Crack-free joining of $Si_3N_4\;and\;Al_2O_3$ using 15 layers has been achieved by a unique approach introducing Sialon polytypoids as a functionally graded materials (FGMs) bonding layer. In the past, hot press sintering of multilayered FGMs with 20 layers of thickness $500{\mu}m$ each has been fabricated successfully. In this study, the number of layers for FGM was reduced to 15 layers from 20 layers for optimization. For fabrication, model was hot pressed at 38 MPa while heating up to $1700^{\circ}$, and it was cooled at $2^{\circ}$/min to minimize residual stress during sintering. Initially, FGM with 15 layers had cracks near 90 wt.% 12H / 10 wt.% $Al_2O_3$ and 90 wt.% 12H/10 wt.% $Si_3N_4$ layers. To solve this problem, FEM (finite element method) program based on the maximum tensile stress theory was applied to design optimized FGM layers of crack free joint. The sample is 3-dimensional cylindrical shape where this has been transformed to 2-dimensional axisymmetric mode. Based on the simulation, crack-free FGM sample was obtained by designing axial, hoop and radial stresses less than tensile strength values across all the layers of FGM. Therefore, we were able to predict and prevent the damage by calculating its thermal stress using its elastic modulus and coefficient of thermal expansion. Such analyses are especially useful for FGM samples where the residual stresses are very difficult to measure experimentally.
본 연구에서는 복합재료들 중 단방향성 탄소섬유강화플라스틱(UD CFRP)에서의 적층각도에 따른 비틀림을 받는 판의 해석을 수행하였다. UD CFRP의 경우에는 적층각도에 따른 물성치가 달라진다. 그리고 연구 모델들에서 탄소 섬유의 적층각도는 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90° 로 지정하였다. 중앙부에는 리벳이나 볼트가 사용될 것으로 가정하여 노치홀을 적용하였다. ISO 15310에서의 실험 방식을 적용하여 해석 방법을 사용했다. 하부에서 2개의 지그를 고정하고 상부에서 2개의 지그를 하강한다. 본 연구에서의 해석 결과값을 보았을 때, 적층각도가 45°일 경우가 파단 부위에 나타나는 전단응력이 254.74MPa로 가장 작은 값으로 나타남을 보였다. 따라서 비틀림이 작용할 때, 45°의 적층각도의 경우가 다른 적층각도에 비하여 더 높은 구조안전성과 내구성을 가졌음을 알 수 있었다. 이러한 결과는 CFRP 판에 비틀림이 작용할 때 그 내구성에 기여할 수 있는 기반 데이터로 적용될 수 있다고 사료된다.
본 연구에서는 온도 변화 방법과 압력을 이용하여 계란 내부로 다시마 추출물의 침투 효율을 분석하였다. 다시마 추출물은 $100^{\circ}C$에서 3시간 동안 다시마 무게의 10배(w/w)의 증류수를 가하여 열수 추출하였다. 대기압에서 다시마 추출물의 지표 성분으로 요오드와 총 폴리페놀의 침투 효율은 30, 40, $50^{\circ}C$에서 3시간 동안 침지시킨 다음 침투된 요오드와 총 폴리페놀 함량을 측정함으로써 분석하는 경우와 $50^{\circ}C$에서 3시간 동안 예열한 다음 $4^{\circ}C$로 온도 변화를 유동하여 침지시켜 침투된 요오드와 총 폴리페놀 함량을 측정함으로써 분석하였다. 요오드와 총 폴리페놀 함량의 침투 효율은 침투 온도가 증가할수록 향상되었다. 그리고 요오드와 총 폴리페놀의 침투는 온도 변화를 하지 않은 경우 각각 3시간 동안 72 ${\mu}g/100$ mg과 1.48 mg/mL가 침투된 반면, 온도변화를 유도한 경우 각각 3시간 동안 121 ${\mu}g/100$ mg과 1.74 mg/mL가 침투되어 침투 효율이 증가되었으며, $50^{\circ}C$에서 3시간 예열한 다음 $4^{\circ}C$로 온도 변화하여 3시간 침투시킨 계란에서 가장 높은 침투 효율을 나타내었다. 그리고 5기압의 압력 조건에서 온도 변화를 유도하지 않고 $50^{\circ}C$에서 90분간 침투시킨 경우 침투된 요오드와 총 폴리페놀 함량이 각각 105 ${\mu}g/100$ mg과 1.56 mg/mL로 나타난 반면, 온도 변화를 유도한 경우 각각 139 ${\mu}g/100$ mg과 1.74 mg/mL의 함량을 나타내어 압력에 의해 온도 변화 방법의 침투 효율은 향상되었다. 따라서 본 연구에서는 온도 변화 방법과 압력조건을 통하여 계란 내부로 다시마 추출물의 향상된 침투효율을 확인하였으며, 이는 다시마 추출물 이외의 다양한 조미성분과 기능성 식품 소재의 침투 가능성을 제시함으로써 효율적인 직접 소비가 가능한 계란 가공 공정의 확립이 가능할 것으로 기대된다.
Kenaf bast can be obtained by decortication of Kenaf stem. Kenaf fibers are much more rough than cotton fiber because they include impurities as pectin, lignin and hemicellulose besides cellulose. The purpose of this research is to investigate the distribution of kenaf fiber length and diameter during the processes of removing impurities. To remove pectin, kenaf bast was retted chemically. A half of the retted kenaf fiber bundle were scoured and bleached. The other half one were treated with $NaClO_2$ solution to remove lignin, and were treated with sodium hydroxide solution to remove hemicellulose. Four kinds of specimens that were obtained for investigating physical characteristics. Length and diameter of 100 fibers on each specimen was measured. The tensile strength of 100 fiber bundles were measured. And also the color values of them were measured with spectrocolorimeter. The length of retted kenaf fiber was 16.97cm. Then it decreased to 11.43cm after bleaching. Kenaf fiber bundles could be finer by chemical processes that remove non-cellulosic materials. The thickness of retted fiber was $132{\mu}m$. And after undergoing the chemical processes to remove non-cellulosic materials, the thickness of kenaf fiber became finer as $73{\mu}m$. Tensile strength of the retted kenaf fiber bundles was 11.37Mpa. The retted kenaf fiber lost their strength as 22.6% by bleaching and as 18.3% by treatment for removing lignin. The retted kenaf fiber showed low whiteness as 56.48 of L*value. After bleaching, the kenaf fibers have creamy white color and their whiteness got 90.02 of L*value. After the treatment for removing hemicellulose, the kenaf fibers also have creamy white color and their whiteness got L* value of 79.02.
STATEMENT OF PROBLEM. Over the years, resin-bonded fixed partial dentures (RBFPDs) have gone through substantial development and refinement. Several studies examined the biomechanics of tooth preparation and framework design in relation to the success rate of RBFPDs and considered retention and resistance form essential for increase of clinical retention. However, these criteria required preparations to be more invasive, which violates not only the original intentions of the RBFPD, but may also have an adverse effect on retention due to loss of enamel, an important factor in bonding. PURPOSE. The object of this in vitro study was to compare the dislodgement resistance of the new types of RBFPDs, the conventional three-unit fixed partial denture, and conventional design of RBFPD (Maryland bridge). MATERIAL AND METHODS. Fifty resin mandibular left second premolars and second molars were prepared on dentiforms, according to the RBFPD design. After model fabrication (five group, n = 10), prostheses were fabricated and cemented with zinc phosphate cement. After cementation, the specimens were subjected to tensile loading at a cross head speed of 4 mm/min in a universal testing machine. The separation load was recorded and analyzed statistically using one-way analysis of variance followed by Duncan's multiple range test. RESULTS. Group V, the pin-retained RBFPDs, had the highest mean dislodgement resistance, whereas specimens of group II, the conventional RBFPDs, exhibited a significantly lower mean dislodgement resistance compared to the other 4 groups (P <.05). There were no significant differences between group I, III, and IV in terms of dislodgement resistance (P>.05). Group V had the highest mean MPa (N/$mm^2$) (P <.05). There was no significant difference between groups I, II, III and IV (P > .05). CONCLUSION. Within the limits of the design of this in vitro study, it was concluded that: 1. The modified RBFPDs which utilizes the original tooth undercuts and requires no tooth preparation, compared with the conventional design of RBFPDs, has significantly high dislodgement resistance (P < .05). 2. The modified RBFPDs which utilizes the original tooth undercuts and requires minimal tooth preparation, compared with the conventional FPDs, has significantly no difference in retention and dislodgement resistance)(P>.05). 3. The pin-retained FPDs showed a high dislodgement resistance compared to the conventional three-unit FPDs (P<.05).
자동차 휠, 멤버 등의 소재로 사용되는 인장강도 580MPa급 열연강판의 버링성형성을 향상시키기 위하여 강판의 신장 플랜지성(stretch-flangeability)에 대한 미세조직 및 열간압연후 냉각인자의 영향에 대하여 검토하였다. 열간압연후 3단 냉각제어 및 권취온도의 극저온화에 의하여 신장플랜지성이 우수한 페라이트-베이나이트 복합조직강의 제조가 가능하며, 3단 제어냉각에서 강판의 온도를 $Ar_3$ 직하의 페라이트변태역에서 일정 시간 유지하면 페라이트 변태 및 NbC의 석출이 조장됨을 확인하였다. 페라이트-베이나이트 복합조직 열연강판의 우수한 신장플랜지성은 3단 냉각 및 극저온 권취에 의한 등축 페라이트 분율의 증가, 입계 세멘타이트의 미세화 및 구성 상간의 경도차 저하에 의하여 타발공정에서의 미소균열 생성 및 전파가 억제되기 때문인 것으로 판단되었다. 아울러 0.08wt%C-1.5wt%Mn-0.04wt%Nb 성분계를 이용하여 제조된 인장강도 580MPa급 페라이트-베이나이트 복합조직 열연강판은 연신율 22% 이상, 구멍확장율 (신장플랜지성) 90% 이상의 재질특성을 가지며, 버링비 60% 이상의 자동차 휠 디스크에 적용 가능한 것으로 판명되었다.
본 연구에서는 열 압착 공정을 이용하여 생고분자 가식성 FG 필름과 MG 필름을 제작하였고, 제조 공정 차이에 따른 필름의 형성, 표면 미세구조, 그리고 빛 투과도를 비교하기 위해 캐스팅 방법을 이용해서도 FG 필름을 제작하였다. 열 압착을 이용하여 FG와 MG로부터 연속적이고, 균일하며, 투명하고, 그리고 매끄러운 표면을 가진 필름을 제작할 수 있었다. 열 압착된 FG 필름은 열 압착된 MG 필름보다 빛 투과도와 인장 강도가 낮았으나, 육안 관찰 및 현미경을 이용한 표면 미세구조를 관찰 시 큰 차이를 확인할 수 없었으며, 수분 투과도와 필름의 명도 및 붉은 정도에서도 유의적인 차이가 보이지 않았다. 또한, 열 압착된 FG 필름이 캐스팅된 FG 필름보다 육안으로 보았을 때 더욱 투명하고 균일한 표면을 가진 것을 확인할 수 있었고, 투명도도 캐스팅 된 FG 필름보다 높음을 알 수 있었다. 열 압착된 FG 필름이 캐스팅된 FG 필름보다 낮은 인장 강도와 높은 수분 차단 능력을 갖췄다. 열 압착된 FG 필름은 캐스팅된 FG 필름과 색도의 차이가 있었고, 캐스팅된 FG 필름보다 매끄럽고 균일한 표면 미세구조를 가진 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 열 압착 공정을 사용하는 산업적 생고분자 생산 시스템을 사용하여 우수한 수분 차단 능력을 갖춘 가식성 필름을 MG과 생선껍질로부터 얻어지는 FG을 이용해 제작할 수 있음을 보여주었다.
플라스틱의 폐기물 및 화학원료로의 재활용 분야에 대한 사회적 관심이 급격히 높아지고 있는 상황에서, 폐플라스틱 열분해유를 이용한 납사 생산은 가장 기술 장벽을 낮춰 시대적 요구에 가장 빠르게 대응할 수 있는 방법이다. 따라서 본 연구에서는 폐플라스틱 열분해유를 이용한 수첨처리, 수첨분해에 대한 연구를 진행하였다. 자세하게는 수첨처리를 통한 불순물 제거, 수첨분해를 통한 납사 수율 증대를 목적으로 연구를 진행하였다. 그 결과 폐플라스틱 열분해유 중 200 ℃ 이하의 비점을 가지는 납사유분은 황화물계 촉매를 이용한 370 ℃, 2시간 조건에서의 수첨처리를 통해 90 wt% 이상의 황 및 질소 전환율, 염소의 경우 거의 100 wt%에 가까운 전환율을 확인하였고, 200 ℃ 이상 비점을 가지는 폐플라스틱 열분해 중질유분은 NiMo/ZSM-5 촉매를 이용한 400 ℃, 2시간의 수첨분해를 통해 35.7 wt%의 납사 수율을 얻을 수 있음을 확인하였다.
종자에 osmoconditioning처리하여 포장 입묘율을 안정화함으로써 생력재배의 기초로 활용하 기 위하여 벼, 보리 및 밀 종자에 PEG를 처리하여 발아, 유묘생장성 및 포장 입묘율에 미치는영향을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수분흡수율은 보리가 가장 높았고 벼가 가장 낮았으며 보리에서는 PEG 처리 종자가 무처리 종자보다 훨씬 높았으나 벼와 밀은 농도간 큰 차이가 없었다. 2. 종자호흡량은 PEG 처리 종자가 무처리 종자 에 비하여 낮았고 보리와 밀의 호흡량이 벼 보다 훨씬 높았으나 PEG 처리 농도가 높아질수로 벼는 점차 증가하였다. 3. 전체 평균 발아율은 PEG 처리 종자가 무처리 종자보다도 높았으나, 무처리 종자의 발아율이 원래 높았던 벼에서는 PEG처리 효과가 뚜렷하지 않았지만 무처리 종자의 발아율이 낮았던 보리 에서는 효과가 컸다. 4. 노후화 처리로 종자의 발아율은 낮아 졌으나 재 PEG 처리할 때는 발아율이 급속히 회복되었다. 5. PEG 처리 후 PVP와 waterlock를 재 coating한 종자에서는 coating polymer의 영향이 PEG처리보다도 더 크게 나타났고, 보리 밀과는 달리 벼에서는 polymer에 따라 품종간 특이 한 발아양상을 보였다. 6. PEG처리로 발아소요시간은 벼, 보리 및 밀에서 크게 단축되었고 PEG처리 농도간 차이는 뚜렷하지 않았다. 7. PEG 처리로 초장은 벼에서는 더 커졌지만 보리와 밀에서는 품종간 각각 다양한 결과를 보였고, PEG 처리 후 polymercoating 종자에서도 polymer에 따라 각각 달랐다. 8. 건물중은 작물별로 각각 달랐는데 벼와 밀에서는 PEG 농도 차이가 없었고 보리 에서는 PEG 처리 농도가 점차 높아질수록 증가하였다. 9. 포장출아율은 PEG처리 종자가 훨씬 높았는데 농도가 높아질수록 감소하였고, 벼는 토양수분함량 90%에서, 보리 와 밀은 각각 50, 70%에서 가장 높았다. 10. 포장 출아 소요시간은 벼가 보리와 밀보다도 훨씬 길었고 벼에서는 도장 수분함량이 높을수록, 보리와 밀에서는 낮을수록 단축되었다.
탄수화물에서 유래되는 chitin은 cellulose와 유사한 $poly-{\beta}(1,4)-N-acetyl-D-glucosamine$의 섬유상의 중합체로서 물과 유기용매 녹지 않으나 acetyl amino group 을 탈아세틸화 시키면 키토 산으로 되어 묽은 산 용액에 용해되어 점성이 있는 용액이 되므로 화학, 의학 및 식품 산업분야 등에 다양한 용도로 이용되고 있다. 본 실험에서는 게 가공 폐기물로부터 부가가치가 높은 chitin 및 키토산 을 제조하였으며 침지조건을 달리하여 제조한 키토산의 특성을 조사하였다. 원료인 게껍질의 일반 성분은 수분 8.24%, 지방 3.65%, 단백질 28.73%, 회분 35.5%, chitin 23.55%로 나타났다. chitin의 제조는 5% HCl과 5% NaOH를 침지 온도와 시간을 달리하여 탈회분, 탈단백질하여 제조하였다. 탈회분은 온도에 따라 큰 변화는 없었으며, $30^{\circ}C$에서 30분 반응하였을 때 회분함량이 3.22%, 60분 후 1,07%로 감소했다. $50^{\circ}C$ 및 $70^{\circ}C$에서는 30분 처리하였을 때 1.46%, 1.19%를 나타낸 후 시간이 증가하여도 감소량이 뚜렸하지 않았다. 탈단백질은 위와 동일한 조건으로 침지하였으며 시간이 경과함에 따라 감소하였고 $70^{\circ}C$에서 90분 반응하였을 때 chitin의 질소 함량 6.92%에 근접하였다. 키토선 제조는 chitin을 50% Noah에 침지 시간을 달리하여 탈아세틸화하였다. 탈아세틸화도는 2시간 침지 후 82.84%를 나타내었으며 시간이 경과할수록 증가하였다. 한편 침지 후 여액의 NaOH를 다시 사용하였을 때 키토산의 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 감소하였다. 즉 점도는 2시간 경과함에 따라 95 cps, 4시간 70 cps, 6시간 65cps, 8시간 60cps로 감소하였으며, 분자량은 110,286, 99,000, 96,666, 94,300으로 감소하였다. 횟수에 따른 점도 및 분자량은 시간의 경과에 따라 증가하였다. 반복 사용된 반응용액에서 제조된 키토산은 기계적인 물성변화는 거의 없었고, 각 solvent에서 반응시간 경과에 따라 약간 증가함이 있었고 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film의 TS가 lactic acid chitosan film보다 우수함을 알 수 있었다. 수증기투과도의 경우 lactic acid에 용해하여 제조한 chitosan film이 acetic acid에 용해하여 제조한 chitosan film보다 큰 수증기 투과도를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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