• 멤브레인
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• 제32권2호
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• pp.133-139
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• 2022

화석연료의 사용에 따른 지구 온난화 및 기상 이변으로 인하여 온실가스 저감 문제가 대두되고 있으며, 그에 따라 에너지 소모 없이 셀프 쿨링이 가능한 소재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 실크는 천연 쿨링 소재로 알려져 있으나, 기존의 혼합 공정에서는 실크를 화학적으로 분말화 시키기 때문에 복사 냉각 효과가 사라지는 문제점이 있어, 복사냉각을 위한 필름 또는 코팅제 형태로 제조하는데 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 실크 피브로인의 고유구조를 훼손하지 않는 물리적 분쇄 공정을 거친 실크 분말을 사용하여 다양한 형태의 막을 제조하고, 코팅제로서의 적용가능성을 살펴보고자 연구를 수행하였다. 이를 위해 실크 피브로인 분말이 도입된 전기방사 복합막 및 평막 형태의 복합막을 제조하였으며, 용액의 점도가 막 제조 및 제조된 막의 물성에 큰 영향을 미치는 것을 관찰하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권1호
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• pp.53-73
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• 2023

Man-made structure materials like concrete usually contain inclusions. These inclusions affect the mechanical properties of concrete. In this investigation, the influence of inclusion length and inclination angle on three-dimensional failure mechanism of concrete under uniaxial compression were performed using experimental test and numerical simulation. Approach of acoustic emission were jointly used to analyze the damage and fracture process. Besides, by combining the stress-strain behavior, quantitative determination of the thresholds of crack stress were done. concrete specimens with dimensions of 120 mm × 150 mm × 100 mm were provided. One and two holes filled by gypsum are incorporated in concrete samples. To build the inclusion, firstly cylinder steel tube was pre-inserting into the concrete and removing them after the initial hardening of the specimen. Secondly, the gypsum was poured into the holes. Tensile strengths of concrete and gypsum were 2.45 MPa and 1.5 MPa, respectively. The angle bertween inclusions and axial loadind ary from 0 to 90 with increases of 30. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Diameter of the hole was 20 mm. Entirely 20 various models were examined under uniaxial test. Simultaneous with experimental tests, numerical simulation (Particle flow code in two dimension) were carried out on the numerical models containing the inclusions. The numerical model were calibrated firstly by experimental outputs and then failure behavior of models containing inclusions have been investigated. The angle bertween inclusions and axial loadind vary from 0 to 90 with increases of 15. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Entirely 32 various models were examined under uniaxial test. Loading rate was 0.05 mm/sec. The results indicated that when inclusion has occupied 100% of sample thickness, two tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusion has occupied 75% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusions have occupied 50% and 25% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. Also the inclusion was failed by one tensile crack. The compressive strength of samples decease with the decreases of the inclusions length, and inclusion angle had some effects on that. Failure of concrete is mostly due to the tensile crack. The behavior of crack, was affected by the inclusion length and inclusion number.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.53-59
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• 2010

최근 들어 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 결함 또는 공동 등을 평가하려는 비파괴 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 유지관리기법의 중요한 부분을 이루고 있다. 적외선 화상분석(Infrared Thermography)을 콘크리트 표면에 적용할 경우, 콘크리트의 표면온도는 표면을 구성하는 재질과 열적특성(비열, 열전도율, 열전달율)에 따라 그 응답이 다르게 나타나게 된다. 서로 다른 배합을 가지는 시멘트 모르타르에서는 공극률이 다르게 구성되고, 표면에서 공극률의 차이는 열에 노출된 뒤, 냉각되는 과정에서 열적 거동이 다르게 평가된다. 한편 이러한 공극률은 강도 및 염화물 확산계수와 같은 역학적/내구적 특성에 영향을 주기도 한다. 본 연구에서는 외부에서 열을 가하여 측정하는 능동방식(active type)을 이용하여, 표면의 온도변화를 분석하였다. 물-시멘트비 55%와 65%인 시멘트 모르타르 시편을 제작하였으며, 공극률, 압축강도, 염화물 확산계수 등의 물리적 특성값들이 평가되었다. 이후 동일한 실내조건(온도 $20{\sim}22^{\circ}C$, 습도 55-60%)에서 적외선 화상분석 기법을 적용하였다. 시간의 경과에 따라 공극을 많이 포함하는 시편의 경우, 표면 온도가 상대적으로 증가하였으며, 온도가 일정해지는 시점(임계시점)이 단축되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 콘크리트와 같이 공극과 골재를 가지고 있는 복합재료의 품질 평가에 적용할 수 있음을 시사한다. 한편 공극률과 실험상수를 고려하여, 공극률에 따라 변화하는 임계시간에 대한 계산식을 제안하였다. 본 논문에서는 시멘트 모르타르의 공극량의 변화에 따른 물리적 변화와 이에 따른 열특성 변화가 논의될 것이다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.19-23
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• 2023

The Second-generation high-temperature superconducting (HTS) Rare-Earth Barium Copper Oxide (REBCO) wire is a composite laminate having a multi-layer structure (8 or more layers). HTS wires will undergo multiple loads including the bending-tension loads during winding, high current density, and high magnetic fields. In particular, the wires are subjected to bending stress and magnetic field stress because HTS wires are wound around a circular bobbin when making a high-field magnetic. Each of the different laminated wires inevitably exhibits damage and fracture behavior of wire due to stress deformation, mismatches in thermal, physical, electrical, and magnetic properties. Therefore, when manufacturing high-field magnets and other applications, it is necessary to calculate the stress-strain experienced by high-temperature superconducting wire to present stable operating conditions in the product's use environment. In this study, the finite element model (FEM) was used to simulate the strain-stress characteristics of the HTS wire under high current density and magnetic field, and bending loads. In addition, the result of obtaining the neutral axis of the wire and the simulation result was compared with the theoretical calculation value and reviewed. As a result of the simulation using COMSOL Multiphysics, when a current of 100 A was applied to the wire, the current value showed the difference of 10^-9. The stress received by the wire was 501.9 MPa, which showed a theoretically calculated value of 500 MPa and difference of 0.38% between simulation and theoretical method. In addition, the displacement resulted is 30.0012 ㎛, which is very similar to the theoretically calculated value of 30 ㎛. Later, the amount of bending stress by the circular mandrel was received for each layer and the difference with the theoretically obtained the neutral axis result was compared and reviewed. This result will be used as basic data for manufacturing high-field magnets because it can be expanded and analyzed even in the case of wire with magnetic flux pinning.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.238-245
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• 2024

본 연구에서는 강관의 효율적 유지관리를 위한 모니터링 시스템 개발 연구의 일환으로 개질 폴리에틸렌 코팅 처리된 강관의 성능 평가를 위한 실험적 연구를 수행하였다. 기존 방식인 기계적 전처리 코팅의 경우 확관시 폴리에틸렌 부착이 저하되는 현상이 발생하여 이를 해결하고자 칼슘 혼입 인산 아연 피막을 활용한 화학적 전처리 공정이 적용되었다. SEM 및 EDX 분석결과, Zn/Ca 비 1.0에서 가장 치밀한 구조가 확인되었다. 또한, 확관 시의 코팅 이탈 방지를 위한 그라프트 처리 무수말레산을 기반으로 엘라스토머, 금속산화물, 블로킹방지제, 슬립제를 각기 다른 조합으로 혼입하여 개질된 폴리에틸렌 코팅 강관에 대한 부착 및 연신율 평가를 실시하였다. 그 결과, 모든 개질 재료를 혼입한 시험체(S4)에서 금속산화물만 혼입한 시험체(S2)대비 25% 이상 향상된 성능을 확인하였다. 마지막으로, 공정이 완료된 코팅 파이프에 대하여 표면부 코팅 손상 방지를 위한 파이프 고정 부속 일부인 쐐기형 소켓링과 이탈 방지 압륜을 개발하고 성능평가를 수행하였다.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.101-107
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• 2024

해저케이블은 케이블의 손상 시 높은 유지 보수 비용과 문제점들을 해결하기 위해 다양한 종류의 보호기 자재를 사용한다. 특히 파랑 및 해류 등의 외력 요소 들로부터 케이블을 보호하기 위해 사용되는 대표적인 보호기자재로 유연보호튜브를 들 수 있다. 유연보호튜브는 폴리우레탄 85A 초 탄성 재료로 구성되어 있어 기계적 거동을 계산하기 위해 실험 결과를 기반으로 한 물성치를 이용한다. 본 연구에서는 유연 보호 튜브를 대상으로 해석적 방법을 사용하여 휨 성능과 인장 성능을 살펴보았다. 해석에 사용된 물성치는 폴리우레탄 85A의 다축인장 실험을 통해 확보된 물성 값을 이용하였다. 유연보호튜브는 최대 굽힘 모멘트 기준치인 15 kN·m와 인장하중의 기준치인 50 kN에 대해 휨 성능과 인장 성능을 분석하였다. 해석 결과 유연 보호 튜브의 최대 굽힘 모멘트가 15 kN·m일 때 MBR은 13 m로 휨 성능이 확보되었으며, 인장하중이 50 kN일 때 최대 수직 변위가 968 mm를 나타내 인장성능이 확보됨을 확인할 수 있었다.

• 대한소아치과학회지
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• 제26권2호
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• pp.365-376
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• 1999

수복물의 연마의 중요성에 대하여 많은 연구들이 이루어져 왔으며, 이는 수복물의 금속성질의 개선, 변연적합성의 증가 그리고 치태축적의 감소 등을 이유로 시행된다. 그러나 불행하게도 수복물에 대한 연마시 열의 발생으로 인하여 치수부위에 손상을 초래하므로 열의 발생을 최소화하려는 노력이 뒤따라야 할 것이다. 이에 본 연구에서는 수복물의 연마시 회전속도의 차이, 냉각제의 적용 유무, 여러 종류의 수복물의 차이, 간헐적인 연마와 연속적인 연마의 차이 그리고 잔존 상아질의 두께의 정도에 따른 치수내부에서의 열의 변화를 알아보기 위하여 발거된 구치에 5급 와동을 형성한 후 복합레진(Z100, 3M co), resin-modified GIC(Dyract, Fuji II LC) 그리고 아말감(Degussa) 등으로 충전하였으며, 다양한 조건에서의 연마를 시행, 치수내부에서의 열의 변화를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Amalgam을 건조한 상태에서 연마시 다른 재료에 비해 가장 큰 치수내 온도 상승을 보였다(P<0.05). 그러나, Z100, Dyract Fuji II LC 간에는 간헐적 수복물 연마와 연속적인 수복물 연마 모두 어떤 경우든 유의차가 없었다(P>0.05). 2. 같은 조건으로 연마를 시행했을 때, 간헐적인 연마보다 연속적인 연마를 한 경우가 치수내 온도가 더 크게 상승하였다(P<0.01). 3. 아말감과 Dyract 에 있어서는 잔존 상아질의 차이에 따른 치수내 온도변화에 유의한 차이를 보였으나(P<0.01), Fuji II LC에 있어서는 유의성이 없었다(P>0.05). 4. 냉각제의 유무에는 관계없이 어떤 경우든 시간에 따른 온도 상승을 보였다. 그러나, 냉각제를 사용한 경우가 냉각제를 사용하지 않은 경우에 비해 온도 상승값이 훨씬 작았다(P<0.01).

• 대한치과교정학회지
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• 제29권4호
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• pp.445-456
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• 1999

최근에는 교육수준의 향상, 소득증대, 대중매체의 발달 등으로 인하여 성인 교정환자의 수요가 상당히 증가하고 있다. 성인환자는 어린환자에 비해 상대적으로 구강내 도재수복물을 장착하고 있는 경우가 많아 도재치에 대한 교정용 브라켓의 직접접착의 기회도 증가하고 있다. 자연치에서는 법랑질을 산부식하여 비교적 쉽게 접착력을 증진시킬 수 있으나 도재치에서는 임상에서 브라켓이 너무 쉽게 탈락하거나 오히려 도재파절의 위험성이 존재하여 도재치에 대한 효과적인 직접접착법에 대하여 관심을 갖게 되었다. 그러나, 이러한 접착효율에 대한 다양한 연구가 있었으나 아직 정설로 받아들여지는 것은 없는 실정이다. 본 연구는 임상에서 비교적 간단히 이용할 수 있는 몇 가지 방법을 in vitro 상의 실험을 통하여 그 결과를 비교검토하여 효과적인 방법을 제시하고자 시행되었다. 우선 장석형 도재인 Ceramco II로 도재 시편을 제작하였다. 도재의 표면처리방법은 Glazing한 도재 자체를 사용하기 위해서는 무처리하였으며, 거칠기를 부여하기위해서는 불화수소산으로 산부식하거나 Microetcher II로 Sandblasting, 또는 불화수소산과 Sandblasting을 복합처리하였다. 접착레진은 화학중합형 인 Ortho-two와 광중합형인 Transbond를 사용하였다 모든 시편에는 도재 프라이머를 도포하였다. 실험군은 7가지 군으로 나누어 브라켓의 전단강도를 측정하였다. 1. 도재의 표면처리에 대한 비교에서 Ortho-two군내에서는 불화수소산이나 sandblasting으로 표면거칠기를 부여한 군이 무처리군에 비해 높은 전단강도를 갖는다. Transbond군내에서는 각각의 표면처리에 따른 유의성있는 차이가 없었다. 2. 불화수소산이나 Sandblasting처리군에서는 화학중합형 레진인 Ortho-two가 광중합형 레진인 Transbond보다 높은 전단강도를 갖는다. 3. 도재 파절율의 비교에서는 무처리군이 표면거칠기를 부여한 군에 비해 매우 낮은 파절율 갖는다. 4. E(Transbond+Intact)군의 평균전단강도는 134.4kg/$cm^2$ 로 본 실험군중 가장 낮은 것으로 나타났다. 이것은 선학들이 제안한 임상적용가능 전단강도보다 크므로 7가지군 모두 임상적으로 교정력을 가하기 에 충분한 전단강도를 갖는다. 그러나, 도재의 파절율을 고려해볼 때 파절율이 상대적으로 낮은 무처리군이 임상적으로 더 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국지구과학회지
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• 제39권3호
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• pp.241-249
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• 2018

국제 해상교통량 및 물동량이 증가함에 따라 한반도 주변해역의 선박유동량도 늘어나고 있으며 이에 따라 크고 작은 항구가 위치하고 있는 남해에서의 해양 사고도 꾸준히 발생하고 있다. 특히 선박간의 충돌 및 침몰 사고는 인적 및 물적 피해뿐만 아니라 해양환경오염을 유발하기 때문에 광역의 범위를 고해상도로 볼 수 있는 인공위성을 통한 신속한 선박탐지가 필요하다. 본 연구에서는 광학 인공위성 아리랑 2호 관측자료를 활용하여 광양만 인근해역의 각 채널별 반사도 값을 비교 분석하여 새로운 선박탐지지수를 제시하였다. 선박 분류를 위해 그 선박탐지지수의 역치를 0.1로 설정하였고, RGB 합성영상과 비교하였을 때 대다수의 선박을 탐지하였음을 보여주었다. 연구해역에 포함되어 있는 큰 규모의 선박을 선정 후, 선박 주변의 공간적 반사도 분포를 분석하였다. 그 결과 선박 북서방향에 위치한 균일한 형태의 선박그림자를 확인할 수 있었다. 이는 태양의 위치가 남동방향에 위치하고 있음을 나타내고 있으며, 실제 위성영상이 촬영된 시기의 방위각은 $144.80^{\circ}$로 영상내의 그림자의 위치를 통해 태양의 방위각을 유추할 수 있다. 그림자의 반사도는 주변 바다 및 선박에 비해 낮은 0.005 값을 나타냈고, 선수 및 선미에 따라 높이차가 달라짐을 보였다. 이는 선박의 갑판 및 구조물의 높이를 반영한 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 연안 해상사고 발생 시 실종선박 수색기술에 고해상도 광학 인공위성 영상이 활용될 수 있음에 의의가 있다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.88-94
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• 2014

본 논문에서는 실리콘 태양전지의 Ribbon 접합부에 대한 장기 신뢰성 평가를 위해 Ribbon 두께와 솔더 조성을 달리하여 (A-type:0.2mm/SnPb, B-type:0.25mm/SnPb, C-type:0.2/SnA gPb, D-type:0.25mm/SnAgPb) 열충격 시험을 수행하였다. 열충격 시험 조건은 $-40^{\circ}C$에서 $85^{\circ}C$로 각각 15분씩 30분을 1 cycle로 하여 600 cycle을 수행하였다. 그 결과 초기효율은 A-type이 15.0%, B-type이 15.4% 및 C, D-type이 15.8%를 나타냈으며, 열충격 시험 후 초기효율 대비 효율감소율은 A-Type이 13.8%, B- Type이 15.4%, C-Type이 15.3% 및 D-Type이 16.2%을 나타냈다. I-V 특성곡선 및 표면변화를 비교한 결과, 표면의 변화는 큰 차이가 없었으나, A, C-Type의 시편에서는 직렬저항이 증가하였고, C-Type의 I-V 특성곡선 Current 저하 시작점이 A-Type보다 0.05(V)빠르게 나타났다. B, D-Type에서는 직렬저항 증가 및 병렬저항 감소의 복합적인 효율 저하 특성이 나타났으며, Cell 손상도 확인할 수 있었다. SnAgPb계열 솔더를 사용한 시편이 초기 접합성 및 효율 측면에서 우수하였으나, 장기신뢰성에서 취약하였으며, Ribbon 두께가 두꺼울수록 장기신뢰성이 저하되는 것을 확인 할 수 있었다.