• Journal of the KSME
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• v.32 no.11
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• pp.910-916
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• 1992

신엔진 개발에서 동력을 증대시키려는 연구와 얻어진 에너지가 엔진을 구동시키기 위한 내부에 너지로 소비되지 않고 가능한 제동마력으로 보내려는 에너지 절약의 측면에서 접근하려는 연구가 있다. 전자의 연구개발은 연료와 공기의 열유동 해석, 혼합비 조절, 점화시기 및 방법, 연료의 선정, 터보차저의 설치, 즉 엔진에 공급되는 고열원부의 열량 $Q_H$ 를 증가 시키든지 또는 대기중으로 방출하는 저열원부의 열량$Q_L$ 을 어떻게 감소시키느냐에 관심을 가지고 있는 연구이다. 그러나 후자의 경우는 이미 생산된 에너지를 가능한 한 소비시키지 않고 모두 제동 마력으로 보내도록 노력하는 연구, 즉 트라이몰로지에 기초를 둔 연구개발 분야이다. 엔진개발 에서 트라이볼로지의 역할은 대단히 중요하나 기술 자체가 대단히 미시적이기 때문에 신기술 개발이 대단히 어려우며, 이 분야의 필요성이 크게 대두된 것도 십수년 전에 불과하므로 기술 축적이 많이 안된 분야 중의 하나이다. 트라이볼로지 기술의 필요성이 현저하게 부각되기는 하 였지만 해결하기가 대단히 어려운 분야이다. 그러나 일단 섬세하고도 미시적인 트라이볼로지 기술의 벽을 극복하면 큰 효과를 발휘하게 된다. 고도의 첨단기술을 개발하고 적용해야 하는 선진기술국에서는 에너지 절약의 측면보다는 새로운 기술개발의 측면에서 트라이볼로지 기술을 적극적으로 지원하고 있다.

• Tribology and Lubricants
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• v.5 no.1
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• pp.3-6
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• 1989

Tribos라는 마찰을 뜻하는 그리스에를 어원으로 하는 tribology는 마찰의 과학이라고 직역이 되겠다. 이 트라이볼로지의 槪念을 潤滑 시스템에 導入함으로서 우리들은 문제지향적인 사고방식을 갖게 된다. 즉 지금까지의 潤滑技術者들은 一般的으로 윤골만에 한정된 대책 들을 생각하는 것이 通例이었으나, 이 트라이볼로지의 개념도입에 의해서 비리소 마찰과 마모의 차원에서 윤활문제를 다르게 되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.91-91
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• 2017

트라이볼로지란? 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 두면 및 이와 관련된 문제로 마찰, 마모, 윤활에 대한 것을 말한다. 트라이볼로지는 1960대에 조사 연구되기 시작하면서 학문적으로 많은 정리가 이루어졌고, 현재 현대사회에서 문제가 되고 있는 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 핵심 요소로 떠오르고 있다. 특히 4차 산업혁명시대를 맞이하여 많은 부분에서는 인공지능, 클라우딩, 빅 데이터 및 로봇 등을 이야기하고 이에 대한 투자 및 개발을 이야기하고 있지만, 이 4차 산업을 뒷받침할, 강인한 제조업이 없으면 불가능한 혁명이라고 말 할 수 있다. 특히 트라이볼로지는 제조업의 무인 자동화 및 무인 로봇 등 이를 필요로 하는 산업 기기와 같은 전반적인 부품 및 소재의 마모를 감소시켜, 기계 장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 마찰은 두 물체 상호간의 열 발생을 억제 시키고, 마모는 물체의 표면 경도가 높으면 높을수록 마모량이 적어진다고 알려져있다. 따라서 트라이볼로지와 관련한 표면 처리의 경우, 고온 환경에서의 사용성 증대 및 고경도화 그리고 저마찰을 위한 방향으로 개발 발전되어져 왔다. 트라이볼로지 코팅 중 내마모 코팅의 경우, 티타늄 원소를 기본으로 알루미늄(Al) 및 실리콘(Si)를 합금화하면서, 고경도화 및 내열성을 증대시키는 방향으로 발전되어 왔다. 그에 따라 표면경도의 경우, 4000 Hv, 내열성 $1200^{\circ}C$에 도달였다. 하지만 여전히 철계와의 마찰계수는 0.3 이상으로 이를 낮추는 방법이 요구되고 있다. 최근 트라이볼로지 코팅 중 카본을 함유한 비정질 다이아몬드상 카본 막 (Diamond like Carbon Film : DLC) 이나, Diamond 막의 수요 증가는 마찰을 낮추어 융착마모를 줄이려는 노력으로 볼 수 있다. 특히 수소를 포함하지 않는 고경도 탄소막인 ta-C(tetrahedral amorphous-Carbon)의 수요는 증대되고 있으며, 이에 대한 후막화 및 양산화 기술의 개발의 현재 isssu로 대두되고 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2006.11a
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• pp.76-79
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• 2006

세라믹 재료에 대한 트라이볼로지 특성은 기계장치의 실 링, 펌프부품, 미터 계 부품 등에 이용할 때 매우 중요하다. 본 연구에서는 각기 순도가 다른 알루미나와 지르코니아를 기계적 및 트라이볼로지적 특성에 미치는 영향을 고찰 하였다. 실험은 미끄럼거리와 미끄럼 속도, 그리고 마모량과 마찰계수 등을 서로 다른 순도에 따라 측정한 결과 알루미나의 순도 99.7%가 마찰계수와 마모 저항성이 매우 좋은 특성을 얻었으나, 지르코니아의 순도 95%는 상대적으로 마모량이 가장 크게 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.215.2-215.2
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• 2013

본 연구에서는 흑연(graphite)과 티타늄(titanum; Ti) 타겟이 양쪽에 부착되어 있는 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 Ti이 도핑되어진 다이아몬드상 탄소박막(Ti doped Diamond-like carbon, DLC:Ti)을 증착하였다. 흑연과 티타늄 타겟의 파워는 고정하고 기판에 음의 DC 바이어스를 인가하여 DC 바이어스 변화에 따른 DLC:Ti 박막을 증착하였다. 증착되어진 박막의 음의 DC 바이어스의 변화에 따라 변화되어지는 경도와 마찰계수, 표면의 거칠기, 접촉각 등의 트라이볼로지 특성들을 분석하였으며, XPS와 라만등의 분석법을 이용하여 박막의 구조적 특성과 트라이볼로지 특성과의 관계를 고찰하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.201.1-201.1
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• 2013

자기애자는 전차선로 설비에서 가장 중요한 전기절연재료이지만, 내충격에 결함이 있고 파괴되기 쉽고, 무거워 취급에 어려움이 따른다. 이러한 자기애자의 단점을 해결하기 위하여 고분자 애자의 개발이 진행되어지고 있다. 그러나 고분자 애자의 경우 재질 특성상 자기 애자보다 분진의 부착이 쉽고 부착된 분진의 세척이 어려운 단점이 있어, 장기 사용 시 특성 변화가 우려된다. 본 연구에서는 TiO2 세라믹 타겟이 부착된 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장치를 이용하여 TiO2 박막을 증착하였으며 증착되어진 TiO2 박막의 광촉매 특성과 트라이볼로지 특성을 고찰하였다. 광촉매 특성으로는 표면 접촉각 분석을 통하여 고찰하였으며, 트라이볼로지 특성으로는 경도, 잔류응력, 마찰계수, 표면 거칠기 등을 평가하였다. 또한 XRD, FESEM 분석 등 구조분석을 통하여 광촉매 특성과 트라이볼로지 특성등과의 연관성을 규명하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 2001.11a
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• pp.229-229
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• 2001

• Tribology and Lubricants
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• v.13 no.3
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• pp.1-9
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• 1997

인류가 지구상에 존재하기 이전에도 바다 속에는 오징어와 같이 자신의 힘만으로 분사 추진을 하여 움직이는 생물이 존재하였음에도 불구하고 인류는 이러한 반작용 원리를 이용한 항공용 가스터빈 엔진을 고안하는데 1900년 이상의 세월을 보내야 하였으며, 이 긴 세월 동안 많은 장치들이 고안되었다. 그러나, 실제로 이러한 원리를 사용한 현재와 같은 가스터빈 엔진의 개발은 1940년대 중반에야 가능하게 되었다. 이후 소형이면서 높은 추력을 발생시키기 위하여 많은 노력이 이루어져 왔으며, 이를 위하여 가스터빈 엔진의 주축 베어링, gearbox, seal 및 윤활 시스템 등은 더욱 큰 부담을 가질 수 밖에 없었다. 따라서, 이러한 어려움을 해결하고 보다 높은 추력을 발생시키는 가스터빈을 개발하는데 트라이볼로지의 역할이 중요하다고 할 수 있다. 가스터빈에서의 트라이볼로지의 적용 분야는 main-shift bearing, lubrication system, gearbox 및 seal등을 들 수 있으나, bearing과 lubrication을 중심으로 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.64-68
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• 1998

본 연구에서는 다양한 종류의 섬유를 일방향으로 배향시켜 제작한 복합재료의 트라이볼로지 연구를 수행하였으며 특히 섬유의 배향과 활주속도가 트라이볼로지 성질에 미치는 영향을 연구하였다. 실험에 쓰인 시편은 유리 섬유, 아라미드 섬유, 그리고 고탄성 탄소 섬유를 보강재료로 에폭시 수지를 모재로 사용한 일방향섬유 복합재료이며 각각의 시편을 스테인레스 강 상대 마찰면에 마찰시켜 마모량과 마찰 계수를 구하였다. 실험조건으로 사용한 여러 활주속도에서 탄소섬유복합재료가 모든 섬유배열방향에서 아라미드섬유복합재료와 유리섬유 복합재료보다 마모율과 마찰계수가 낮은 경향을 보였으며 특히 높은 속도에서는 탄소섬유복합재료의 특성이 뛰어남을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.4-4
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• 2010

박막의 물성을 분석하는 방법에는 광학을 이용한 분광학 분석법과 나노크기의 tip을 이용한 나노트라이볼로지 분석법이 대표적이라 할 수 있다. 분광학 분석법에는 주로 X-ray 회절분석, Raman 분광기, IR 분광기 등등이 가장 대표적으로 사용되어지는 분석 장치들이다. 이러한 분광학 분석은 광학을 시료에 조사하여 이로부터 획득되는 강도(intensity)를 분석하는 방법으로 간접적인 분석이라 할 수 있다. 이에 반하여 나노트라이볼로지는 나노크기의 tip을 이용하여 시료 표면을 직접적인 방법으로 분석하여 시료의 형상, 탄성, 강도, 마찰력 등의 정보를 제공하며, tip에의 전기적 신호를 부과하여 시료 표면의 국부적인 potential, electric current를 측정하게 된다. 이에 해당되는 대표적인 분석 장치로는 nano-indenter system과 SPM (Scanning Probe Microscopy)이 있다. 따라서, 이 논문에서는 나노트라이볼로지의 대표적인 장치인 nano-indenter system과 SPM에 대한 간단한 원리를 소개하고 다양한 분야에 대한 실제적인 분석을 사례를 통하여 나노트라이볼로지의 가치를 확인하고자 한다.