• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.53-57
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• 1990

항공기 및 자동차를 위시한 기계공업 전반의 급속한 발달과 더불어 각종 기계들이 전문, 특수화됨에 따라 이들의 작업조건 역시 고속, 고하중화 되어가며 모든 기계요소의 접촉조건을 이겨낼 수 있는 해졀책이 요구되고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 현재 선진공업국에서는 재래식 금속재료의 표면에 목적하는 효과를 발휘할 수 있는 물질을 코팅(coating)하여 그 표면의 특성을 향상시키기 위해 노력하고 있다. 일반 기계요소에서 발생되는 파괴는 원천적으로 접촉표면 및 부표면(subsurface)에서 시작되며 이는 표면층(surface layer)이 마모, 부식, 피로 등의 표면 관련 제 현상에 대한 대응능력이 결핍되거나 부족하게 되는 곳과 관련지울수 있다. 일반 금속재료로써는 표면층을 최적의 Tribology 적 성질 (내마모성, 내부식성, 고강도 등)을 갖도록 하기에는 미흡하다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 bulk material에 그것이 가지지 못하는 Tribology 적으로 우수한 성질을 그 표면층에 부여하는 기술로써 여러가지 방법이 개발되어 왔으나 그중 대표적인 것이 바로 표면 코팅기술이다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.95-100
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• 2013

The important design factors for designing solid lubricating of dynamic seal are tightness, wear resistance and lubricant films. In this study, the effect factors influenced solid lubricating properties of the graphite were analyzed and wear behaviour caused for various test conditions was compared with results obtained from reciprocating wear tests. Also the optimal conditions for formation of lubricant films were investigate to evaluate wear properties of graphite materials. The repeated procedure for the formation of wear particles and lubricant films, and the dissipation of lubricant films was estimated the wear mechanisms with changes of wear depth. Therefore the lubricant film of graphite seal was generated by adhesion of wear particles on the worn surface and it was very useful in wear characteristics.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.5
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• pp.533-540
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• 2018

Graphene has been reported to be an excellent lubricant additive that reduces friction and wear when coated on the surface of various materials or when dispersed in lubricants as an atomic thin material with the low surface energy. In this study, alkyl functionalized graphene oxide (FGO) nanosheets for oil-based lubricant additives were prepared by using three types of alkyl chloride chemicals (butyl chloride, octyl chloride, and tetradecyl chloride). The chemical and structural properties of the synthesized FGOs were analyzed by Fourier transform infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscope (TEM). The synthesized FGOs were dispersed at 0.02 wt% in PAO-0W40 oil and its tribological characteristics were investigated using a high frequency friction/wear tester. The friction coefficient and the wear track width of poly alpha olefin (PAO) oil added with FGO-14 were tested by a ball-on-disk method, and the measured results were reduced by ~5.88 and ~3.8%, respectively compared with those of the conventional PAO oil. Thus, it was found that the wear resistance of PAO oil was improved. In this study, we demonstrated the successful functionalization of GO as well as the improvement of dispersion stability and tribological characteristics of FGOs based on various alkyl chain lengths.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.3
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• pp.15-20
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• 2013

The graphites as airtight structure seals prevent high-pressure and high-temperature gas from flowing into actuator of propulsion system and generate lubricant film during wear procedure to assist lubricant and sealing. In this study, the tribological characteristics of the graphite in high-temperature are evaluated. In order to evaluate the tribological characteristics of high density graphite(HK-6), variables which are temperature, sliding speed and contact load are set. this study suggest optimized environment conditions through the wear properties of graphite. Consequeantly, high temperature is better than at room temperature to generate lubricant film, so that friction coefficient of graphite is lower at high temperature than at room temperature.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• Tribology and Lubricants
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• v.30 no.6
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• pp.343-349
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• 2014

Currently, in order to resist the scratching of the fuel rod surface while fabricating the fuel assembly of the light-water nuclear reactor, we use a solution of nitrocellulose, an explosive material, as a dry lubricant along with its solvent. However, the demand for developing safe and harmless aqueous alternative materials for environment-conservation and field-worker safety has increased. In this study, we demonstrate the preparation of a novel aqueous resin composite using a formulation of aqueous polymeric resin, alcoholic solvent, and water. Subsequently, we characterize this composite on the basis of hardness, adhesive property, and water solubility using plates similar to the fuel rod material. The insertion test of a fuel rod coated with the YS-3 composite shows load values of $18.8-20.5kg/cm^2$, which is comparable with $18.8-20.5kg/cm^2$ of the nitrocellulose coating agent. In addition, the depth and width of longitudinal scratches caused by the YS-3 composite test are 50% higher than those of the standard. We can develop a harmless and safe aqueous dry lubricant to replace the existing NC products through field testing of 264 pieces of fuel rods, after producing 350 kg of the YS-3 prototype. The scratch test for the rod surface showed that weight of chip of YS-3 prototype was smaller than that of NC before and after solvent treatment, indicating the properties of YS-3 prototype was comparable to the counterpart.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.4
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• pp.29-37
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• 2000

At present there are many theories as to how various lubricants used in forging perform the role of reducing friction. Little work has been carried out to determine the validity of these theories for solid lubricants. This paper covers the development and preliminary results of the experiments devised to illustrate the movement of graphite at the workpiece/tool interface in the work forging temperature range. The paper describes the results obtained from upsetting of rings between two flat dies for measurement of lubricant thickness and compaction of graphite for density-pressure relationship. These allowed the lubricant to be exposed to forging conditions and by applying the principles of Male's ring test the simple generation of a value fur friction factor could also be determined. The experiments have been undertaken to examine the behavior of lubricant for shot blasted surface and change of surface roughness. A simple computer model of the interface has been constructed characterizing the graphite layer in an attempt to simulate the boundary mechanics.

• Tribology and Lubricants
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• v.38 no.5
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• pp.222-226
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• 2022

Between diaphragms made of stainless steel (SUS), which is the main component of a hydrogen gas compressor, micro-slip occurs owing to repeated bending, resulting in scratches on the surface. The surface scratch of the compressor part is a problem with airtightness, which reduces the efficiency of the compressor; in severe cases, damage is a possibility. In this study, the changes in friction and wear characteristics due to the surface polishing of SUS and carbon-based solid lubricant films (graphene and CNT) were analyzed. Bare SUS, polished SUS, graphene film, and CNT film specimens were prepared. The surface roughness of the SUS was significantly reduced by surface polishing but increased by carbon-based solid lubricating films. In contrast, the friction coefficient maintained a similar value after surface polishing but was significantly reduced by the carbon-based solid lubricant films. In particular, the graphene film exhibited the lowest initial friction coefficient, while the CNT film exhibited the lowest overall average friction coefficient. Regarding the wear rate, polished SUS exhibited the lowest value, but the surface condition of the wear track showed that the carbon-based solid lubricating films were relatively less damaged. Although the wear rate measured was largely attributed to the solid lubricating film peeling off, the SUS surface under the film was considered protected.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2000.06a
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• pp.1589-1595
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• 2000

레이저 텍스쳐와 미케니칼 텍스쳐 컴퓨터 하드디스크의 마찰과 마코 매카니즘이 Contact Start/Stop test 실행후의 특성들에 대해 연구되었다. 다양한 분석적이고 기계적인 테스트 기술들이 이용되었다. 형상, 조도, 화학적 조성, 기계적 성질, CSS 로부터 기인된 코팅의 마찰특성들에 대해 그 변화들을 조사하였다. 즉, AFM(Atomic Force Microscopy), Nano-Indentation, Nano-Scratch, TOF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy), AES(Auger Electronic Spectroscopy)등이 이 연구에 적용되었다. 레이저 텍스쳐 범프의 표면조도와 미케니칼 텍스쳐 지역의 표면조도는 각각 대략적으로 4nm 와 7nm 감소되었다. 탄성계수와 경도값은 CSS test후에 증가하였고 가장 바깥쪽의 코팅층의 변형강화가 생겨났다. 자성층과 Ni-P 층 사이에 점착성의 문제가 확인되었다. TOF-SIMS 분석은 C 와 $C_2F_5$의 세기에 있어서 감소를 드러냈고 이것은 코팅 표면에 윤활제 요소의 마모를 확실시 할수 있는 결과로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.81-82
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• 2008

하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 $CrMoC_xN_{1-x}$ 박막을 AISI D2와 실리콘 웨이퍼 모재 위에 증착하였다. 박막 내 탄소 함량은 $CH_4/(CH_4+N_2)$ 가스 유량 증가에 비례하여 증가했다. 탄소 함량이 0.33일 때 44GPa의 최대강도 및 -4.4GPa의 잔류응력을 나타내었다. CrMoN 박막의 평균 마찰계수는 0.42이지만, 탄소함량을 증가함에 따라 0.31까지 감소 하였다. 이것은 박막 표면과 스틸볼 사이에서 탄소가 풍부한 층이 형성되어 일종의 고체윤활제 역할을 했기때문이다. 박막의 미세조직은 X-ray diffraction, Scanning electron microscopy, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy를 이용하여 분석하였다.