• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제27권11호
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• pp.712-717
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• 2014

Glass ceramic has a high mechanical strength and low sintering temperature. So, it can be used as a thick film substrate or a high strength insulator. A series of glass ceramic samples based on MgO-$Al_2O_3-SiO_2-ZrO_2$ (MASZ) were prepared by melting at $1,600^{\circ}C$, roll-quenching and heat treatment at various temperatures from $900^{\circ}C$ to $1,400^{\circ}C$. Dependent on the heat treatment temperature used, glass ceramics with different crystal phases were obtained. Their nucleation behavior, microstructure and mechanical properties were investigated with differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and Vicker's hardness testing machine. With increasing the heat treatment temperature of MASZ samples, their hardness and toughness initially increase and then reach the maximum points at $1,300^{\circ}C$, and begin to decrease at above this temperature, which is likely to be due to the softening of glass ceramics. As the content of $ZrO_2$ in MAS glass ceramics increases from 7.0 wt.% to 13 wt.%, Vicker's hardness and fracture toughness increase from $853Kg/mm^2$ to $878Kg/mm^2$ and $1.6MPa{\cdot}m^{1/2}$ to $2.4MPa{\cdot}m^{1/2}$ respectively, which seems to be related with the nucleation of elongated phases like fiber.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권7호
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• pp.439-444
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• 2006

Artificial graphite generally manufactured by carbonization sintering of shape-body of kneaded mixture using granular cokes as filler and pitch as binder, going through pitch impregnation process if necessary and finally applying graphitization heat treatment. Graphite materials are used for core internal structural components of the High-Temperature Gas-cooled Reactors (HTGR) because of their excellent heat resistibility and resistance of crack progress. The HTGR has a core consisting of an array of stacked graphite fuel blocks are machined from IG-110, a high-strength, fine-grained isotropic graphite. In this study, crack stabilization and micro-structures were measured by bend strength and fracture toughness of isotropic graphite grade IG-110. It is important to the reactor designer as they may govern the life of the graphite components and hence the life of the reactor. It was resulted crack propagation, bend strength, compressive strength and micro-structures of IG-110 graphite by scanning electron microscope and universal test machine.

• 한국분말재료학회지
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• 제15권4호
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• pp.279-284
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• 2008

Dense nanostructured $NbSi_2$ was synthesized by high-frequency induction-heated combustion synthesis (HFIHCS) method within 1 minute in one step from mechanically activated Nb and Si powders. Highly dense $NbSi_2$ with relative density of up to 99% was simultaneously synthesized and consolidated under the combined effects of an induced current and mechanical pressure of 60 MPa. The average grain size and mechanical properties (hardness and fracture toughness) of the compound were investigated.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.269-272
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• 2005

Epoxy resins are gradually becoming some of the most important and versatile polymers in modem civil engineering. Because epoxy resins have some unigue properties, such as toughness, versatility of viscosity and curing conditions, good handling characteristics, high adhesive strength, inertness, low shrinkage compared to most other thermo-setting resins and concrete, and resistance to chemicals, they have found many applications in construction castings, repair materials, road or bridge deck pavements, coatings, and as structural or non structural adhesives. In this applications, epoxy resins are widely used for polymer concretes, grouting materials, injection glues, and sealants. In this paper, characteristics of deformation of repair material after repaired have been investigated by viscosity of repair material and the width of crack. It is believed that flexural strength of epoxy resin with low viscosity is high because tensile strength is high and elongation at break is low, fracture energy is low.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.157-167
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• 2015

고속 비상체에 의한 충격을 받는 시멘트 복합체는 표면관입, 배면박리 및 관통 등 국부적인 파괴거동을 보이며, 섬유혼입에 의한 휨인성의 향상으로 인해 배면파괴를 억제할 수 있다. 이에 섬유보강 시멘트 복합체의 내충격 성능에 관한 연구가 진행되고 있으며, 다양한 종류의 섬유보강재가 개발되고 있다. 섬유보강재의 종류에 따라 섬유와 매트릭스의 부착성능, 비표면적, 혼입개체수 등이 다르기 때문에 섬유보강 시멘트 복합체의 역학특성 및 고속 충격에 의한 내충격 성능의 향상에 미치는 효과에 대하여 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 성상 및 물성이 다른 강섬유(Steel fiber), 폴리아미드(Polyamide), 나일론(Nylon) 및 폴리에틸렌(Polyethylene)섬유를 혼입하여 섬유 종류에 따른 휨인성의 향상과 고속 비상체 충돌에 대한 파괴저감효과에 대하여 평가하였다. 그 결과, 혼입섬유의 가교작용에 의한 응력의 재분배 및 균열발생의 억제로 인해 휨인성이 향상되었으며, 고속충격에 의한 배면파괴를 억제할 수 있었다. 또한, 동일 충격에너지에서의 배면파괴한계두께를 감소시킬 수 있어 방호시설물에 적용할 경우 부재두께의 저감이 가능할 것으로 판단된다. 한편, 강섬유보강 시멘트복합체의 경우 배면박리가 발생하였으나, 섬유와 매트릭스의 부착에 의한 일부 파편의 박리가 억제되었으며, 합성섬유보강 시멘트복합체는 섬유의 혼입개체수가 많아, 고속충격에 의한 충격파의 상쇄작용 및 에너지 분산에 의한 미세균열이 발생해 배면파괴억제효과가 큰 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권2호
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• pp.191-198
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• 2009

연구목적: 본 연구는 높은 심미성을 나타내지만 낮은 파절 강도로 인하여 구치부에서의 사용이 제한되고 있는 전부도재 고정성 국소의치의 파절강도를 증가시키기 위한 방법으로, 취성 재료인 도재에 인장강도가 높은 금속선을 삽입하고 물리적, 기계적 성질을 알아보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: lithium disilicate(ingot No.200 : IPS Empress 2, Ivoclar Vivadent, Lichtenstein)와 0.41 mm 직경의 Ni-Cr 금속선(Alfa Aesar, Johnson Matthey Company, USA)을 사용하여, 금속선의 수와 배열을 달리한 4개의 실험군 시편을 제작하였다. 모든 시편은 폭 4 mm, 두께 2 mm, 길이 15 mm의 직육면체로 제작하였다. 실험군 1, 2, 3은 각각 한 가닥, 두 가닥, 세 가닥의 금속선을 도재 시편의 장축을 따라 배열하였으며, 실험군 4는 세 가닥의 금속선을 도재 시편의 장축에, 다섯 가닥의 금속선을 도재 시편의 횡축에 배열하였다. 대조군에는 금속선을 삽입하지 않았으며, 대조군 및 각각의 실험군의 시편은 각 군당 12개로 하였다. 결과: 만능 시험기(Z020, Zwick, Germany)를 이용하여 파절시점까지 하중을 가한 후, 굴곡계수, 굴곡강도, 파절시점까지의 변형률, 파괴인성을 측정하였다. 파절된 시편의 도재와 금속선의 계면을 횡절단 및 연마하여 주사전자현미경(JSM-6360, JEOL, Japan)으로 100배상에서 관찰하였다. 결과는 다음과 같다. 1. 도재에 금속선을 삽입한 결과, 금속선을 삽입하지 않은 대조군에 비해 통계적 유의성 있는 굴곡계수 및 굴곡강도의 변화는 관찰할 수 없었으나, 변형률의 유의성 있는 증가(P<.001)를 관찰할 수 있었다. 2. 금속선을 삽입한 시편의 파절 양상은 하중점 부위에서 도재만 파절되는 양상을 나타내었다. 3. 금속선을 삽입한 도재의 파절된 시편을 횡절단 및 종절단하여 100 배상에서 주사전자현미경으로 촬영한 결과, 하중 시 도재의 파절 원인이 될 수 있는 도재 내부의 기포는 관찰되지 않았으며, 도재와 금속선 사이의 gap도 관찰되지 않았다. 결론: 금속선 삽입의 결과, 취성 재료인 도재의 통계적으로 유의성 있는 변형률의 증가를 관찰할 수 있었다. 그러나 구치부에서 금속선 강화 도재의 사용을 위해서는 굴곡계수 및 굴곡강도의 향상이 필요하다. 이를 위해서는 추가적 연구가 필요하다.

• 한국안전학회지
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• 제33권2호
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• pp.8-13
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• 2018

The light weight composite materials have been replacing in high performance structures. The object of this study is to examine the effects of the initial crack location about a delamination in a PVC foam cored sandwich composite that is used for the strength improvement of structures. The initial crack location and fiber laminates thickness were changed with several types. The MMB specimen was used for evaluating the fracture toughness and crack behaviors. The material used in the experiment is a commercial twill carbon prepreg in CFRP material and Airex in PVC foam core. Sandwich laminate composites are composed by PVC foam core layer between CFRP face sheets. The face sheets were fabricated as 2 types of 5 and 8 plies. The initial cracks were located in a PVC form core and the interface of upper CFRP sheet. From the results, the crack initiation was affected with the location of the initial crack inserted in the PVC foam core. Among them, the initial crack at 1/3 of the upper part of the PVC foam core was the most rapid progression. And the critical energy release rate was $0.40kJ/m^2$, which is the lowest value when the initial crack was inserted into the interface between a PVC foam core and CFRP laminated with 5 plies. Meanwhile, the highest value of $1.27kJ/m^2$ was obtained when the initial crack was located at the center line in case of the 8 plies.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권1호통권38호
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• pp.33-42
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• 1999

궤도용 차량의 안전성 확보를 위한 연구의 일환으로서 레일강의 균열 발생 조건과 모재와 용접부에 대한 정적파괴거동 및 단일모드 하중하의 피로균열진전거동을 검토하였다. 레일에서 횡방향 균열의 원점은 표면하층균열이며 이는 최대전단응력에 의해 발생하였다. 또한 표면하층균열의 크기가 증가함에 따라 균열의 진전은 전단모드에서 혼합모드로 천이될 가능성이 증가하였다. 용접부의 평면변형률 파괴인성은 조직의 조대화와 경도의 상승으로 인하여 모재에 비하여 약 10% 저하하였다. 용접부의 제 2단계 영역의 피로 균열진전속도는 낮은 ${\Delta}K$ 영역에서 모재에 비하여 저하하였으나 높은 ${\Delta}K$영역에서는 이의 차이가 소멸되었으며 이러한 경향은 R=0.1의 낮은 응력비에서 현저하였다. 이는 용접부의 미시조직이 모재에 비하여 성장하였기 때문이라고 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권8호
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• pp.582-587
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• 2005

AlN-BN ceramic composites were fabricated and their mechanical properties were investigated. The relative density of hot-pressed composites decreased with increasing BN content, but over $99\%$ could be obtained with 30 $vol\%$ BN in AlN. YAG was formed in the composites and monolithic AlN as a second phase by the reaction between $Y_2O_3$, added as sintering aid, and $Al_2O_3$. As expected, Vickers hardness and Young's modulus decreased with increasing BN content. The three-point flexural strength also showed similar behavior decreasing from 500 MPa of monolith down to 250 MPa by the addition 30 $vol\%$ BN. However, interestingly, the standard deviation of the strength values decreased significantly as BN was added to AlN. As a result, the Weibull modulus of the AlN-30 $vol\% BN composite was 21.3, which was extremely high. Fractography and crack path studies revealed that BN platelets induced grain pull-out and crack bridging in a bigger scale during crack propagation. Consequently, fracture toughness increased as more BN was added, reaching 4.5 $MPa\sqrt{m}$ at 40 $vol\%$ BN.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1512-1515
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• 1996

Dense $SiC-ZrB_2$ electro-conductive ceramic composites were obtained by hot pressing for high temperature structural application. The influences of the $ZrB_2$ additions an the mechanical and electrical properties of $SiC-ZrB_2$ composites were investigated. Samples were prepared by adding 15, 30, 45 vol.% $ZrB_2$ particles as a second phase to a SiC matrix. Sintering of monolithic SiC and $SiC-ZrB_2$ composites were achieved by hot pressing under a $10^{-4}$ torr vacuum atmosphere from 1000 to $2000^{\circ}C$ with a pressure of 30 MPa and held for 60 minutes at $2000^{\circ}C$. SiC and $SiC-ZrB_2$ samples obtained by hot pressing were fully dense with the relative densities over 99%. Flexural strength and fracture toughness of the samples were improved with the $ZrB_2$ contents. In the case of SiC sample containing 30vol.% $ZrB_2$, the flexural strength and fracture toughness showed 45% and 60% increase, respectively compared to those of monolithic SiC sample. The electrical resistivities of $SiC-ZrB_2$ composites were measured utilizing the four-point probe method and they decreased significantly with Increasing $ZrB_2$ contents. The resistivity of SiC-30vol.% $ZrB_2$ showed $6.50{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$.