 것을 의미한다. 일반적으로 열 및 방음 단열재에 사용되는 모든 유리솜은 2001년 10월 국제 암 연구 기관(IARC)에 의해 인체 발암성 분류 불가(그룹 3)로 재분류되었다.
유리섬유 자체는 곰팡이에 강하다. 유리섬유에서 곰팡이가 발견된다면, 이는 결합제가 곰팡이의 원인일 가능성이 더 높다. 결합제는 종종 유기물이며 유리솜보다 흡습성이 더 높기 때문이다. 시험 결과, 유리솜은 곰팡이 성장에 매우 강한 것으로 나타났다. 매우 높은 상대 습도(96% 이상) 또는 포화된 유리솜과 같은 예외적인 상황에서만 곰팡이 성장이 발생했지만, 포화된 유리솜은 적당한 성장을 보였다.
자동차 대리점
자동차 대리점(car dealership), 자동차 영업소 또는 자동차 딜러(car dealer)는 일반적으로 자동차 제조업체 또는 공인 유통업체와의 프랜차이즈 계약에 따라 신차 또는 중고차를 소매 수준으로 판매하는 사업이다. 차량 판매 외에도 대리점은 종종 유지 보수, 수리, 금융, 보험, 예비 부품 판매와 같은 애프터 서비스를 제공한다.
미국에서 자동차 대리점은 역사적으로 지역 및 주 판매세 수입의 주요 원천이었다. 이들은 상당한 정치적 영향력을 가지고 있으며 자동차 제조업체가 소비자에게 직접 차량을 판매하는 것을 막는 프랜차이즈 법률을 성공적으로 로비했다. 2010년까지 50개 주 전체와 컬럼비아 특별구는 제조업체의 소비자 직접 자동차 판매를 금지하는 법률을 제정하여 독립 대리점의 생존을 보장했다. 대부분의 주에서는 기존 대리점과 경쟁하는 신규 대리점의 설립도 제한한다. 경제학자들은 이러한 규제를 소비자 가격을 인상하고 경쟁을 제한하는 동시에 기존 딜러의 이익을 높이는 지대추구의 한 형태로 설명했다.
자동차 대리점
영국에서 자동차 소매업의 구조는 미국과 다르다. 대리점은 일반적으로 유럽연합 집행위원회가 발행한 블록 면제 규정에 따라 프랜차이즈 계약을 통해 운영되며, 이 규정은 자동차 제조업체가 공인 딜러를 임명하는 동시에 수리업체 및 서비스 제공업체 간의 경쟁을 보존할 수 있도록 한다. 영국이 유럽연합에서 탈퇴한 후, 경쟁시장국(CMA)은 2023년에 국내 규정 버전을 도입하여 소비자와 독립 수리 사업체를 위한 유사한 보호를 유지했다.
대부분의 영국 대리점은 Pendragon, Lookers, Arnold Clark과 같은 대형 소매 그룹이 운영하는 프랜차이즈 네트워크를 통해 여러 브랜드를 판매하며, 이들은 전국 차량 판매의 상당 부분을 차지한다. 대리점은 또한 소비자 신용 또는 금융 상품을 제공할 때 금융감독청(FCA)의 규제를 받으며, 차량 금융 및 리스 계약의 투명성을 보장한다.
자동차 대리점 미국의 자동차 대리점
초기의 자동차는 자동차 제조업체가 고객에게 직접 판매하거나 우편 주문, 백화점, 순회 판매원 등 다양한 채널을 통해 판매했다. 예를 들어, 시어스는 1908년에 우편 주문 카탈로그를 통해 가솔린 엔진 체인 구동 하이휠러를 처음으로 판매하려 했으며, 1951년부터는 일부 매장과 카탈로그를 통해 올스테이트를 판매했다.
최초의 자동차 대리점은 1889년 펜실베이니아주 레딩에서 프레드 콜러가 개업했으며, 오하이오주 클리블랜드에서 제조된 자동차를 판매했다. 이는 마차 판매와는 달리 자동차만을 전문으로 취급한 최초의 대리점이었을 것이다.
최초의 포드 딜러는 1903년 1월 윌리엄 L. 휴슨이 샌프란시스코에서 개업했다. 미국 최초의 여성 자동차 딜러는 1903년에 필라델피아에서 크라우스 자동차 회사(Krouse Motor Car Company)를 설립한 레이철 "마미" 크라우스였다.
오늘날 미국의 대부분의 주에서는 프랜차이즈 법률을 통해 자동차 제조업체가 소비자에게 직접 판매하는 것을 제한하고 있으며, 이 법률은 신차는 인가된 독립 소유 딜러십에서만 판매해야 한다고 규정한다.
자동차 대리점 미국의 자동차 대리점
미국의 자동차 대리점 수는 1927년에 53,125개로 정점을 찍었으며, 이후 수십 년 동안 꾸준히 감소했다. 1960년에는 33,658개, 1980년에는 23,379개, 2001년에는 22,007개로 줄어들었다.
자동차 대리점은 일반적으로 특정 회사의 차량을 판매하고 서비스하도록 프랜차이즈 계약을 맺는다. 이들은 종종 전시장, 기계 서비스, 차체 수리 시설을 수용하는 건물과 중고차 및 신차 보관을 위한 충분한 공간을 제공하는 부지에 위치한다. 많은 대리점은 도시 외곽이나 시내 중심부 가장자리에 위치한다. 전통적인 단독 소유 자동차 대리점의 예로는 노스캐롤라이나의 콜리어 모터스가 있었다. 많은 현대 대리점은 현재 수백 개의 지점을 가진 기업 소유 체인의 일부이다. 미국의 대리점 이익은 주로 서비스에서 발생하며, 일부는 중고차에서, 신차에서는 거의 발생하지 않는다.