• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2000.11a
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• pp.17-17
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• 2000

탄소섬유/에폭시 적충복합재는 경량성 및 비강도, 비강성이 우수해 최근 들어 항공기, 자동차, 우주선 등에 대한 적용이 급속도로 증가하고 있다. 그러나 적충복합재 구조물에 있어 최대 약점 중 하나는 적충된 면이 서로 떨어지는 충간분리가 발생 할 수 있다는 것이다. 본 논문에서는 탄소섬유/에폭시 적충복합재의 파괴특성을 향상시키기 위해 프리프레그 (prepreg)를 이온빔으로 표면처리하는 방법에 대해 연구하였다. 즉 프리프레그를 $Ar^+$ 이온도 움반응법에 의해 표면처리 하였으며 이를 적용, 열림모드 파괴특성을 검토하였다. 즉 표준 프리프레그와 표면처리 된 프리프레그를 이용 $0^{\circ}$ 단일방향 DCB(Double Cantilever Beam) 시편을 제작하였으며, 각각의 경우에 대하여 파괴시험을 수행하였다. 파괴시험으로부터 파괴 저항곡선(R-곡선)을 결정하여 이를 비교 검토함으로서 프리프레그의 표면처리가 파괴특성에 미치는 영향을 해석하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 층간분리 길이가 동일한 경우 표면처리한 경우의 컴플라이언스가 표면처리 하지 않은 경우에 비해 작게 나타남을 알 수 있었다. 둘째, 파괴하중 값은 컴플라이언스와 반대현상을 나타낸다. 즉 표면처리한 경우의 파괴하중 이 표면처리 하지 않은 경우에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 셋째, 표면처리 한 시편의 경우 R-곡선이 향상됨을 알 수 있었다. 즉 표면처리 한 경우의 열림모드 파괴이성, $G_{Ic}$ 값은 표준 시편의 값보다 24% 높았다. 이는 프리프레그의 표면처리 가 충과 충간의 접착강도를 증가시키고 또한 탄소섬유와 에폭시 간의 계면력을 증가시킨데 기인하는 것으로 사려된다.되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lr

• Composites Research
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• v.16 no.3
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• pp.75-84
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• 2003

The purpose of this study is to investigate the wear properties of Saffil/Al, Saffil/A12O3/Al and Saffil/SiC/Al hybrid metal matrix composites fabricated by squeeze casting method. Wear tests were done on a pin-on-disk friction and wear tester under both dry and lubricated conditions. The wear properties of the three composites were evaluated in many respects. The effects of Saffil fibers, $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$ particles and SiC particles on the wear behavior of the composites were investigated. Wear mechanisms were analyzed by observing the worn surfaces of the composites. The variation of coefficient of friction(COF) during the wear process was recorded by using a computer. Under dry sliding condition, Saffil/SiC/Al showed the best wear resistance under high temperature and high load, while the wear resistances of Saffil/Al and Saffi1/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al were very similar. Under dry sliding condition, the dominant wear mechanism was abrasive wear under mild load and room temperature, and the dominant wear mechanism changed to adhesive wear as load or temperature increased. Molten wear occurred at high temperature. Compared with the dry sliding condition, all three composites showed excellent wear resistance when lubricated by liquid paraffin. Under lubricated condition, Saffil/Al showed the best wear resistance among them, and its COF value was the smallest. The dominant wear mechanism of the composites under lubricated condition was microploughing, but microcracking also occurred to them to different extents.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.28 no.6
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• pp.637-646
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• 2016

In this study, slant shear tests for the prism specimens strengthened with ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), normal- and high-strength concrete were performed to evaluate the interfacial shear strength between old and new concrete substrate. Test parameters are the roughness of surface, concrete strength, and fiber volume fraction of UHPFRC. The surface of the concrete was roughened by shot blasting. Test results showed that the adhesion bond resistance of the specimen with a roughened surface was very large compared to that of the specimen with a smooth surface. In addition, the interfacial shear strength appeared to be affected by the concrete strength rather than the fiber volume fraction. For the roughened surface by shot-blasting method, interfacial shear resistance exceeded the upper limit which is presented in current design codes even if the shear-friction reinforcements are not provided. Based on the test results, it is applicable to use the current concrete design codes to achieve the shear-friction design for the interface between conventional concrete and UHPFRC. However, for the surface which is not processed, it would be appropriate to provide additional shear-friction reinforcement.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.25 no.1
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• pp.81-90
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• 2013

The purpose of this study is to evaluate the horizontal shear strength on the interface between PC and cast-in-place concrete for PC composite beams. Six specimens were tested to examine the structural performance of the horizontal interface with different surface condition and stirrup detailing. Except for SF-291B specimen failed in flexural compression, strengths and deformation capacities of five specimens were determined by horizontal shear failure. Horizontal shear strengths by composite horizontal shear or shear friction in current codes could be used to predict the horizontal shear capacity of the interface for specimens. Also detailing for stirrup by PCI design provision could be used to accomplish the composite action in the interface.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.9
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• pp.688-697
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• 1994

유체유동이나 열전달 그리고 물질전달 (물질의 혼합 및 확산) 또는 이들 현상이 복합적으로 나 타나는 각종 기계의 설계와 성능 해석을 하기 위해서는 그 현상을 지배하는 편미분 방정식들의 해를 수치적으로 구해야 한다. 유동 상태가 충류 유동인 경우는 지배 방정식의 수가 알고자 하는 미지변수 즉 속도, 압력, 온도, 농도 등의 개수와 같고 또한 이들 변수들의 변동이 그리 심하지 않기 때문에 적절한 수치 해법을 사용하면 그 해를 구할 수 있다. 그러나 난류유동의 경우에는 변수들이 시간상으로 또한 공간적으로 대단히 심하게 변동(fluctuation)하기 때문에 공 학적으로 우리가 원하는 정보들, 즉, 표면 마찰저항이나 양력, 얼전달 계수, 물질 확산계수 등을 현재 수준의 전자계산기로 계산하는 데는 계산시간이 엄청나게 소요될 뿐만 아니라 변수 저장 메모리도 과도하게 차지하기 때문에 실제적인 계산 방법이 되지 못하고 있다. 이러한 이유로 변수들의 순간 변화 상태를 나타내는 지배 방정식들을 해석하는 대신에 이들 지배 방정식의 시 간평균을 취하여 유도한 난류 방정식들을 사용하게 된다. 그러나 이 시간 평균 과정에서 파생 되는 또 다른 미지의 난류 변수들 때문에 난류 지배 방정식에 있어서는 그 지배 방정식의 개수 보다 미지 변수의 개수가 많아져서 난류 지배 방정식을 풀기 위해서는 시간평균 과정에서 나타난 난류 변수들을 원래 있던 미지 변수들의 함수나 방정식의 형태로 가정할 필요가 있게 되는데 이 가정되는 함수 관계들을 난류 계산 모형이라고 한다. 난류 계산 모형은 물리적인 통찰과 직관에 의해서 실용적인 형태로 가정되기도 하지만 최근에는 논리적으로 엄격한 모형 원칙에 따른 수 학적인 방법으로 유도되고 있는데 이 글에서는 일반 독자들이 쉽게 이해할 수 있도록 마하수가 낮은 2차원 비압축성 난류 유동을 예로 들어 x-y 직교 좌표계에서 표현되는 난류 계산 모형들을 소개하고 앞으로듸 발전 방향을 개관하며 현재의 응용 사례들을 예로 들어 모형의 성능을 비교 하여 보기로 한다.

• Transactions of Materials Processing
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• v.27 no.3
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• pp.145-153
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• 2018

Magnesium material could be widely used in the automotive industry because of its high strength to weight ratio, but the electric resistance spot welding process of magnesium sheets is difficult because of its low electric resistance and high thermal conduction and thermal expansion. For this reason, an electric resistance surface friction spot welding process using rotating dies is suggested for the spot welding of magnesium metal sheets. This welding method can be characterized by three heating methods: (1) electric resistance heating on contacted surface, (2) surface friction heating by rotating dies, and (3) thermal conduction heating from heated steel electrodes, for the fusion of metal at the interfacial zone between the two magnesium sheets. This welding process also has variables to explore, such as welding currents, diameters of the steel electrode, and rotating dies. It was found that the welding strength could reach industrial requirements by applying a welding current of 11.0kA, with steel electrodes of 12mm diameter, with rotating dies of 4.4 mm diameter, under the condition of a revolution speed of 1200rpm of rotating dies, for the surface friction spot welding process of AZ31 magnesium alloy sheets of 1.4mm thickness.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.14 no.1
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• pp.55-60
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• 2007

The codeposition behavior of submicron sized diamond with nickel from nickel electrolytes has been investigated. Electroplating of diamond dispersed nickel composites was carried out on a rotating disk electrode (RDE). The effects of current type and current density on the electrodeposited Ni-diamond composite coating were investigated. The effects of surfactants on the composite coating were also investigated. The hardness of coating was measured with varying electroplating conditions using Micro Vickers. As diamond was incorporated into the coating, the hardness of coating as well as the wear resistance was improved. The hardness of the coating was increased as much as 100% and the wear resistance was improved as much as 27%. The hardness of composite coating layer increased slightly at the diamond content of above 20 gpl.

• Tribology and Lubricants
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• v.37 no.3
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• pp.83-90
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• 2021

In this study, an ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) was used to improve the mechanical properties, scratch resistance and tribological performance of Cu-based bimetals, which are usually used to manufacture sliding bearings and bushings for internal combustion engines (ICEs). Two different Cu-based bimetals, namely CuPb10Sn10 and CuSn10Bi7, were sintered onto a low carbon steel substrate. The mechanical properties and dry tribological performance using a tensile tester and micro-tribo tester were evaluated, respectively. The scratch resistance was assessed using a micro-scratch tester at an incremental load. The tensile test results showed that the yield strength (YS) and ultimate tensile strength (UTS) of both Cu-based bimetals increased after UNSM. Furthermore, the scratch and tribological tests results revealed that the scratch resistance and tribological performance of both Cu-based bimetals were improved by the application of UNSM. These improvements were mainly attributed to the eliminated pores, increased hardness and reduced roughness after UNSM. CuSn10Bi7 demonstrated better mechanical properties, scratch resistance and tribological performance than CuPb10Sn10. It was found that the presence of Bi in CuSn10Bi7 formed a Cu₁₁Bi₇ intermetallic phase, which is harder than Cu₃Sn. Hence, CuSn10Bi7 demonstrated higher strength and wear resistance than CuPb10Sn10. In addition, a CuSn10Bi7 formed both SnO₂ and Bi₂O₃ that prevented adhesion and improved the tribological performance. It can be expected that under dry tribological conditions, ICEs can utilize UNSM bearings and bushings made of CuSn10Bi7 instead of CuPb10Sn10 under oil-lubricated conditions.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.25 no.2
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• pp.157-163
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• 2004

Nitrogen ion implantation and ion plating techniques were applied for improvement of the wear resistance of metallic implant materials. In this work, the wear dissolution behaviour of a nitrogen ion implanted super stainless steel (S.S.S, 22Cr-20Ni-6Mo-0.25N) was compared with those of S.S.S, 316L SS and TiN coated 316L SS. The amounts of Cr and Ni ions worn-out from the specimens were Investigated using an electrothermal atomic absorption spectrometry. Furthermore, the Ti(Grade 2) disks were coated with TiN, ZrN and TiCN by use of low temperature arc vapor deposition and the wear resistance of the coating layers was compared with that of titanium. The chemical compositions of the nitrogen ion implanted and nitride coated layers were examined with a scanting auger electron spectroscopy. It wat observed that the metal ions released from the nitrogen ion implanted S.S.S surface were significantly reduced. From the results obtained, it was shown that the nitrogen ion implanted zone obtained with 100 KeV ion energy was easily removed within 200,000 revolutions from a wear dissolution testing under a similar load condition when applied to artificial hip joint. The remarkable improvement in wear resistance weir confirmed by the nitrides coated Ti materials and the wear properties differ greatly according to the chemical composition of the coating layers. for specimens with the same coating thickness of about 3$\mu\textrm{m}$, TiCN coated Ti showed the highest wear resistance. However, after removing the coating layers, the wear rates of all nitrides coated Ti reverted to their normal rates of below 10,000 revolutions from Ti-disk-on-disk wear testing under the same load condition. From the results obtained, it is suggested that the insufficient depth of the 100 Kel N$\^$＋/ ion implanted zone and of the nitrides coated layers of 3$\mu\textrm{m}$ are subject to restriction when used as frictional parts of load bearing implants.