• Tribology and Lubricants
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• 제8권2호
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• pp.64-72
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• 1992

The recent trends of rotating machinery demand high speed and high temperature operation, and the bearing with new material is required to be developed. Ceramic, especially silicon nitride, have been receiving attention as alternative material to conventional bearing steel. Ceramic ball bearing offers major performance advantages over steel bearing, for instance, high speed, maginal lubrication, high temperature, improved corrosion resistance and nonmagnetic capabilities etc.. In this paper, the mechanical characteristics of ceramic ball bearing (hybrid ceramic bearing and all ceramic bearing) were investigated, and the characteristics of ceramic bearing were compared with that of steel bearing. Deep groove ball bearing 6208 was taken the object of analysis. The main results of analysis were followings: the radial stiffness of hybrid and all ceramic bearing were 112% and 130% that of steel bearing, and the axial stiffness of all ceramic bearing was 110% that of steel bearing. According as rotating speed was up, the ball load, the contact angle, the contact stress and the spin-to-roll ratio between ball and raceway of ceramic bearing were far smaller than these of steel bearing. And there was not a significant difference between the minimum film thickness of ceramic bearing and steel bearing. It is expected that this research is contributed to enhanced fundamental technology for the practical applications of ceramic ball bearing.

• Journal of Welding and Joining
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• 제34권4호
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• pp.34-39
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• 2016

Recently, aluminum alloy has used various industry, such as automobile, shipbuilding and aircraft because of characteristics of low density and high corrosion resistance. Al 6061-T6 is heat treatment materials so it has high strength and mostly used for assembly by mechanical fastening such as a bolting and riveting. In GMA (Gas Metal Arc) welding of alloy, some defects which are hot cracking, porosity, low-mechanical properties and large heat affected zone is generated, because of high heat conductivity. It reduces mechanical properties. In this study, the major factor effected on properties are analyzed after welding in Al 6061-T6 in GMAW, then optimize heat treatment conditions. Plate of Al 6061-T6 with a thickness of 12 mm is welded in V groove and applied welding method is butt joint. Mechanical properties and microstructure are analyzed according to heat treatment condition. Tensile strength, microstructure and Hardness are evaluated. Result of research appears that Al 6061-T6 applied heat treatment show outstanding mechanical properties.

• 대한공업교육학회지
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• 제31권1호
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• pp.200-210
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• 2006

초기 응력부식균열에 대한 감수성 평가 시험법인 C링 시험법(C-ring Test)은 용접부의 후열처리 균열감수성을 평가하는 시험법으로 적합하다고 알려져 있다. C링 시험법은 실제 용접부 열영향부에 노치를 제작하여 잔류응력이 열영향부에 미치는 영향을 평가할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에는 C링 시험법을 이용하여 원자력 발전소 압력용기에 사용되는 Co-Mo강의 용접부 결함 발생 현상을 검토 하고자 Co-Mo강에 대하여 후열처리를 실시하였으며, C링 시험법을 통하여 용접 열영향부의 후열처리 균열을 평가하고자한다. 결론은 다음과 같다. 바나듐 모디파이 합금(AMAX 3Cr-1Mo­-0.1V, JSW 3Cr-­1Mo-­V-­Ti-­B 및 JSW $2\frac{1}{4}Cr$-1Mo-­V-­Ti-­B강)은 Berkeley $3Cr-1\frac{1}{2}Mo-\frac{1}{2}Ti$ 및 $2\frac{1}{4}Cr$-­1Mo합금강보다 후열처리 균열에 대한 감수성 보다 높게 나타났다. C-ring 시험에 있어서 바나듐 모디파이 합금은 2종의 후열처리조건과 3종의 응력조건에서 모두 균열을 나타냈으나 Berkeley $3Cr-1\frac{1}{2}Mo-\frac{1}{2}Ni$강과 Luken $2\frac{1}{4}Cr-1Mo0.1C$재료는 690MPa와 더 이상의 응력조건에서 2종의 후열처리를 실시하는 조건에서도 균열이 발생하지 않았다. C-ring 시험결과, 균열깊이는 바나듐 모디파이 재료인 경우, 낮은 후열처리온도와 비교해서 높은 후열처리온도인 경우가 감소하고 있다. C-ring 시험에 대한 SEM분석결과 균열은 오스테나이트 결정 입계를 따라 파괴되는 파괴양상을 나타내고 있으며 연성파면은 나타나지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.387-395
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• 2013

최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.33.2-33.2
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• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권1호
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• pp.38-44
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• 2003

원자력발전소의 안전성등급 기기에 적용되는 비파괴검사는 실제 결함을 실현한 시험편을 사용하여 결함탐지능력을 검증하도록 하는 기량검증이 요구되고 있다. 가동중인 원전에서 발생 가능한 균열으로는 기계적 피로균열, 열 피로균열 및 입계부식균열 등이 있으나 본 연구에서는 기계적 피로균열을 대상으로 하였다. 인장 피로하중을 사용하여 기계적 피로결함을 제조하기 위해서 시험편을 설계하였고 원하는 피로결함 파면의 조도를 얻기 위해서 인가하중의 크기 및 사이클 수를 조절하여 피로결함을 발생시켰다. 발생된 결함에 대한 정확한 크기와 위치에 대한 물리적 정보를 얻은 후에 결함이 설계된 크기와 위치에 존재하도록 기밀용접을 실시하였다. 기밀용접 후 잔여 용접 흠은 가스 텅스텐 아크용접 및 플럭스 코어드 아크용접으로 채워졌다. 최종 완성된 피로결함 시험편을 방사선투과검사 및 초음파탐상검사를 통하여 검사한 결과, 설계된 길이와 깊이로 피로결함이 형성되었음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1235-1239
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• 2012

원자력발전소의 원자로압력용기 상부헤드에는 출력제어 및 정지용 제어봉이 통과하는 노즐이 있으며 이 노즐은 상부헤드 노즐과 J 형태의 홈으로서 용접 되어 있다. 최근 외국의 원자력발전소에서 이 용접영역 주변의 노즐 및 용접부에서 일차수응력부식 균열이 발생한 사례가 보고되고 있다. 본 논문에서는 이 용접부의 용접잔류응력과 운전 중에서의 응력상태를 유한요소해석을 이용하여 평가함으로써 고응력 위치를 확인하고 응력관점에서 균열발생 가능성이 높은 지역을 예측하고자 하였다. 해석결과 용접에 의해서 형성된 잔류응력이 수압시험과 운전조건에 의해 다소 변동되기는 하나 응력분포형태는 큰 변화가 없었다. 전반적으로 노즐내면에서는 용접이 시작되는 지점 주변에서 최대 인장응력이 형성되고 노즐외면에서는 용접이 끝나는 지점 주변에서 최대인장응력이 형성되는 것을 확인하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제16권1호
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• pp.36-41
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• 2011

If gas is leaking out of gas pipelines, it could cause a huge explosion. Accordingly, it is important to ensure the integrity of gas pipelines. Traditionally, over the years, gas-operating companies have used the ILI system, which is based on axial magnetic flux leakage (MFL), to inspect the gas pipelines. Relatively, there is a low probability of detection (POD) for the axial defects with the axial MFL-based ILI. To prevent the buried pipeline from corrosion, it requires a protective coating. In addition to the potential damage to the coating by environmental factors and external forces, there could be defects on the damaged coating area. Thus, it is essential that nondestructive evaluation methods for detecting axial defects (axial cracks, axial groove) and damaged coating be developed. In this study, an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) sensor was designed and fabricated for detecting axial defects and coating disbondment. In order to validate the performances of the developed EMAT sensor, experiments were performed with specimens from axial cracks, axial grooves, and coating disbondment. The experimental results showed that the developed EMAT sensor could detect not only the axial cracks (minimum 5% depth of wall thickness) and axial grooves (minimum 10% depth of wall thickness), but also the coating disbondment.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권1호
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• pp.1-7
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• 2023

Fluid pumps in chemical processes are typically driven by electric motors. Even if the motor is separated from the pump with seals, wear resulting from friction and misalignment can lead to leakage of chemical fluid, causing corrosion in the bearing supporting the motor, and, eventually, failure of the motor. It is thus a standard procedure to replace bearings at regular intervals. In this article, we propose 3D-printed plastic ball bearings for use as an alternative to commercial stainless-steel ball bearings. The plastic bearings are easy to manufacture, require less time to replace, and are chemically resistant. To validate the applicability of the plastic bearings, we first conducted chemical resistance tests. Bearings were immersed in 30 caustic acid and 30 nitric acid for 30 min and 24 h, respectively. The test results showed no corrosive damage to the bearings. A test rig was set up to compare the performance of the plastic bearings with that of the commercially equivalent deep-groove ball bearings. Loading test results showed that the plastic bearings performed as well as the commercial bearing in terms of vibration level and load-handling capability. Finally, a plastic bearing was subjected to a clean-in-place process for three months. It actually outperformed the commercial bearing in terms of chemical resistance. Thus, 3D-printed plastic bearings are a viable alternative to stainless-steel ball bearings.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.93-101
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• 1987

용접부(鎔接部)에서 잔류응력(殘留應力)은 용접열(鎔接熱)에 의한 국부(局部) 가열(加熱)과 불규칙적(不規則的)이고 비교적(比較的) 급속(急速)한 냉각(冷却)으로 유발(誘發)되는 열응력(熱應力)과 구조물(構造物)의 강성(剛性) 및 재료(材料) 등에 의하여 발생(發生)되며, 잔류응력(殘留應力)의 존재(存在)는 취성파괴강도(脆性破壞强度), 피로강도(疲勞强度), 좌굴강도(挫屈强度), 진동특성(振動特性), 부식저항(腐蝕抵抗) 등에 영향(影響)을 미치는 궁극적(窮極的) 요인(要因)으로 간주(看做)됨으로 본(本) 연구(硏究)는 구조물(構造物)의 강도(强度)를 저하(低下)시키고 기능(機能)에 악영향(惡影響)을 끼치는 잔류응력(殘留應力)의 기구학적(機構學的) 특성(特性)을 파악(把握)하기 위하여 SWS 58 강판(鋼板)을 X홈 용접(鎔接)하여 이것을 4단계(段階) 즉 $350^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $650^{\circ}C$, $800^{\circ}C$로 열처리(熱處理)하여 hole drilling method를 사용(使用)하여 잔류응력(殘留應力)을 측정(測定)한 결과(結果), 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 잔류응력(殘留應力)을 제거(除去)시키는 가장 효과적(效果的)인 온도(溫度)는 $650^{\circ}C$ 정도(程度)이었고, 구멍의 직경(直經)이 구멍의 깊이와 일치할 때 구멍바로 근처(近處)의 소성변형(塑性變形)은 완전(完全)히 해방(解放)되었으며, 경도시험(硬度試驗)을 통(通)해 열처리(熱處理) 후(後) 열영향부(熱影響部)의 높은 경도(硬度)가 모두 삭감(削減)되는 것을 알 수 있었으며 또한 잔류응력(殘留應力)에 끼치는 용접입열(鎔接入熱)의 영향(影響)은 입열량(入熱量)의 표준(標準)보다 1/4 이상(以上), 이하(以下)인 경우 잔류응력(殘留應力)은 용접입열(鎔接入熱)에 큰 영향(影響)이 없음을 알았다.