• 방사성폐기물학회지
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• 제6권3호
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• pp.171-178
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• 2008

중 저준위 방사성폐기물 유리화 실증시설의 고온필터(HTF)시스템에 금속필터를 도입하여 일련의 성능시험을 수행하였다. 고온필터시스템의 여과재는 총 19개의 필터 element로 구성되는데 필터로서 금속 재질별 특성을 알기 위해 316L, 904L, Inconel 600 등 3종의 element를 혼합하여 필터set를 구성하였다. 매 시험을 종료한 후에는 필터하우징에서 종류별로 필터 element를 꺼내어 육안으로 변화를 관찰하였다. 그 결과 일부 element 표면에서 어두운 색깔의 반점들이 관찰되었으며, 특히 AISI 316L 재질의 element에서 많은 반점들이 발견되었다. 이 반점들이 부식을 의미하는 것인지 확인하기 위해 두 가지 분석을 수행하였다. 첫째 재질별로 1개씩의 element를 절단하여 정상적인 곳과 반점이 있는 곳의 표면 및 단면을 SEM/EDS로 분석하였다. 그 결과 반점은 Na, S, Si 등 무기계 산화물이 집중적으로 침적되어 필터의 미세기공을 막고 있는 현상으로 밝혀졌으며, 이 침적물들은 폐기물 및 유리용탕으로 부터 휘발된 물질로 판단된다. 둘째, 재질별로 필터 element에 대해 ring tensile시험을 수행하였다. 그 결과 반점을 포함한 시험 필터 element의 인장강도 값이 규정값 이상으로 나타나서 필터에 부식이 없는 것으로 확인되었다. 앞서 두 가지 분석결과로 볼 때 시험한 금속필터 표면에 생성된 반점은 부식생성물이라기 보다는 필터 전단으로부터 유입된 무기산화물 필터기공을 막고 있는 현상으로 판단되며, 이 반점이 반점형태로 국부적 지점에만 나타나는 것은 시험 중단시기 필터에 응축된 수분과 관련이 있는 것으로 판단된다. 반점의 생성은 필터의 유효 여과면적이 줄어 결과적으로 필터에 걸리는 압력손실이 커지기 때문에 필터하우징의 상시보온을 통한 응축 방지가 필요할 것으로 판단된다. 아울러, 보다 장시간의 시험을 통해 필터 부식현상에 대한 검증 필요하다고 판단된다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.339-347
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• 2018

화석연료로 인한 환경문제 및 기후변화 대응을 위해 신재생에너지 공급비중은 매년 증가하고 있으며 현재 폐기물 에너지는 신재생에너지 생산량의 60% 가량을 차지하고 있다. 그러나 폐기물은 화석연료에 비해 낮은 발열량을 가지고 여러 유해물질이 포함되어 있어 발전용 보일러에 적용 시 다양한 문제를 발생시킨다. 특히 연료 내 염소성분은 보일러 열교환부에 슬래깅 및 파울링을 증가시켜 열효율 감소와 고온부식의 주요 원인이 되며 설비 가동률을 낮추고 운전비용을 증가시킨다. 본 연구에서는 염화알칼리에 의한 과열기 소재의 부식특성 분석을 위해 과열기용 주요 금속소재(ASME SA213/ASTM A213 T2, T12 and T22 합금)를 대상으로 고온부식 실험을 수행하고 무게 감량법과 주사전자현미경 에너지분산분광기(SEM-EDS)를 활용해 다양한 조건에 따른 부식특성을 분석하였다. 실험 결과 온도 및 염화물 함량이 높을수록 부식이 증가하였으며 NaCl보다 KCl의 부식성이 더 높음을 확인하였다. 또한 소재의 크롬함량이 높을수록 염화알카리에 대한 내부식 특성이 우수하게 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.415-420
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• 2011

금속 유물의 부식 방지를 위하여 우레탄 코팅제를 제조하였다. 제조된 우레탄 코팅제를 이용하여 그 동안 금속유물 코팅제로 주로 사용된 아크릴계 코팅제의 광택성과 코팅 후에 나타나는 변색 등의 문제점을 해결하고자 하였다. 이를 위하여 합성된 우레탄 코팅제는 아크릴계의 코팅제보다 광택이 낮고 색상 변화가 적도록 제조하였다. 이 코팅제는 기존의 코팅제에 비하여 얇은 코팅 층을 형성하면서도 우수한 접착력을 나타내었으며, 다양한 주위 환경에 의해 나타나는 금속 유물의 표면 산화에 대한 저항력과 표면에서의 발수력이 우수하였다. 또한, 아세톤, 톨루엔, 자일렌 등의 유기용매에 쉽게 용해되는 가역성이 우수한 결과를 나타내고 있어 기존의 아크릴계 금속 유물 코팅 재료를 대체할 수 있는 안정적인 코팅제로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제1권1호
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• pp.20-29
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• 1985

많은 윤활 부품의 성능과 수명은 초기작동기간에 금속표면에서 일어나는 현상들에 의하여 좌우된다. 특히 혼합마착구역(Mixed film region)에서나 윤활막의 두께가 몇십 마이크론의 정도가 되는 EHD(Elastohydrohynamic)윤활구역에서 작동하는 경우엔 더욱 중요하다. 이러한 경험적 현상에 의해 상대운동하는 두마찰면의 초기 작동과정을 길들이기(run-in, breaking-in)라고 부르고 "마찰 부분의 형상이나 마모 및 윤활 마찰특성이 향상되어가는 과정" 으로 정의한다. 보통 길들이기 과정이 끝나면 표면 모양은 더이상 변하지 않고 마모나 마찰 특성이 일정하게되며 이 단계를 정상 상태라고 부른다. 길들이기과정이 중요시되는 것은 이 과정에서 마모는 정상 상태보다 심하고 Scuffing 혹은 Scoring현상이라고 부르는 마찰면 손상의 가능성이 항상 존재하기 때문이다. 이 현상은 보통의 마모나 부식 또는 피로파손의 형태와는 달리 갑작스런 발생으로 부품이나 기관의 부분적 혹은 완전 파손을 유발함으로써 설계나 제조 과정에 문제를 제기하는 요인으로 오래전부터 알려져 왔다.부터 알려져 왔다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.43.1-43.1
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• 2009

Bone plate는 골절된 뼈의 골 유합을 지지하기 위해서 정형외과, 신경외과, 성형외과 및 치과 등에서 널리 사용되고 있다. 하지만 기존의 bone plate는 대부분 금속으로 제작되어 있어 장기간 이식에 따른 부식 및 천연골 강도저하 등으로 인해 1~2년 후 재수술을 해야 하는 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는이런 금속 bone plate의 단점을 개선하고자 생체적합성이 우수한 생분해성 고분자 bone plate를 제작하였다. 사용된 고분자는 생체적합성과 생분해성이우수한 PVA(polyvinly alcohol)와 강도를 유지하기 위한 PMMA(poly methyl methacrylate)를 사용였다. Electrospinning 법으로 PVA와 PMMA fibrous mat를 제작하여 각 mat를 적층시킨 후 열압착을 하여 강도를 증가시킨 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate을 제작하였다. 제작된 PMMA/PVA Mutlilayer bone plate의 생체적합성 평가를 위해 MTT assay, 생분해 특성을 관찰하기 위해 Micro-CT와 SBF(simulated body fluid) 내에서의 용해도를 관찰하였다. 또한조골세포의 부착과 분화에 미치는 영향을 SEM(scanning electron microscope)을통해 관찰하였고, 조골세포의 유전자 발현에 미치는 영향을 RT-PCR을통해 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.922-923
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• 2011

비파괴 검사방법 중 자기누설 방법을 이용한 방법은 높은 자기 투자율을 갖고 있는 배관 검사에 적합하다. 자기누설 방식이 적용된 시스템을 MFL PIG라고 한다. MFL PIG는 금속 손실이나 부식과 같은 결함을 검출하는데 높은 성능을 보인다. 하지만 이 시스템은 축방향으로 자기장을 형성하여 투자율이 큰 금속 배관을 포화시켜 결함이 있는 부분에서 발생하는 누설자속을 검출하는 방식이기 때문에 축방향으로 발생하는 미소 결함은 자기장이 통과하는 단면이 작고 누설자속이 거의 없어 검출이 어렵다. 축방향 미소결함을 검출하기 위해 기존의 MFL PIG를 개선시킨 것이 CMFL PIG이며, 이것은 자기장을 원주방향으로 형성하여 결함에서의 자기 누설을 최대화 가능하다. 본 논문에서는 축방향 미소 결함의 검출이 가능한 CMFL 비파괴 검사 방법에 관한 논의와 이를 이용하여 축방향 결함의 위치이동에 따른 왜곡 신호의 분석 및 보정하는 방법에 관해 제안한다.

• 신재생에너지
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• 제3권1호
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• pp.75-82
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• 2007

Aluminum was used as metallic bipolar plate material to reduce a stack weight. The functional materials such as conductive material, Au and nonconductive material, PTFE [polytetrafluoroethylene] were coated on the bipolar plate to enhance electrical contact and corrosion prevention in PEMFC. The active area of bipolar plate is divided into the top layer part that electric current mainly passes, and the bottom layer part that gas and water pass. The bottom layer part in the flow channel needs not to have electrical conductivity because it doesn't pass electric current directly. In this reason, Au on the top layer and PTFE on the bottom layer were coated to apply high electrical conductivity and/or good corrosion resistance. Although the single cell performance using Au-PTFE/Al bipolar plate was shown 78% in comparison with that of graphite, specific power of Au-PTFE/Al bipolar plate(0.4 W/g) was twice as much as graphite bipolar plate.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1990년도 제11회 학술강연회초록집
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• pp.53-57
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• 1990

항공기 및 자동차를 위시한 기계공업 전반의 급속한 발달과 더불어 각종 기계들이 전문, 특수화됨에 따라 이들의 작업조건 역시 고속, 고하중화 되어가며 모든 기계요소의 접촉조건을 이겨낼 수 있는 해졀책이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 현재 선진공업국에서는 재래식 금속재료의 표면에 목적하는 효과를 발휘할 수 있는 물질을 코팅(coating)하여 그 표면의 특성을 향상시키기 위해 노력하고 있다. 일반 기계요소에서 발생되는 파괴는 원천적으로 접촉표면 및 부표면(subsurface)에서 시작되며 이는 표면층(surface layer)이 마모, 부식, 피로 등의 표면 관련 제 현상에 대한 대응능력이 결핍되거나 부족하게 되는 곳과 관련지울수 있다. 일반 금속재료로써는 표면층을 최적의 Tribology 적 성질 (내마모성, 내부식성, 고강도 등)을 갖도록 하기에는 미흡하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 bulk material에 그것이 가지지 못하는 Tribology 적으로 우수한 성질을 그 표면층에 부여하는 기술로써 여러가지 방법이 개발되어 왔으나 그중 대표적인 것이 바로 표면 코팅기술이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권9호
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• pp.770-781
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• 2008

In nuclear power plants, ferritic low alloy steel components were connected with austenitic stainless steel piping system through alloy 82/182 butt weld. There have been incidents recently where cracking has been observed in the dissimilar metal weld. Alloy 82/182 is susceptible to primary water stress corrosion cracking. Weld-induced residual stress is main factor for crack growth. Therefore exact estimation of residual stress is important for reliable operating. This paper presents residual stress computation performed by 6" safety & relief nozzle. Based on 2 dimensional and 3 dimensional finite element analyses, effect of welding variables on residual stress variation is estimated for sensitivity analysis.