• 대한금속재료학회지
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• 제47권12호
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• pp.797-810
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• 2009

A study was made of the effects of a Sn addition on the microstructure and microfracture mechanism of squeeze cast AZ51-xSn magnesium alloys. Microstructural observation, in situ fracture testing, and fractographic observations were conducted on these alloys to clarify the microfracture process. The microstructural analyses indicated that $Mg_2Sn$ particles as well as $Mg_{17}Al_{12}$ particles precipitated mainly along the solidification cell boundaries; the volume fraction of these hard particles increased as the amount of added Sn increased, with increased the strength. From in situ fracture observations of the AZ51-7Sn alloy, coarse precipitates located on the cell boundaries worked as easy crack propagation sites and caused abrupt intercellular fracturing. On the other hand, the overall fracture properties of the AZ51-3Sn alloy improved because crack propagation proceeded into the Mg matrix rather than into the cell boundaries as twins developed actively, as confirmed by an R-curve analysis. These findings suggest that the addition of 3~5 wt.% Sn is effective in improving both the tensile and fracture properties on the basis of well-developed twins, the blocking of crack propagation, and crack blunting.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권1호
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• pp.28-38
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• 2010

High temperature high cycle and low cycle fatigue deformation behavior of automotive heat resistant aluminum alloys (A356 and A319 based) were investigated in this study. The microstructures of both alloys were composed of primary Al-Si dendrite and eutectic Si phase. However, the size and distribution for eutectic Si phase varied: a coarse and inhomogeneous distributed was observed in alloy B (A319 based). A brittle intermethallic phase of ${\alpha}-Fe\;Al_{12}(Fe,Mn)_3Si_2$ was detected only in B alloy. Alloy B exhibited high fatigue life only under a high stress amplitued condition in the high cycle fatigue results, whereas alloy A showed high fatigue life when stress was lowered. With regard to the low-cycle fatigue result ($250^{\circ}C$) showing higher fatigue life as ductility increased, alloy A demonstrated higher fatigue life under all of the strain amplitude conditions. Fractographic observations showed that large porosities and pores near the outside surface could be the main factor in the formation of fatigue cracks. In alloy B. micro-cracks were formed in both the brittle intermetallic and coarse Si phasese. These micro-cracks then coalesced together and provided a path for fatigue crack propagation. From the observation of the differences in microstructure and fractography of these two automotive alloys, the authors attempt to explain the high-temperature fatigue deformation behavior of heat resistant aluminum alloys.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.225-232
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• 2024

본 논문에서는 딥러닝을 활용하여 복합재 적층판의 파괴 모드를 결정하는 방법을 제안하였다. 수많은 엔지니어링 응용 분야에서 적층 복합재의 사용이 증가함에 따라 무결성과 성능을 보장하는 것이 중요해졌다. 그러나 재료의 이방성으로 인해 복잡하게 나타나는 파괴모드를 식별하는 것은 도메인 지식이 필요하고, 시간이 많이 드는 작업이다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 인공 지능(AI) 기술을 활용하여 적층 복합재의 파괴 모드 분석을 자동화하는 것을 목표로 하였다. 이 목표를 달성하기 위해 적층된 복합재에서 파손된 인장 시험편의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 얻어 다양한 파괴 모드를 확보하였다. 이러한 SEM 이미지는 섬유 파손, 섬유 풀아웃, 혼합 모드 파괴, 매트릭스 취성 파손 및 매트릭스 연성 파손과 같은 다양한 파손 모드를 기준으로 분류하였다. 다음으로 모든 클래스의 집합 데이터를 학습, 테스트, 검증 데이터 세트로 구분하였다. 두 가지 딥 러닝 기반 사전 훈련 모델인 DenseNet과 GoogleNet을 이용해 각 파괴 모드에 대한 차별적 특징을 학습하도록 훈련하였다. DenseNet 및 GoogleNet 모델은 각각 (94.01% 및 75.49%) 및 (84.55% 및 54.48%)의 훈련 및 테스트 정확도를 보여주었다. 그런 다음 훈련된 딥 러닝 모델은 검증 데이터 세트를 활용해 검증하였다. 더 깊은 아키텍처로 인해 DenseNet 모델이 고품질 특징을 추출하여 84.44% 검증 정확도(GoogleNet 모델보다 36.84% 더 높음)를 얻을 수 있음을 확인하였다. 이는 DenseNet 모델이 높은 정밀도로 파괴 모드를 예측함으로써 적층 복합재의 파손 분석을 수행하는 데 효과적이라는 것을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.421-428
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• 2012

본 논문에서는 알루미늄 7075-T6 재료의 부식 기간별 표면 산화막 형성이 피로거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 사용된 알루미늄 재료는 부식에 대한 부동태화 현상으로 부식저항 특성이 높은 금속으로 알려져 있다. 알루미늄 합금은 다른 재료에 비해 가볍고 강한 재료 특성 때문에 항공기 부품 산업과 같은 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 때문에 부식에 대한 재료의 피로거동 특성과 부식에 대한 부동태화 특성에 대한 연구가 요구된다. 4절점 회전 굽힘 시험기를 사용하여 부식 기간별 재료의 피로거동 특성을 확인하였고, 표면 거칠기를 측정하여 부식 기간별 알루미늄 재료의 표면 부식 정도를 평가하였다. 또한 전자주사현미경을 통해 파단면 분석 및 재료 표면에 형성된 산화막을 측정하였다. 실험결과 초기 부식 4주 동안은 부식이 활발히 진행되어 피로수명은 크게 감소하고 표면 거칠기는 증가하였다. 하지만 4주 이후부터 재료의 부동태화 현상으로 부식 반응이 둔화되는 경향을 보였다. 전자주사현미경을 통한 분석에서도 표면 산화막의 성장이 4주 이후부터 둔화되어 재료 표면의 산화막이 보호층 역할을 하여 더 이상의 부식진행을 방지한다는 결론은 얻었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1497-1502
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• 2013

수소를 친환경적 에너지원으로 사용하는 경우, 수소 압력용기용 강재의 수소취화 평가 및 안전성에 대한 신뢰성이 확보되어야 한다. 본 연구에서는, in-situ SP 시험법을 적용하여 수소 저장용기로 사용이 검토되고 있는 SA372 강재의 가스 수소취화 거동을 평가하였다. 표면가공 조건을 달리한 시험편을 사용하여 대기압, 고압 수소가스 압력하에서 펀치속도를 달리한 SP 시험을 통해 가스수소 취화 거동을 조사하였다. 그 결과, SA372 강은 가스수소 압력하에서 현저한 수소취화 거동을 나타내었다. 이때 펀치속도에 따른 영향도 명확하게 나타나, 펀치속도가 낮을수록 현저한 수소취화를 나타내 낮은 SP 에너지 값을 나타내었다. 또한 SP 시험 후 파면양상 관찰결과도 펀치속도에 따른 수소취화 거동을 명확하게 나타내었다. 본 가압수소 시험조건에서는 시험편 표면조건의 영향은 명확하게 볼 수 없었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권2호
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• pp.69-79
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• 2010

본 연구는 여러 레진 시멘트의 film thickness에 따른 상아질과 간접 레진 수복물 간의 미세인장 결합 강도를 측정하고, 각 레진 시멘트의 중합 수축 및 굴곡 강도, 탄성 계수를 비교 분석하며, 접착 계면 및 파단면의 주사전자 현미경 관찰을 통하여 레진 시멘트의 film thickness가 레진 간접 수복물의 접착 효율에 미치는 영향을 평가하고자 시행하였다. 복합 레진형 레진 시멘트인 Variolink II와 Duo-Link, 접착형 레진 시멘트인 Panavia F와 Rely X Unicem의 4가지 레진 시멘트를 사용하였고, 각각의 시멘트를 film thickness에 따라 < $50\;{\mu}m$ (control)의 대조군과 $50\;{\mu}m$ (T50), $100\;{\mu}m$ (T100), $150\;{\mu}m$ (T150)의 실험군으로 나누어 총 16개의 군으로 분류하였다. 데이터는 ANOVA와 Duncan's multiple comparison test (p < 0.05)를 이용하여 통계 분석하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다; 1. Variolink Ⅱ는 모든 film thickness에서 접착형 레진 시멘트보다 높은 결합 강도를 나타냈지만(p < 0.05), Duo-Link는 대조군을 제외하고는 통계학적 유의차가 없었다(p > 0.05). 2. Film thickness가 증가할수록 복합 레진형 레진 시멘트의 결합 강도는 유의성 있게 감소(p < 0.05)하는 경향을 보인 반면, 접착형 레진 시멘트는 통계학적 유의차가 없었다(p > 0.05). 3. Panavia F는 통계학적으로 유의성 있게 낮은 중합 수축량을 나타냈다(p <0.05). 4. 굴곡 강도와 탄성 계수는 복합 레진형 레진 시멘트가 접착형 레진 시멘트보다 유의성 있게 높게 나타났다(p < 0.05). 5. FE-SEM 관찰 결과 결합 강도가 높은 복합 레진형 레진 시멘트는 균일한 접착층과 잘 발달된 resin tag 소견을 보였으나, 접착형 레진 시멘트는 불분명한 접착층과 resin tag 소견을 나타냈다. 파단면 관찰에서 복합 레진형 레진 시멘트는 혼합형 파괴 양상을 나타냈으나 접착형 레진 시멘트는 접착성 파괴 양상을 나타냈다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제32권4호
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• pp.343-355
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• 2007

4종의 레진시멘트를 통한 상아질과 간접 레진 수복물 간의 인장결합강도를 열순환 시효처리 여부에 따라 측정하여 비교하고, 주사전자현미경 관찰을 통하여 각 레진시멘트의 접착 내구성을 평가하고자 시행하였다. 48개의 건전한 제3대구치의 상아질 표면을 평탄하게 노출시키고 #320 grit Sic Paper로 연마하였다. 복합레진 블록을 제작하여 #600 grit Sic Paper로 연마한 후에 접착면을 Sandblast로 처리하였다. 각각의 레진시멘트로 제조사 지침에 따라 적용하여 복합레진 블록을 상아질 표면에 접착하였다. 이후 제작된 시편을 열순환시키지 않거나, 1,000회, 5,000회 열순환 시킨 후 ($5^{\circ}C\;-\;55^{\circ}C$) 미세인장결합강도를 측정하였다. 열순환 전 시편의 접착계면 (수직절단면)과 파절된 시편의 상아질 파단면을 전자현미경 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. Variolink II의 결합강도는 다른 실험군보다 높은 결합강도를 보여주었으며, 1,000회 열순환 후 유의성 있게 결합강도가 감소되었다 (p < 0.05). 3. Multilink의 결합강도는 열순환에 가장 많은 영향을 받았으며 1,000회 열순환 이후 유의성 있게 감소되었다 (p < 0.05). 3. Panavia F 2.0과 Rely X Unicem의 결합강도는 열순환에 의하여 감소되지 않았다 (p > 0.05). 4. 접착형 레진시멘트는 복합레진형 레진시멘트에 비해서 열처리 전후 모두 낮은 결합강도를 보여주었다. 5. 결합강도가 높은 Vaviolink II와 Multilink에서는 혼합형 파괴양상을 보였고, 결합강도가 낮은 Panavia F 2.0에서는 접착성 파괴 양상을 나타내었다. 이상의 연구 결과를 토대로 적절한 전처리와 접착제를 도포한다면 복합레진형 레진시멘트는 접착형 레진시멘트보다 결합강도와 그 내구성이 우수하다고 할 수 있을 것이다. 접착성 간접 수복물의 초기 결합강도와 내구성은 레진시멘트의 접착과정과 종류, 형태에 의해 영향을 받기 때문에 이들의 적절한 선택과 올바른 사용이 성공적인 수복을 위해 중요하다.