Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.25
no.7
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pp.975-980
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2001
The thermal analysis of the hot roller in a dry film laminator is studied numerically by steady-state two-dimensional heat transfer. In the laminating process for PDP glass or PCB, the temperature distributions in a hot roller are presented considering the effects of the roller rotation speed and the inner and outer radii of the roller. The results show that the temperature distributions are strongly dependent on Peclet number. If Pe number becomes larger, the iso-thermal lines are more concentric about the rotating axis and the temperature difference on the hot roller surface decreases exponentially. It also shows that if the contact angle between the roller and the film becomes smaller the temperature difference becomes smaller. However, the changes of the rollers inner or outer radius have little effect on the temperature difference.
Fiber metal hybrid laminate (FML) can be used as an economic material with superior mechanical properties and light weight than conventional metal by bonding of metal and FRP. However, there are disadvantages that it is difficult to predict fracture behavior because of the large difference in properties depending on the type of fiber and lamination conditions. In this paper, we study the failure behavior of hybrid materials with laminated glass fiber reinforced plastics (GFRP, GEP118, woven type) in Al6061-T6 alloy. The Al alloys were coated with GFRP 1, 3, and 5 layers, and fracture behavior was analyzed by using a static test and a low cycle fatigue test. In the low cycle fatigue test, strain - life analysis and the total strain energy density method were used to analyze and predict the fatigue life. The Al alloy did not have tensile properties strengthening effect due to the GFRP coating. The fatigue hysteresis geometry followed the behavior of the Al alloy, the base material, regardless of the GFRP coating and number of coatings. As a result of the low cycle fatigue test, the fatigue strength was increased by the coating of GFRP, but it did not increase proportionally with the number of GFRP layers.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.16
no.4
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pp.350-355
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2005
소형 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 전기를 만들기 위해서 고순도의 수소를 필요로 한다. 각각의 마이크로 성형된 금속박판(스테인레스 스틸, 알루미늄)을 진공 브레이징법으로 접합하여 수소공급용 소형 개질기를 제작하였다. 마이크로 채널의 내부는 졸-겔법(스테인레스 스틸)과 양극산화법(알루미늄)으로 촉매를 지지하기 위한 다공성 $Al_2O_3$ 층을 형성시켰다. 스테인레스 스틸 박판은 에칭과 브레이징에 유리하였으나, 표면산화층 코팅을 균일하게 하여 안정적인 촉매반응을 유도하기 위한 균일한 표면 산화층 형성이 힘들었다. 반면 알루미늄 박판은 표면 산화층 형성이 상대적으로 용이했으며, 촉매를 상하지 않는 낮은 온도에서의 적층이 가능했다.
In our preceding study, we reported that the use of light, composite-material wings in long-endurance Solar-Powered UAVs is a critical factor. Ribs are critical components of wings, which prevent buckling and torsion of the wing skin. This study was undertaken to design and manufacture optimal composite ribs. The ribs were manufactured by applying laminated-layer patterns and shapes, considering the anisotropic properties of the composite material. Through the finite element analysis using the MSC Patran/Nastran, the maximum load and the displacement shape were identified. Based on the study results measured by structural tests, we present an optimal design of ribs.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.17
no.5
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pp.1106-1114
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1993
A composite material is composed of a reinforcement and a matrix, which determine mechanical characteristics of the molded part. There is no doubt that the properties of a composite material depend not only on the characteristics of the matrix but also on the structure of glass fiber mat and a fiber type of reinforcement. Therefore it is very important to study the composites of reinforcement and the matrix, and to control the fiber type in the process of molding of composite materials. In this study, the specimen was made of a glass fiber mat of 6-7mm thickness by scattering it in the air after cutting the glass fiber mat with needle punching makes change according to the type of needle and the number of times of stretching. First the sheet was made by means of a hot-press after accumulating a matrix and a glass fiber according to each mat structure of glass fiber. It was heated the manufactured sheet with the dry oven and molded it a secondary high temperature compression by a 30 ton oilhydraulic press. A definition of a correlation coefficient is showed up during this period and find it out with the relation of the fiber-matrix separation and the fiber orientation. We studied effects of the glass fiber mat structures on the correlation coefficient.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.18
no.11
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pp.802-809
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2017
3D printing technology is a manufacturing process for products, in which polymer and metal materials are laminated to form structures. It is advantageous for manufacturing parts requiring a high degree of design freedom and functionality. In addition, it would be a suitable technology for the production of parts for railway vehicles in the future, due to the need to produce parts in small quantities. In order to fully exploit the advantages of 3D printing technology, it is necessary to consider the process characteristics during the design of the product. In this study, the redesign and manufacturing technology of the product considering the performance and process conditions were studied for the heat exchanger in the air compressor of railway vehicles, as a trial application of the 3D printing technique. First of all, the design concept to improve the performance of the heat exchanger was defined, and the design range was specified to satisfy the performance of the present heat exchanger analyzed experimentally. Then, the detailed design was revised considering the characteristics of the metal 3D printing process, such as the manufacturing restrictions and production time. Based on the final design, the product was fabricated by the 3D printing process using aluminum material, and it was confirmed that the dimensional accuracy was satisfied. The weight of the final product was reduced by 41% compared with the existing products. The results of this study will make it possible to develop an efficient product design process for 3D printing technology.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2008.06a
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pp.306-306
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2008
기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.
Kim, Dong-Kook;Park, Seong-Dae;Oh, Jin-Woo;Kyoung, Jin-Bum
Polymer(Korea)
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v.36
no.4
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pp.413-419
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2012
Multi-functional urethane acrylate monomers as the curing agent of poly(phenylene ether) (PPE) were synthesized and then the urethane bond formation was checked by FTIR spectrometry and NMR analysis. The synthesized monomers were mixed with PPE and fabricated to dielectric substrates. After forming PPE/monomer composite sheets by a film coater, several sheets were laminated to a test substrate in a vacuum laminator and then its properties depending on the type and the amount of monomers, such as dielectric constant, dielectric loss, and peel strength, were measured. Between the two different hydroxyl acrylates, when the monomer synthesized with 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate containing a phenyl group was used as a curing agent, a smaller dielectric loss was obtained and the dielectric constant and loss decreased with a decrease in the amount of the monomer. The peel strength values of the test substrates, however, did not show any specific difference between the cases of two synthesized monomers. As a result, it was obtained the polymer substrate for high frequency application having peel strength of about 10 N, low dielectric constant of 2.54, and low dielectric loss of 0.0027 at 1 GHz.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2007.11a
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pp.295-295
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2007
기계적 에너지를 전기적 에너지로 변화하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근 이러한 에너지 변화 소자는 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, 항공우주, 자동차, 의료, 건축, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 동작 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시되고 있다. 또한, 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 순수 Ag 전극을 사용하거나, Ag의 비율이 높은 내부 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 소결되는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)\;[(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}Zr_{0.35}Ti_{0.4}]O_3$계의 조성을 설계하여, 소결온도를 낮추기 위해서 2단계 하소법을 이용하였다. 분말을 ball milling을 통해 24시간 동안 혼합하였다. 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 72시간 동안 ball milling 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 ${\Phi}21$ disk 형태로 성형한 후, $800{\sim}950^{\circ}C$ 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 두께 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 열처리한 후, 분극 처리하였다. 압전특성은 $d_{33}$ 미터로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 주파수 및 impedance 특성을 측정하였다. 그 결과 $900^{\circ}C$에서 우수한 압전 특성 및 전기적 특성을 확보 할 수 있었다.
Kim, Dong-Kook;Park, Seong-Dae;Yoo, Myong-Jae;Lee, Woo-Sung;Kang, Nam-Kee;Lim, Jin-Kyu;Kyoung, Jin-Bum
Polymer(Korea)
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v.33
no.1
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pp.39-44
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2009
Polymer substrates were fabricated by using poly (phenylene ether) as a base resin, N,N'-m-phenylenedimaleimide (PDMI) as a crosslinking agent and decabromodiphenylethane as a flame retardant. The effects of crosslinking agent and flame retardant on physical properties such as dielectric property of the substrate were investigated. Thermal curing feature of PDMI with or without an initiator was analyzed by DSC, and then, PPE-PDMI test compositions were designed based on this result. Composite sheets were cast by film coater, laminated under vacuum and pressure, and then, the changes of dielectric constant, dielectric loss, peel strength, solder heat resistance and inflammability according to increasing amount of PDMI and flame retardant were evaluated, Dielectric constant and dielectric loss showed increasing trend with increasing amount of PDMI and flame retardant, but solder heat resistance and inflammability were improved. Peel strength was obtained higher than 1 kN/m when PDMI above 10 wt% was added, but slightly decreased as the amount of flame retardant increased. From the measured gel contents, the reaction mechanism of PPE-PDMI system was deduced to the formation of network structure by crosslinking PDMI with PPE rather than the formation of semi-IPN structure. In conclusion, the polymer composite substrate materials with dielectric constant of 2.52$\sim$2.65 and dielectric loss below 0.002 at 1 GHz were obtained and they will be proper for high frequency applications.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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