• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.371-376
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• 2020

접착강도는 표면처리 기술을 통해 향상시킬 수 있다. 가장 일반적인 방법은 기계적인 결합력을 향상시킬 수 있는 접착 표면의 변화이다. 본 연구는 접착면의 레이저 표면 처리가 기계적 결합력에 미치는 영향과 탄소섬유 강화 복합재료(CFRP)의 접착 결합에 대해 설명한다. 1064 nm의 레이저를 활용하여 표면 조도를 패턴화했다. 레이저 샷의 수, 패턴의 방향, 길이가 CFRP/CFRP 단일 조인트의 접착력에 미치는 영향을 인장 시험을 통해 조사했다. ASTM D5868에 따른 시험을 수행하였으며, 파단 후 손상된 표면을 분석하여 결합 메커니즘을 결정했다. 접착 강도의 증가를 위해서는 CFRP 표면에 최적화된 레이저 샷의 수와 조도 깊이가 구성되어야 한다. 인장방향에서의 전단응력을 고려할 때, 접착층의 파단 경로를 길어지게 하는 45°의 방향의 조도가 접착강도의 증가를 야기했다. 그러나 레이저에 의한 조도의 길이는 접착 강도에 크게 영향을 주지 못했다. 레이저를 이용한 접착면의 표면처리는 기계적 결합 메커니즘을 확보하고 CFRP 접착 조인트의 접착 강도를 향상시키는 적합한 방법이라는 결론을 도출할 수 있다. 레이저 처리를 이용한 이점을 완전히 이용하기 위해서는 최적화된 레이저 공정 변수에 대한 연구가 반드시 필요하다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.361-370
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• 2021

탄소 섬유 강화플라스틱은 가볍지만 우수한 기계적 강도를 가지는 복합재의 한 종류이다. 가벼우면서 우수한 기계적 강도를 가지는 탄소 섬유 강화플라스틱은 산업 전반에 널리 이용되고 있으며, 최근 활발히 연구되고 있는 전기자동차 및 무인기 등의 무게 감소 핵심 대체 부품으로 연구되고 있다. 배터리를 전원으로 사용하는 운송수단 등은 외부 충격에 이차 폭발의 위험이 있기 때문에 배터리를 안전하게 보호할 수 있는 덮개가 필수적인 동시에, 무게를 줄여 주행거리를 늘려야 하는 요구조건을 만족해야 한다. 이러한 요구 조건에 부합하는 재료로 탄소섬유 강화플라스틱이 손꼽히고 있고, 배터리 보호 덮개 및 다양한 대체품으로의 활용이 연구되고 있다. 한편, 우수한 전기적 특성을 가진 탄소 섬유를 배터리 구성품으로 활용하는 연구가 배터리 분야에서 진행 중이고, 이에 더 나아가 탄소 섬유가 배터리를 보호하고 배터리 전극 및 집전체 역할까지 동시에 수행하는 구조용 배터리에 대한 연구가 스웨덴과 미국을 중심으로 활발히 연구 중이다. 본 총설에서는 탄소 섬유의 역할에 따른 구조용 배터리의 분류 및 해당 배터리들에서 발생하는 문제점 등을 포괄하는 최근 연구 동향을 요약하고, 구조용 배터리에 대한 전망을 간략히 논의하고자 한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제18권3호
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• pp.145-155
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• 2002

본 연구에서는 knitted glass fabric 강화 레진에 대한 치과보철소재로서의 적용가능성을 평가하기 위한 목적으로, 가장 높은 수준의 교합하중이 작용하게 되는 구치부 3본 고정성국소의치에 이 재료를 사용하는 경우에 대해 해석을 수행하였다. 우선 구치부3본 고정성국소의치에 대해 knitted glass fabric 강화 레진을 적용한 두 가지 설계 개념을 상정하였고, 각 설계형상에 대한 유한요소해석을 하였다. 강도 평가를 위해서75N의 생리적인 반복 수직 교합 하중 조건을 부여, 보철물에 유도되는 국소응력을 피로강도측면에서 고찰하였다. 각각의 설계에는 knitted glass fabric을 모재로 하고 보강재로 unidirectional 형의 glass 복합재가 사용되었다. 본 연구에서 개념설계 된 두 가지의 3본 고정성국소의치는 수직 교합 하중 75N 에 대해 충분한 강성과 강도를 가진 것으로 분석되었다. 가공치와 knitted caps사이의 연결 부위에서 국소적인 응력 집중이 관찰되었으나 그 크기는 재료의 피로강도 범위 이내였으며 국소적인 설계변경을 통하여 응력분포를 더욱 개선할 수 있을 것으로 추정하였다. 본 연구를 통해 knitted glass fabric 은 새로운 치과 보철 소재로서의 그 가능성이 기대된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권2호
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• pp.111-120
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• 2007

본 연구는 복합레진 인레이 브릿지에서 강화재의 표면 처리와 사용 방법이 파괴 강도에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 사용한 강화재료는 I Beam, U Beam, 1 + U Beam이었으며, 표면처리 방법은 Silane, Sandblast, Hole형성 (U beam)이었다. 강화 재료의 구성과 표면 처리 방법에 따라 총 11개의 실험군을 설정하였다. 상악 인공치 모형에서 제2소구치의 발거 상태를 가정하고 복합레진 인레이 브릿지 제작을 위하여 인접한 제1소구치에 DO, 제1대구치에 MO 와동을 형성하였다. 와동이 형성된 인공치 모형을 고무 인상체를 이용하여 석고로 제작하고, 각 실험군 별로 강화재료와 강화 재료의 표면 처리 방법에 따라 Tescera ATL (BISCO Inc. IL, USA) 복합레진을 사용하여 복합레진 인레이 브릿지를 제작하였다 그 후 시편을 복제모형에 인산아연시멘트로 합착하고 Universal testing machine (EZ Test, Shimadzu, Japan)을 이용하여 flexural stress를 가하여 파괴 강도를 측정하였으며 95% 유의 수준에서 one-way ANOVA/ Scheffes post-hoc test를 시행하여 통계 분석하였다. 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 내부 강화재 I beam을 사용한 실험군이 유의성 있게 높은 파괴 강도 값을 보였다 (P<0.05). 2. 표면 처리 방법에 따른 차이는 나타나지 않았다 (P>0.05). 3. 복합레진 인레이 브릿지의 파괴는 강화 재료를 사용 시에는 복합레진과 강화 재료간에 분리 파괴가 나타났으며 사용하지 않은 경우에는 수직파괴 경향이 나타났다. 4. U beam에 유지 hole을 형성한 경우 파괴 강도 증가를 시키지 않았다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권3호
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• pp.188-197
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• 2010

본 연구의 목적은 수종의 섬유 강화 레진 포스트의 방사선 불투과도와 식별도를 비교하고자 하는 것이다. 이번 실험을 위해 1) FRC Postec Plus (Ivoclar Vivadent AG, Schaan, Liechtenstein) 2) Snowlight (Carbotech, Lewis center, OH, USA) 3) Dentin Post (Komet Brasseler, Lamgo, Germany) 4) Rely-X Fiber Post (3M ESPE, St.paul, MN, USA) 5) D.T.-Light Post (BISCO, Schaumburg, IL,USA ) 6) Luxapost (DMG, Hamburg, Germany) 등 6종의 섬유 강화 레진 포스트를 사용하였다. 각 포스트를 참고 기준으로 사용한 1 mm, 2 mm 간격의 알루미늄 step-wedge와 함께 디지털센서를 사용하여 방사선 촬영하였다. 방사선 불투과도는 각 포스트의 다섯 지점에서 $10{\times}10$ 화소의 평균 회색조 값으로 계산하였고 동일 두께의 알루미늄 당량으로 비교하였다. 치아 시편으로 비슷한 방사선 불투과도를 보이는 상악 전치 6개에 포스트를 식립 후 건조 하악골의 설측에 위치시켜 방사선 사진을 촬영하였다. 포스트만을 촬영한 사진과 치아 시편의 방사선 사진들을 구강악안면방사선과 전공자 3명, 치과보존과 전공자 3명, 일반 치과 의사 3명에게 보여주고 설문지를 작성하도록 요청하였다. 설문지는 포스트와 포스트가 식립된 치아 시편 사진에서 방사선 불투과도가 가장 높은 포스트와 낮은 포스트를 고르는 문항, 치근단과 치관부 끝에서 인접 상아질과 가장 식별이 잘되는 포스트를 고르는 문항을 포함하였다. 실험의 결과는 다음과 같았다. 1. 각 FRC-Post는 다양한 방사선 불투과도를 보였다. 2. 가장 높은 방사선 불투과도와 가장 낮은 방사선 불투과도를 가지는 포스트를 고르는 질문에서 포스트만 나열한 경우 실험군 모두 100%의 정답률을 보였으나 포스트를 치아에 넣고 치조골을 중첩시킨 경우 정답률의 변화를 보였다. 3. 포스트 주변 상아질과 구분되는 정도를 묻는 질문에 대해 시편의 조합 순서를 바꾸자 일관된 식별 결과를 보이지 않았다. 이에 본 연구에 사용한 포스트는 다양한 방사선 불투과도를 보이나 식별 능력에 영향을 미칠 정도의 방사선 불투과도 차이를 보이지 않는 것으로 사료된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.609-619
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• 2004

유럽을 중심으로 스틸스터드의 약점으로 지목 받고 있는 열교현상을 억제하기 위한 스터드 개선 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 크게 마감재와 접촉 면적을 줄이는 방법, 웨브면에서 열전달 경로를 늘이는 방법, 열전도성이 낮은 소재를 사용하는 방법, 그리고 스터드를 피복하는 방법으로 구분할 수 있다. 비교적 저층의 주거용 건축물을 대상으로 하는 국외의 경우 에너지 소비에 초점이 맞춰져 있지만, 본 연구의 경우 중층화를 대비하여 구조적 성능도 고려하여 아연도금강판(SGC58)과 FRP를 에폭시로 부착하여 150SL 형태의 복합스터드를 개발하였다. 복합스터드의 소재로는 두께 1.0mm과 1.2mm 강판과 두께 4mm(4ply), 6mm(6ply)의 FRP를 적용하였고, 4가지의 접합 상세에 대한 제작 및 실험을 통해 최종적으로 우수한 결과를 보인 2가지를 선택하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 개발된 복합스터드의 압축 성능을 확인하기 위해 2가지 접합 상세에 대해 단면 높이인 150mm에 대해 3, 6, 9, 12배 길이에 대해 압축 실험을 계획하였고, 기존 스틸 스터드와 비교하기 위하여 동일 형태의 비교 실험체도 제작하였다. 실험결과, 복합스터드의 최대하중은 강판 두께 1.0mm인 경우 동일 두께의 스틸 스터드보다 평균 1.62배, 1.2mm인 경우 평균 1.46배 증가하였으며, 가력 종료 시점에 이르기까지 일체 거동을 보여 구조적으로 우수함이 입증되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.178-184
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• 2017

이 연구에서는 PE 섬유를 사용한 고연성 시멘트 복합체에 대해 최대입경 4.75 mm의 일반모래(강모래)를 규사와 서로 다른 비율로 혼합하여 사용하였을 때, 그에 따른 고연성 시멘트 복합체의 인장거동 변화를 실험을 통해 살펴보고자 하였다. 유동성 평가 실험에서는 강모래 치환율이 증가함에 따라 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. 압축강도는 평균압축강도에는 큰 차이가 없었으나, 편차의 크기가 강모래 치환율이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 일축인장시험 결과에서는 강모래 치환율에 따른 인장강도의 변화는 거의 없는 것으로 나타났으며, 인장변형률 성능에서는 강모래 치환율이 증가함에 따라 향상되는 결과를 나타내었다. 강모래 치환율이 증가함에 따라 다중균열의 분포밀도가 증가하면서 인장변형률 성능의 향상된 것으로 보인다. 한편, 인장변형률 성능의 편차는 압축강도에서와 마찬가지로 강모래 치환율이 증가함에 따라 커지는 양상을 나타내었다. 이 연구를 통해 규사 대신 일반모래를 사용한 경우에도 고연성 시멘트 복합체의 인장거동의 변동성은 증가하지만, 규사를 사용한 고연성 시멘트 복합체와 비교할 때 등가 이상의 인장성능을 나타낼 수 있음을 확인하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제32권3호
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• pp.149-157
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• 2016

성공적인 라미네이트 치료를 위해서는 치아형성 방법이 매우 중요하다. 법랑질에 국한된 보존적인 치아형성, 치태조절이 용이한 치은연선상(equigingival) 변연, 가능한 존재하는 접촉점의 유지 등의 조건이 일반적으로 알려져 있으나 구체적인 치아형성 디자인에 관하여는 논쟁의 여지가 존재한다. 생역학적으로 고려해볼 때, 다음과 같은 사항들이 추천된다. 절단면 피개는 심미적 요구와 전방유도의 재설정 필요 여부 측면에서 결정해야 하며, 법랑질 두께가 충분한 경우에는 구개측 연장을 하는 것이 좋으나 응력 집중이 큰 구개오목(palatal concavity)에 변연이 위치하는 것은 부적절하다. 인접면 연장은 증례에 따라 선택적으로 시행하며, 인접면에 레진수복물이 존재하는 경우에는 표면처리 후 레진 수복물을 절반 이상 피개하는 형태의 라미네이트로 수복한다. 변색이 심하지 않은 근관치료가 시행된 치아의 경우 라미네이트 수복을 고려해 볼 수 있으며, 이 때 섬유강화레진 포스트를 사용하는 것을 추천한다.

• 폴리머
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• 제37권1호
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• pp.61-65
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• 2013

본 실험에서는, 양극산화 처리된 탄소섬유의 표면변화가 탄소섬유강화 복합재료의 기계적 계면특성을 통하여 살펴보았다. 양극산화 처리된 탄소섬유의 표면특성은 FTIR, XPS, 그리고 SEM을 통하여 알아보았다. 복합재료의 기계적 계면특성은 층간전단강도(interlarminar shear strength; ILSS)와 임계세기인자(critical stress intensity factor; $K_{IC}$) 그리고 임계변형속도에너지(critical strain energy release rate; $G_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험결과 양극산화에 의한 각각의 표면 처리된 탄소섬유는 표면특성의 변화를 가져오며, 복합재료의 ILSS, $K_{IC}$, 그리고 $G_{IC}$같은 기계적 계면특성은 탄소섬유의 양극산화를 통하여 향상되어진다. 전해질이 20% 황산/질산(3/1)일 때 다른 전해질보다 기계적 물성의 가장 큰 향상을 보였다. 이는 양극산화로 탄소섬유와 매트릭스 사이의 계면결합력의 향상때문이라 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.357-363
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• 2008

본 연구에서는 염수분무환경에 노출된 철도차량 차체용 탄소섬유/에폭시 복합재의 내구성을 조사하였다. 염수환경시험을 위해서는 해수와 가장 유사하도록 5% 염화나트륨 염수용액을 제조하여 사용하였다. 본 연구에 적용된 시편은 T700 탄소섬유직물을 에폭시 수지에 함침시킨 형태의 복합재 평판에서 채취하였다. 기계적 특성 시험을 통해 인장특성, 굽힘특성, 전단특성을 평가하였으며 동역학 측정장치를 통해 저장탄성계수, 손실탄성계수, 그리고 tan $\delta$ 등의 열분석 특성을 평가하였다. 또한 적외선 분광분석을 통해 노출기간에 따른 화학구조 변화도 조사하였다. 연구결과에 따르면 강화섬유가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 염수환경에 영향을 받지 않지만 수지가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 노출기간이 길어짐에 따라 점차 감소하는 양상을 나타낸다. 저장탄성계수는 노출기간에 큰 영향을 받지는 않지만 유리전이온도는 염수환경에 영향을 받으며 노출기간이 길어지면 감소하는 양상을 나타낸다. FT/IR 선도에서 관찰된 피크의 세기는 노출기간에 다소 영향을 받지만 피크의 형상과 위치는 노출 기간에 따른 변화가 관찰되지 않는다. 이로 미루어 볼 때 본 연구에 적용된 탄소섬유/에폭시 복합재는 염수환경에 비교적 안정함을 알 수 있다.