• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제37권
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• pp.34.1-34.14
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• 2015

Background: Over the past 30-40 years, various carbon implant materials have become more interesting, because they are well accepted by the biological environment. The traditional carbon-based polymers give rise to many complications. The polymer complication may be eliminated through carbon fibres bound by pyrocarbon (carbon/carbon). The aim of this study is to present the long-term clinical results of carbon/carbon implants, and the results of the scanning electron microscope and energy dispersive spectrometer investigation of an implant retrieved from the human body after 8 years. Methods: Mandibular reconstruction (8-10 years ago) was performed with pure (99.99 %) carbon implants in 16 patients (10 malignant tumours, 4 large cystic lesions and 2 augmentative processes). The long-term effect of the human body on the carbon/carbon implant was investigated by comparing the structure, the surface morphology and the composition of an implant retrieved after 8 years to a sterilized, but not implanted one. Results: Of the 16 patients, the implants had to be removed earlier in 5 patients because of the defect that arose on the oral mucosa above the carbon plates. During the long-term follow-up, plate fracture, loosening of the screws, infection or inflammations around the carbon/carbon implants were not observed. The thickness of the carbon fibres constituting the implants did not change during the 8-year period, the surface of the implant retrieved was covered with a thin surface layer not present on the unimplanted implant. The composition of this layer is identical to the composition of the underlying carbon fibres. Residual soft tissue penetrating the bulk material between the carbon fibre bunches was found on the retrieved implant indicating the importance of the surface morphology in tissue growth and adhering implants. Conclusions: The surface morphology and the structure were not changed after 8 years. The two main components of the implant retrieved from the human body are still carbon and oxygen, but the amount of oxygen is 3-4 times higher than on the surface of the reference implant, which can be attributed to the oxidative effect of the human body, consequently in the integration and biocompatibility of the implant. The clinical conclusion is that if the soft part cover is appropriate, the carbon implants are cosmetically and functionally more suitable than titanium plates.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제24권1호
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• pp.88-99
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• 1999

The purpose of this study was to investigate the physical properties of experimental composite resins made with the spherical and crushed fillers. The 14 experimental composite resins containing 0, 5, 10, 15, 20 and 25%(w/w) in spherical filler group and 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 and 70%(w/w) in crushed filler group, incorporated in a Bis-GMA matrix (Aldrich Co., USA), were made with 1% ${\gamma}$-methoxy silane treated fillers. The polymer matrix was made by dissolving 0.7%(w/w) of benzoyl peroxide(Janssen Chemical Co. Japan) in methacrylate monomer, whereupon 0.7%(v/v) N,N-dimethyl-p-toluidine(Tokyo Kasei Co. Japan) was added to the monomer. The weight percentage of each specific particle size distribution could be determined from a knowledge of the specific gravity, the weight(w/w), and corresponding volume %(v/v) of the filler sample in resin monomer. In crushed silica group and spherical silica group, the diametral tensile strengths and compressive strengths were measured with Instron Testing Machine(No.4467), and analyzed in 14 experimental composite resins made by filler fractions. The shear bond strength of 14 experimental composite resins to bovine enamel was measured with universal testing machine(Instron No.4467). The fracture surfaces were sputter-coated with a gold film and investigated by SEM. The results were as follows; 1. The diametral tensile strength was tendency to increase in crushed silica group, but not in spherical silica group. The highest diametral tensile strength was found in 20% filler fractions of two groups. 2. The compressive strength was higher in 15%(w/w) and 20%(w/w) in spherical silica group than in crushed silica group, but not in spherical silica group. 3. The significant correlation was noticed in increase in shear bond strength in crushed silica group, but not in spherical silica group. 4. The significantly highest shear bond strength was noticed in 50% filler concentration in crushed silica group, and in 15% filler concentration in spherical silica group, it was not significant in relation. 5. In crushed silica group, cut surface of resin matrix and the interface between resin and filler is obvious. In spherical silica group, fractures that occurred through the filler particles were round in shape.

• 접착 및 계면
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• 제4권1호
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• pp.1-8
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• 2003

본 연구에서는 이관능성 에폭시와 PMR-15 블렌드계의 접촉각 측정과 파괴인성 측정을 통하여 PMR-15 조성비에 따른 표면자유에너지가 기계적 계면특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 블렌드계의 FT-IR 분석 결과, PMR-15의 이미드화에 따른 특성 밴드가 1,722, $1,778cm^{-1}$ (C=O)와 $1,372cm^{-1}$ (C-N)에서 나타났고, 에폭시의 개환 반응에 따른 -OH peak는 PMR-15 phr의 함량에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 sessile drop 방법으로 접촉각을 측정한 결과, 표면자유에너지는 극성 요소의 증가에 의해서 PMR-15의 함량이 10 phr일 때 최고값을 나타내었다. 또한, 기계적 계면특성을 파괴인성 측정을 통하여 알아본 결과 $K_{IC}$와 $G_{IC}$ 또한 표면자유에너지와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 PMR-15 10 phr의 조성에서 수소결합의 증가에 의한 블렌드계의 극성요소가 증가함에 따라 분자들간의 계면결합력이 증가했기 때문인 것으로 관찰된다.

• Composites Research
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• 제30권4호
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• pp.241-246
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• 2017

취성을 가진 섬유강화플라스틱은 충격을 받을 때 충격에너지를 흡수하면서 섬유와 기지재 간 계면에서 탈착 및 박리가 일어난다. 이는 복합재료의 에너지 충격흡수정도의 지표로 삼을 수 있다. 복합재료의 취성을 해결하기 위해 pine과 복합재료의 접착에 대한 연구가 되어 지고 있다. 이번 연구에서는 열처리 된 pine이 탄소섬유강화복합재료와 에폭시 접착제를 이용하여 접착되었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위해, pine을 160도 및 200도 조건하에 열처리를 하였다. Pine 및 pine/탄소섬유복합재료의 기계적 및 계면물성을 파악하기 위해 인장, 인장중첩전단 및 아이조드 실험을 하였다. 또한, 열처리에 따른 나뭇결간의 결합력을 확인하기 위해 나뭇결 수직방향으로 인장시편 제조 후 파단될 때 탄성파를 음향방출시스템을 이용하여 분석하였다. 160도 조건으로 열처리 했을 때 나무강화 효과로 기계, 계면 및 나뭇결간의 결합력이 좋은 것을 확인하였다. 그러나 과한 열을 주게 되면 열에 약한 헤미셀룰로오스가 분해되면서 잡아주는 인자가 줄어들어 물성이 감소하였다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제18권2호
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• pp.67-81
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• 2006

Using a strain-controlled rheometer, the dynamic viscoelastic properties of aqueous xanthan gum solutions with different concentrations were measured over a wide range of strain amplitudes and then the linear viscoelastic behavior in small amplitude oscillatory shear flow fields was investigated over a broad range of angular frequencies. In this article, both the strain amplitude and concentration dependencies of dynamic viscoelastic behavior were reported at full length from the experimental data obtained from strain-sweep tests. In addition, the linear viscoelastic behavior was explained in detail and the effects of angular frequency and concentration on this behavior were discussed using the well-known power-law type equations. Finally, a fractional derivative model originally developed by Ma and Barbosa-Canovas (1996) was employed to make a quantitative description of a linear viscoelastic behavior and then the applicability of this model was examined with a brief comment on its limitations. Main findings obtained from this study can be summarized as follows: (1) At strain amplitude range larger than 10%, the storage modulus shows a nonlinear strain-thinning behavior, indicating a decrease in storage modulus as an increase in strain amplitude. (2) At strain amplitude range larger than 80%, the loss modulus exhibits an exceptional nonlinear strain-overshoot behavior, indicating that the loss modulus is first increased up to a certain strain amplitude(${\gamma}_0{\approx}150%$) beyond which followed by a decrease in loss modulus with an increase in strain amplitude. (3) At sufficiently large strain amplitude range (${\gamma}_0>200%$), a viscous behavior becomes superior to an elastic behavior. (4) An ability to flow without fracture at large strain amplitudes is one of the most important differences between typical strong gel systems and concentrated xanthan gum solutions. (5) The linear viscoelastic behavior of concentrated xanthan gum solutions is dominated by an elastic nature rather than a viscous nature and a gel-like structure is present in these systems. (6) As the polymer concentration is increased, xanthan gum solutions become more elastic and can be characterized by a slower relaxation mechanism. (7) Concentrated xanthan gum solutions do not form a chemically cross-linked stable (strong) gel but exhibit a weak gel-like behavior. (8) A fractional derivative model may be an attractive means for predicting a linear viscoelastic behavior of concentrated xanthan gum solutions but classified as a semi-empirical relationship because there exists no real physical meaning for the model parameters.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.301-310
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• 2006

탄소섬유보강재(CFRP)는 부식에 대한 저항성과 작은 중량에도 불구하고 높은 강도와 강성을 가지고 있어 토목구조물의 보강에 적합하다. 콘크리트 구조물 보강분야에 CFRP의 적용은 보강이 필요한 구조물들이 점점 증가하면서 점차적으로 확대되고 있다. 그러나, CFRP판을 표면에 부착하는 표면부착 공법으로 보강된 RC 부재들은 설계 시 예상되는 파괴하중보다 작은 하중에서 조기파괴가 발생하게 되어 새로운 보강방법의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 표면부착공법의 문제점은 CFRP판을 부착하기 전 긴장력을 도입함으로써 해결될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 길이가 3.3 m인 21개의 실험체를 CFRP판 을 이용하여 보강한 후에 4점 휨실험을 실시하였다. CFRP판은 긴장하지 않거나 CFRP판의 변형률을 0.4-0.8%까지 긴장하여 부착하였다. 단부정착 장치를 설치한 모든 실험체는 프리스트레싱 수준과 관계없이 CFRP판의 파단으로 파괴되었으나, 단 부정착 장치가 없는 실험체는 조기 부착파괴로 인해 탄소판이 콘크리트로부터 탈락하면서 파괴되었다. 균열 발생 하중은 프리스트레싱 수준과 비례적인 관계에 있었으나, 프리스트레스를 가한 CFRP판으로 보강한 실험체의 최대하중은 프리스트레싱 수준의 영향을 크게 받지 않았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.569-575
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• 2007

철근콘크리트 구조물의 수명 연장 및 기능 보완을 위하여 콘크리트 면의 보수를 실시할 경우 일반적으로 구조적 내력을 고려하지 않는다. 특히, 표면박락 등의 보수에는 단순하게 모르타르 도포만을 이용하여 보수가 완료되므로 별도의 구조적인 보강 성능을 발휘하지 않는다. 그러나 시공성의 향상 및 균열의 억제를 위하여 철망 등의 재료를 사용할 경우 일정부분 보강의 효과를 얻을 수 있을 것으로 예상되며, 특히, 수로 구조물과 같이 교각 간에 놓여지는 구조요소의 경우 하부면의 보수를 실시할 경우 휨 저항성의 증가를 기대할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 크리프 철망에 의한 보수를 실시하고 보수 부위 및 보수 두께에 따른 보강 성능을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 두께 150mm, 길이 3,000mm, 너비 600mm 슬래브를 제작하고, 상부 부분 보수, 상부 전면 보수, 하부 부분 보수, 하부 전면 보수, 크림프 철망 보강 유무 등 총 8개 실험 유형을 선택하고 이에 대한 휨 보강 성능 실험을 실시하였다. 분석 결과, 크림프 철망을 보강한 실험체에서 보수 재료의 두께가 증가할수록 항복하중 및 파괴하중은 높아지는 것으로 나타났으며, 동일 조건일 경우 하부면의 보수가 휨 하중에 대한 내력을 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 휨 하중을 받는 구조물 중 부분 보수만을 실시할 경우 휨 보강 성능은 기대하기 어려운 것으로 나타났다. 결론적으로 크림프 철망에 의한 보수공법 적용 시 휨 저항성의 증가가 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.178-189
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• 2011

본 연구에서는 CFRP 표면부착 공법의 대안으로 최근에 관심을 끌고 있는 NSM(Near Surface Mounted)기법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도를 평가하기 위한 실험과 해석을 수행하였다. 전단철근이 없는 7개의 실험체에 대해 4점 휨실험을 실시하였다. 실험변수로는 CFRP 스트립의 경사($45^{\circ}$, $90^{\circ}$)와 스트립의 간격(250mm, 200mm, 150mm, 100mm)이 고려되었다. 실험적 연구를 통해 NSM공법으로 전단 보강된 RC 부재의 전단강도와 파괴모드에 대한 각 실험변수의 영향을 평가하였다. 실험결과는 $45^{\circ}$ 경사로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 파단으로 파괴된 반면, 수직으로 스트립을 보강한 실험체들은 스트립의 슬립으로 파괴됨을 보였다. 또한, $45^{\circ}$ 경사 스트립이 수직 스트립보다 전단저항력 증가시킬뿐만 아니라 파괴시의 처짐을 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 추가적으로 RBSN 해석은 NSM기법으로 전단 보강된 RC 부재의 균열형상 및 하중-처짐관계를 적절하게 예측하였다.