• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.927-933
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• 2016

고체 추진 기관에서 로켓 노즐은 고온 연소가스에 노출된다. 따라서 고온에서 기능을 발휘할 수 있는 적절한 재료의 선택이 중요하다. 탄소 섬유 강화 실리콘 카바이드 복합재(C/SiC)가 로켓 노즉목에 적용을 위해 연구되어 왔다. 그러나 전형적인 구조 재료들과 비교할 때 C/SiC 복합재는 준취성 거동을 가지고 고온에서 산화의 영향으로 인해 강도와 인성 관점에서 상대적으로 취약한 점이 있다. 그러므로 실제 적용을 위해 C/SiC 복합재의 열, 기계적인 특성을 평가하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 액화 실리콘 용침(LSI) 공정을 통해 만들어진 C/SiC 복합재의 고온에서의 파괴 거동을 조사하는 실험적인 방법을 설명한다. 특히 온도와 하중, 산화 조건 그리고 탄소 섬유의 방향을 주요 변수로 설정하여 파괴 특성을 조사하였다. 파단면 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.164-172
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• 2020

군용항공기에 장착되는 연료/오일 열교환기는 연료의 저온을 이용하여 항공기 탑재부품 구동장치나 유압펌프와 같은 다른 장치에 공급되는 윤활유를 냉각시키는 장치로 항공기 탑재부품 구동장치로 연결되는 윤활유 유입포트에 균열이 발생되었다. 만일 열교환기의 균열이 발생될 경우 다른 장치에 공급되는 윤활유 냉각이 이루어지지 않아 더 이상 비행을 할 수 없기 때문에 해당 결함은 항공기 가동률 저하에 큰 원인이 된다. 본 연구에서는 군용항공기 연료/오일 열교환기 항공기 탑재부품 구동장치 오일포트 균열 현상을 개선하기 위해 오일 포트 균열부위 파단면에 대한 비파괴 검사와 현미경 검사를 수행하여 균열에 대한 경향성을 분석하였으며, 열교환기 오일포트에 연결되는 오일 배관은 티타늄 재질의 배관으로 열교환기에 장착 시 과도한 토크로 체결되어 열교환기 균열의 주된 원인으로 확인되어 유한구조해석을 통해 장착 토크 적용 시 열교환기에 과도한 힘이 전달되는 것을 검증하였다. 해당 결함에 대한 개선 방안으로는 항공기 탑재부품 구동장치 오일 포트에 장착되는 배관의 재질과 직경을 변경시켜 적용 토크 값을 열교환기 오일 포트에서 견딜 수 있는 값으로 조정하였으며, 또한 맥동압력으로 인한 피로누적을 최소화시키기 위해 배관의 굽힘값을 조정하였다. 결과적으로, 동일한 조건에서 개선된 배관을 장착하여 지상시험을 통해 열교환기에 균열이 발생되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제10권12호
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• pp.799-806
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• 2000

63Sn-37Pb에 Cu$_{6}$Sn$_{5}$를 분산시킨 760$\mu\textrm{m}$크기의 솔더범프를 Au(0.5$\mu\textrm{m}$)/Ni(5$\mu\textrm{m}$)/Cu(27$\pm$20$\mu\textrm{m}$) BGA 기판에 스크린)/Ni(5im)/Cu(27:201m) B3GA 기판에 스크린 프린팅법으로 제조하여, 리플로우 피크온도 유지시간, 15$0^{\circ}C$ 시효처리 시간에 따른 전단강도를 분석하였다. Cu$_{6}$Sn$_{5}$를 첨가한 솔더범프는 피크온도에서 30초간 유지시에는 63Sn-37Pb 솔더범프보다 높은 전단강도를 나타내었으나, 피크온도 유지시간을 60초 이상으로 증가시킴에 따라 전단강도가 63Sn-37Pb 솔더범프보다 저하하였다. 전단시험 후 솔더범프의 파단면은 초기에 전단 균열의 점진적인 전파에 의해 발생된 파괴부위와 점진적 균열전파에 의한 면적 감소로 솔더범프가 급격히 떨어져 나가면서 발생한 파괴부위로 구분할 수 있었다 피크온도 유지시간, 15$0^{\circ}C$ 시효처리 시간 및 Cu$_{6}$Sn$_{5}$ 첨가량에 무관하게 점진적 파괴모드에 의한 균열 전파길이가 증가할수록 솔더범프의 전단강도가 감소하였다.감소하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권10호
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• pp.970-977
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• 1999

활성금속브레이징법으로 계면접합된 AlN/Cu 접합체의 잔류응력 완화에 미치는 Mo 중간재의 영향을 조사하였다. 유한요소법에 의한 응력 해석과 접합체 강도 측정, 파단면의 관찰을 행하였으며, 이들 결과를 비교, 분석하였다. 응력 해석 결과로부터, Mo 중간재를 사용할 경우 최대 잔류 주응력이 형성되는 위치가 AlN/삽입금속 계면으로부터 삽임금속/Mo 계면을 통하여 Mo 내부로 이동됨을 확인하였다.접합체의 자유표면에 형성되는 인장성분의 응력집중 위치는 Mo 중간재 두께가 증가됨에 따라 Cu/Mo 계면과 Mo/AlN 계면의 두 곳으로 분리되었으며, AlN측 잔류응력의 크기는 크게 감소하였다. 중간재를 사용하지 않은 경우 최대 접합강도가 52 MPa로 낮은 강도를 보였으나, 두께 400$\mu\textrm{m}$ 이상의 Mo 중간재를 사용한 접합체의 경우, 200 MPa 이상, 최대 275 MPa의 접합강도를 얻을 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.163-169
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• 2019

전자제품에서 사용되던 Sn-Pb계 솔더합금은 RoHS, WEEE, REACH 등의 환경규제에 의해 무연솔더합금(Pb free solder alloy)으로 빠르게 대체되고 있다. 그 중에서도 Sn58%Bi(in wt.%) 합금은 융점이 낮고 Sn-Pb계 합금에 비해 기계적특성이 우수하여, 전자제품 솔더합금으로 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 Sn58%Bi 솔더합금은 구성 원소인 Bi의 취성으로 인해 기계적인 신뢰성이 저하되는 문제를 개선할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 함량의 Sn-MWCNT (multiwalled carbon nanotube) 입자를 첨가한 Sn58%Bi 복합솔더를 제조한 후, OSP처리된 FR-4 기판 및 FR-4 컴포넌트를 리플로우(reflow) 횟수를 1회부터 7회까지 진행하였다. 접합시편의 접합강도 및 파괴에너지는 전단시험(die shear test)을 통해 측정하였고, 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 미세조직 및 파괴모드를 분석하였다. Sn-MWCNT 첨가에 의해 Sn58%Bi 복합솔더 접합부에서 조직 미세화가 관찰되었고, 함량이 0.1 wt.%일때 접합강도와 파괴에너지는 각각 20.4%, 15.4% 만큼 증가하였다. 또한 파단면에서 연성파괴(ductile failure) 영역이 관찰되었으며, F-x(force-displacement to failure) 그래프를 통해 Sn-MWCNT의 첨가가 복합솔더의 연성(ductility)을 증가시킨 것을 확인할 수 있었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권3호
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• pp.198-207
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• 2007

본 연구는 다양한 접착 과정과 기전을 지닌 4종의 상아질 접착제를 이용하여 수산화칼슘의 사용 여부 및 그 적용 기간이 접착강도에 미치는 영향을 측정 및 평가하고 주사전자현미경을 이용한 접착 계면의 관찰을 통해 복합레진 수복이나 레진 시멘트를 이용한 수복물 접착 시에 적절한 상아질 접착제의 선택과 사용방법을 알아보고자 시행하였다. 치수강에 근접한 상아질 표면을 노출시킨 후, $Ca(OH)_2$를 생리식염수와 혼합하여 실험군 치아 24개의 상아질 표면에 적용한 후, IRM (Intermediate Restorative Material, Dentsply Caulk, Milford, USA)으로 적용된 수산화칼슘 및 변연 부위의 상아질과 법랑질 모두를 밀폐하여 $36.5^{\circ}C$ 증류수에서 실험기간 (7일 및 30일) 동안 보관하였다. Scotchbond Multipurpose, Single Bond, SE Bond and Prompt L-Pop 등 4종의 상아질 접착제를 제조사의 지시에 따라 적용하고 복합 레진을 3회에 나누어 총 5 mm 높이로 적층한 뒤 각 층마다 20초씩 광조사를 시행하였다. Universal testing machine을 이용하여 1mm/min의 crosshead speed로 하중을 가하여 미세인장 접착 강도를 측정하고 파단면을 주사전자현미경으로 관찰하였다. 이상의 연구 결과에서 단기간 (7일 또는 30일간)의 수산화칼슘 적용은 상아질 접착제의 접착 과정의 차이에 따른 변화를 나타내지 않는 것으로 평가되었다.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.318-323
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• 2014

랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, rPP)의 무수말레인산(maleic anhydride, MAH) 반응압출에 대한 MAH 함량 및 스티렌/MAH 몰비의 영향을 고찰하기 위해 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 MAH가 그라프트된 rPP(MAH-g-rPP)를 제조하였다. MAH의 함량은 0.5, 1.0, 3.0, 5.0 phr이었고, 스티렌/MAH 몰비는 0, 1, 2로 하였으며, 개시제로는 dicumyl peroxide (DCP)가 사용되었다. MAH의 그라프트 정도는 FT-IR을 이용하여 $1700cm^{-1}$ 근처에서 나타나는 카르보닐기(C = O) 신축진동 피크의 존재 여부를 통해 확인하였으며, $3000cm^{-1}$ 근처의 C-H 신축진동을 기준으로 하여 정량한 결과 그라프트 반응이 MAH 함량이 3.0 phr까지 증가하는 경향을 보여주었고, 스티렌 몰비는 1.0일 때 최적을 나타내었다. MAH-g-rPP와 MAH-g-rPP가 5.0 phr 포함된 PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 열적특성, 결정화 특성 등을 시차주사열용량분석기(DSC), 열중량분석기(TGA), X-선 회절분석(XRD), 편광현미경(POM) 등을 이용하여 관찰하였다. 비등온 결정화온도는 rPP-g-MAH가 첨가되었을 때 감소하는 경향을 나타내었고, PP/MAH-g-rPP/pulp 복합체의 인장특성과 인장시험 후 파단면의 SEM을 측정한 결과, MAH 함량 1.0 wt%, 스티렌/MAH 몰비 1.0일 때 상용화제로의 역할이 가장 우수한 것으로 나타났다. 복합체의 가공성 비교를 위해 복소 점도와 전단박하(shear thinning) 정도를 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다. 상용화제를 가지는 복합체의 경우 낮은 멱수 법칙 지수(n)를 보여주었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.417-426
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• 2016

본 연구에서는 AZ61 압출 판재 마찰교반용접부의 기계적 강도 평가와 미세조직 평가를 수행하여 최적의 용접조건을 도출하였다. 용접조건은 용접 툴의 회전속도 400, 600, 800rpm, 이송속도 200, 300, 400mm/min으로 선정하였다. 인장시험 및 경도시험을 통해서 용접부의 기계적 강도 평가를 하였으며, 파단면 관찰과 용접부 단면 미세조직 관찰을 통해서 용접부의 결함 유무를 확인하였다. 용접부 특성 평가 결과 본 연구에서 제시한 용접조건 내에서 AZ61 압출 판재의 최적용접조건은 회전속도 800rpm, 이송속도 200mm/min이었고, 용접부의 인장강도, 항복강도 그리고 연신율은 모재 대비 79.0%, 65.4%, 30.1%로 측정되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제31권2호
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• pp.6-13
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• 2013

최근 채석장 및 광산의 파쇄설비로부터 발생되는 소음 및 분진에 의한 민원과 환경적인 문제가 대두되고 있으며, 이러한 파쇄설비를 지하공동으로 옮기는 사례가 증가하고 있다. 파쇄설비 및 가공시설을 갱내에 설치하기 위해서는 넓은 공간의 굴착이 이루어져야 하고, 대형공동 주변암반의 안정성이 확보되어야 한다. 지하공동 주변암반의 안정성은 굴착 시공 시 발생되는 굴착손상영역과 밀접한 관계가 있어, 최종파단면을 형성시키는 최외곽 발파공에 대한 정밀한 설계가 필요하다. 본 연구에서는 석회석 지하광산에서 대형공동 및 영구갱도 굴착시 발생 가능한 발파균열길이 및 손상영역을 예측하기 위한 수치해석기법을 제안하였다. 먼저 석회암블록에 대한 발파실험을 수행하고 발생된 인장균열수 및 길이를 분석하여, 동적파괴과정해석코드의 주요 입력변수인 평균 미시적 인장강도를 결정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권5호
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• pp.453-460
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• 2015

후쿠시마 원전 사고 이후로 원자력 발전 플랜트의 배관 시스템에 가해지는 비틀림 하중의 영향에 대한 연구가 여러 연구자들에 의해서 수행되었다. 발전 플랜트의 원주방향 균열을 포함한 배관은 정상운전 조건이나 갑자기 발생한 사고에 의해서 굽힘과 비틀림과 같은 하중을 받을 수 있다. ASME 코드에서는 균열 배관의 구조건전성 확보를 위해서 한계하중 기법을 사용해서 완전소성 파단에 대한 결함평가를 제공한다. 최근 개정된 코드에 따르면, 복합하중은 막응력과 굽힘 응력만을 포함하고 있다. 실제로 운전 환경에서 비틀림 하중이 가해질 수 있음에도 불구하고, 비틀림 하중을 평가하는 방법론에 대해서는 언급하지 않았다. 본 논문에서는 한계하중 분석을 기반으로 원주방향 균열 존재하는 배관에 단순 굽힘과 단순 비틀림, 인장을 포함한 굽힘 비틀림 복합하중이 가해질 경우에 대한 유한요소해석 결과를 포함하고 있다. 전단면 완전항복 기준을 만족하는 한계하중 이론해를 제안하고 유한요소해석을 통해서 이를 검증하였다.