• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.12 no.2
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• pp.92-98
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• 2008

A combination of the instrumented indentation and 3D morphology measurement has been tried in order to perform a real-time property measurement of degraded materials in gas pipelines; three-dimensional indent morphologies were recorded using a reflective laser scanner after a series of insturmented indentations on three metallic specimens. Dimensions of the permanent deformation zone and contact boundary were analyzed from the cross-sectional profile over an remnant indent and used for estimating yield strength and hardness, respectively. Estimated yield strength was comparable with that from uniaxial tensile test and actual hardness implying material pile-up effects was lower than the calculated value from indentation curve by $20{\sim}30%$. It means that this 3D image analysis can explain the material pile-up effects on the contact properties. Additionally, a combined system of indentation and laser sensor was newly designed by modifying a shape of the indentation loading fixture.

• Horticultural Science & Technology
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• v.29 no.4
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• pp.298-305
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• 2011

This study was conducted to enhance the stem firmness of standard chrysanthemum 'Baekma' bred in Korea for commercial quality improvement and inhibition of stem breaking during transportation through foliar spray with calcium agents. Calcium agent screening 'Baekma' was examined using $CaCl_2{\cdot}2H_2O$, $Ca(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$, and OS-Ca (natural liquid calcium compounds extracted from oyster shell) depending on each concentration (0, 0.001, 0.01, 0.1, and 1.0%, respectively). All calcium agents sprayed with 1.0% caused chemical injury such as stem bending or leaf burn. OS-Ca also showed more sensitive response to chemical injury than the other calcium agents because OS-Ca was absorbed very well by 'Baekma' leaves. Maximum stem firmness measured during the final harvest was greater in OS-Ca than in the other calcium agents. Especially, maximum stem firmness was greatest in 0.01% OS-Ca. However, elastic strength and maximum bending stress were greater in 0.001% OS-Ca than in the others. Thus, OS-Ca ranged from 0.005 to 0.05%, which did not show any chemical injury, was finally selected as the first candidate for hardening the stem of 'Baekma'. The next experiment using OS-Ca was conducted with the concentrations of 0, 0.005, 0.01, and 0.05%, respectively. From the results, 0.05% OS-Ca showed better plant growth and parameters such as plant height, stem diameter (upper and middle part), the number of leaves, and dry weights of each part than the other concentrations of OS-Ca and control. As for stem firmness depending on OS-Ca concentration, the Ca content within stem, maximum firmness, elastic strength, and maximum bending stress of stem in 'Baekma' sprayed with 0.05% OS-Ca showed the highest values among all the treatments and it turned out to be very high level of significance between control and OS-Ca treatments. However, the area and percentage of the inside cavity within horizontal stem section in 'Baekma' did not show any significance between any treatments including control. Thus, stem firmness of 'Baekma' did not show any correlation with the inside cavity area of stem. In conclusion, we recommend foliar sprays with 0.05% OS-Ca at vegetative growth stage to enhance stem firmness of 'Baekma' during transportation.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.9
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• pp.839-846
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• 2000

통전활성 소결법을 이용하여 단상의 세라믹스(PSZ) 및 금속(NiCrAlY)과 PSZ/NiCrAlY 복합체를 각 소결온도에서 제조하였으며, 이에 대한 특성평가는 개량형 소형펀치 시험법을 이용하여 수행하였다. 복합체의 밀도 및 경도에 미치는 소결온도의 영향은 NiCrAlY의 부피분율 증가에 따라 감소되었으며, 중간조성에서의 밀도 및 경도는 연속적인 변화를 나타내었다. 파괴인성의 변화에서는 60vol%-NiCrAlY 이상의 조성에서 급격한 증가를 나타내었으며, 짧은 소결시간 및 빠른 승온속도 등 통전활성 소결법의 장점에 의해 단상의 PSZ에서도 10 MPa.m$^{1}$2/ 의 높은 파괴인성 값을 얻을 수 있었다. PSZ/NiCrAlY 복합체에서의 특성은 소결온도와 NiCrAlY의 부피분율에 의해 지배적으로 영향을 받았으며, 단상의 PSZ은 전형적인 취성거동을 나타내었고 80vol%-NiCrAlY 까지의 복합체에서는 부분적인 취성 및 소성거동을 함께 나타내었다. 각 소결체에서 최고의 특성을 나타내고 소결온도는 단상의 PSZ 경우인 140$0^{\circ}C$에서부터 단상의 NiCrAlY 경우인 120$0^{\circ}C$까지 최대 20$0^{\circ}C$의 차이를 나타내었으며, PSZ과 NiCrAlY의 조성비에 따라서 연속적인 변화를 보였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.11
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• pp.1020-1025
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• 1998

Irradiation-induced changes in mechanical properties and magnetic parameters were measured and compared to explore possible correlations for Mn-Mo-Ni low alloy steel surveillance specimens which were irradiated to a neutron fluence of $2.3\times10^{19}n/cm^2$(E>1.0MeV) in a typical pressurized water reactor environment at about $288^{\circ}C$. For mechanical property parameters, microvickers hardness, tensile and Charpy impact test were performed and Barkhausen noise amplitude, coercivity, remanence, maximum induction were measured for magnetic parameters. respectively. Results of mechanical property measurements showed an increase in yield and tensile strength, microvickers hardness. 41J indexed $RT_{NDT}$ and a decrease in upper shelf energy irrespective of base and weld metals. However, in the case of tensile properties, the changes in weld metal were negligible compared to the base metal. In the case of magnetic measurements, it is found that magnetic remanence, BN amplitude. BN energy have dropped significantly but coercivity(H,) has increased rapidly after irradiation. In this study. the measurements conducted on surveillance specimens of Mn-Mo-Ni low alloy steel showed that there were strong correlations between mechanical properties and magnetic properties.

• Polymer(Korea)
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• v.35 no.4
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• pp.342-349
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• 2011

The effect of the amount of vinyltriethoxysilane (VTEOS) in precipitated silica filled silicone rubbers was extensively investigated in terms of the change of mechanical properties, heat resistance, oil resistance, compression set, resilience, and curing characteristics. As the content of VTEOS increased from 0 to 2.0 phr, the hardness of the silicone rubber increased, however, tensile strength, elongation at break, and tear strength decreased. From heat resistance test, the change of mechanical properties was pronounced for silicone rubber treated with more VTOES. The best heat resistance was achieved at 2.0 phr VTOES. In addition, oil resistance was proportionally improved with VTEOS content. From oil resistance test. it was found that the decrease in hardness and maximum elongation was reduced for VTEOS-added systems. Finally, resilience, compression set, degree of cure and crosslink density were significantly enhanced with the amount of VTEOS.

• Elastomers and Composites
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• v.41 no.1
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• pp.40-48
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• 2006

Mechanical systems with rubber parts have been used widely in industry fields. The evaluation of the physical characteristics of rubber is important in rubber application. Rubber material is useful to machine component for excellent shock absorbing characteristics. The impact characteristics of rubber were examined by experimental and finite element method. The impact test was conducted with a free-drop type impact tester. The ABAQUS/Explicit was used for finite element analysis. In the finite element analysis, elastic modulus of rubber using impact force was used as dynamic modulus, which are measured and predicted with dynamic property test and WLF model. The analysis result was coincided with the experimental results.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.11a
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• pp.105-110
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• 2000

The Micromechanics test is new test method which uses comparatively smaller specimen than that required in conventional material tests. There are several methods, such as small-specimen creep test, the continuous indentation test, and small punch(SP) test. Among them, the small punch(SP) test method has been applied to many evaluation fields, such as a ductile-brittle transition temperature, stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement, and fracture properties of advanced materials like FGM or MMC. In this study, the small punch(SP) test is performed to evaluate the mechanical properties at high/low temperature from $-196^{\circ}C$ to $650^{\circ}C$ and the material degradation for virgin and aged materials of 9Cr1MoVNb steel which has been recently developed. The ${\Delta}P/{\Delta}{\delta}$ parameter defined a slope in plastic membrane stretching region of SP load-displacement curve decreases according to the increase of specimen temperature, and that of aged materials is higher than the virgin material in all test temperatures. And the material degradation degrees of aged materials with $630^{\circ}C$ -500hrs and $630^{\circ}C$ -1000hrs are $36^{\circ}C$ and $38^{\circ}C$ respectively. These behaviors are good consistent with the results of hardness($H_v$) and maximum displacement(${\delta}_{max}$).

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.6 no.4
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• pp.685-692
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• 2020

In this study, the experimental and analytical study were performed on the location of longitudinal cracks in the middle of underground box structures. The location where the longitudinal cracking occurred was investigated that the overlapping joint of the rebar and the section of maximum tensile stress generated. Using the finite element analysis, the strength reduction ratio of the rebar was estimated by lack of overlap joint length. As the result of adequacy investigation for the length of the overlap joint presented in the design criteria, it was analytically proved that the lack of the overlap joint length could be cause the decreasing cross-sectional force and concrete cracking. As the result of this study, the adequacy of the overlapping criterion in the current design criteria was confirmed based on the finite element analysis and actual field case. In the case of overlapping joints installed in inappropriate position, it was considered that a long term crack control would be need to ensure the sufficient safety factor for the designed cross-sectional force.