• Steel and Composite Structures
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• 제33권6호
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• pp.837-847
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• 2019

A type of hybrid core made up of thin-walled square carbon fiber reinforced polymer (CFRP) honeycomb and Polymethacrylimide (PMI) foam fillers was proposed and prepared. Numerical model of the core under quasi static compression was established and validated by corresponding experimental results. The compressive properties of the core with different configurations were analyzed through numerical simulations. The effect of the geometrical parameters and foam fillers on the compressive response and energy absorption of the core were analyzed. The results show that the PMI foam fillers can significantly improve the compressive strength and energy absorption capacity of the square CFRP honeycomb. The geometrical parameters have marked effects on the compressive properties of the core. The research can give a reference for the application of PMI foam materials in energy absorbing structures and guide the design and optimization of lightweight and energy efficient cores of sandwiches.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제5C권4호
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• pp.165-170
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• 2005

A series of inorganic-organic hybrid membranes were prepared with a systematic variation of titanium dioxide nanoparticle content. Their water uptake, methanol permeability and proton conductivity as a function of temperature were investigated. The results obtained show that the inorganic oxide network decreases the proton conductivity and water swelling. It is also found that increase in inorganic oxide content leads to decrease of methanol permeability. In terms of the morphology, membranes are homogeneous and exhibit good adhesion between inorganic domains and the polymer matrix. The properties of the composite membranes are compared with the standard nafion membrane.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권3호
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• pp.293-304
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• 2019

In this paper, a general model is developed to predict the distribution of interfacial shear and normal stresses of FG beam reinforced by porous FGM plates under mechanical loading. The beam is assumed to be isotropic with a constant Poisson's ratio and power law elastic modulus through the beam thickness. Stress distributions, depending on an inhomogeneity constant, were calculated and presented in graphicals forms. It is shown that both the normal and shear stresses at the interface are influenced by the material and geometry parameters of the composite beam, and it is shown that the inhomogeneities play an important role in the distribution of interfacial stresses. The results presented in the paper can serve as a benchmark for future analyses of functionally graded beams strengthened by imperfect varying properties plates. Numerical comparisons between the existing solutions and the present new solution enable a clear appreciation of the effects of various parameters. The results of this study indicated that the imperfect functionally graded panel strengthening systems are effective in enhancing flexural behavior of the strengthened FGM beams. This research is helpful in understanding the mechanical behaviour of the interface and design of hybrid structures.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.441-447
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• 2023

최근 경량 소재에 대한 수요 증가로 기존 금속과 복합재간 접합 관심이 지대하다. 리벳팅과 같은 볼트 체결인 기계적 결합의 경우 응력 집중, 균열 및 박리가 발생함에 따라 접착제를 사용한 화학적 결합이 주목받고 있다. 본 논문에서는 접착제의 접합강도 향상을 위해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행하였으며, 이에 대한 접착특성을 평가하고자 한다. 접합강도 실험을 위해 흔히 자동차용 소재로 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP), CR340(Steel)과 Al6061(Aluminum)을 실험 소재로 선정해 레이저 및 플라즈마 표면처리를 진행 후 단축전단강도를 측정하였다. 플라즈마 표면처리 후 CFRP-CR340 및 CFRP-Al6061 이종소재 시편에서 각각 접합강도가 7.3% 및 39.2% 향상되었다. CR340-Al6061 시편은 레이저 표면처리에서 기준 시편대비 56.2% 증가하였다. 플라즈마 표면처리 후 표면자유에너지(SFE)가 향상되었는데 이는 화학반응 메커니즘을 통해 손상을 최소화해 접합강도 향상을 나타낸 것으로 사료된다. 레이저 표면처리는 물리적 표면처리로 거친 접합 표면 생성으로 인해 mechanical interlocking 효과로 인해 접착 강도가 향상된 것으로 사료된다. 본 연구를 토대로 실제 구조물 파손의 대표적인 원인인 피로파손을 예방하기 위해 장기 피로시험을 진행 할 예정이다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제34권2호
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• pp.145-153
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• 2009

본 연구에서는 측정장치의 compliance유무가 복합레진의 중합수축응력 측정에 미치는 영향을 알아보았다. 변위센서, cantilever load cell과 부궤환 (negative feedback) 시스템을 적용하여 compliance를 허용하는 것과 허용하지 않는 두 가지 모드로 중합수축응력의 측정이 가능한 stress-strain analyzer를 제작하였다. 한 종의 flowable (Filtek Flow: FF) 복합레진과 두 종의 universal hybrid (Z100: Z1 and Z250: Z2) 복합레진이 사용되었다. Load cell의 끝과 base plate에 고정된 직경 3.0 mm의 금속 막대에 silane을 처리하였다. 1.0 mm의 거리로 고정한 두 개의 금속 막대 사이 에 복합레진을 적용한 후 광중합을 하였다. 복합레진의 수직 중합수축률과 중합수축응력을 10 분 동안 기록하였고 인장탄성계수도 구하였다. 통계처리는 일원분산분석과 paired t-test를 시행하였고 95% 유의수준에서 Tukey's test로 사후 검정하였다. 측정된 중합수축 응력은 재료와 compliance의 유무에 따라 큰 차이를 보였다. Compliance를 허용한 모드에서 중합수축응력은 FF: 3.11 (0.13)이 가장 컸으며 Z1: 2.91 (0.10), Z2: 1.94 (0.09) Mpa의 순서였다. 측정장치의 compliance를 허용하지 않은 경우에는 Z1 17.08 (0.89)이 가장 컸고 FF: 10.11 (0.29), Z2: 9.46 (1.63) MPa의 순이었다. 또한 Z1, Z2, FF의 인장탄성계수는 각각 2.31 (0.18), 2.05 (0.20), 1.41 (0.11) GPa 이었다. 중합수축응력은 compliance mode에서는 복합레진의 수직 중합수축률이 주요 영향 요인이었으며, compliance를 배제한 모드에서는 탄성계수의 효과가 지배적이었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제28권2호
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• pp.134-145
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• 2003

Mechanical properties and microleakage of two composites [conventional hybrid type DenFil (VERICOM Co., Anyang, Korea) / micro matrix hybrid type Esthet X (Dentsply Caulk, Milford, DE, U.S.A.)] were evaluated to assess whether variable light intensity curing is better than conventional curing technique. Curing was done for 40 seconds in two ways of 2 step soft-start technique and 5 step ramping technique. Three kinds of light intensities of 50, 100, $200{\;}mW/\textrm{cm}^2$ were initially used for 10, 20, 30 seconds each and the maximum intensity of $600 {\;}mW/\textrm{cm}^2$ was used for the rest of curing time in a soft-start curing tech nique. In a ramping technique, curing was done with the same initial intensities and the light intensity was increased 5 times with the same rate to the maximum intensity of $600{\;}mW/\textrm{cm}^2$. After determining conditions that showed no different mechanical properties with conventional technique, Esthet X composite was filled in a class V cavity, which dimension was $4{\times}3{\times}1.5{\;}mm$ and cured under those conditions. Microleakage was evaluated in two ways of dye penetration and maximum gap estimation through SEM observation. ANOVA and Spearman's rho test were used to confirm any statistical significance among groups. The results were as follows : 1 Several curing conditions of variable light intensities resulted in the similar mechanical properties with a conventional continuous curing technique, except conditions that start curing with an initial light intensity of $50{\;}mW/\textrm{cm}^2$. 2. Conventional and ramping techniques were better than soft-start technique in mechanical properties of microhardness and compressive strength. 3. Soft-start group that started curing with an initial light intensity of $100{\;}mW/\textrm{cm}^2$ for 10 seconds showed the least dye penetration. Soft-start group that started curing with an initial light intensity of $200{\;}mW/\textrm{cm}^2$ for 10 seconds showed the smallest marginal gap, if there was no difference among groups. 4. Soft-start technique resulted in better dye-proof margin than conventional technique(p=0.014) and ramping technique(p = 0.002). 5. There was a very low relationship(p=0.157) between the methods of dye penetration and marginal gap determination through SEM evaluation. From the results of this study, it was revealed that ramping technique would be better than conventional technique in mechanical properties, however, soft-start technique might be better than conventional one in microleakage. It was concluded that much endeavor should be made to find out the curing conditions, which have advantages of both aspects or to solve these kinds of problems through a novel idea of polymerization.

• 대한소아치과학회지
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• 제31권3호
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• pp.516-526
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• 2004

심미적인 재료로 널리 사용되고 있는 복합레진은 중합과정에서 발생하는 수축으로 인해 여러 임상적 문제를 유발할 수 있다. 중합수축을 최소화하기 위한 방법의 하나로 복합레진의 성분을 변화시키는 방법이 연구되어 왔다. 본 연구의 목적은 기질조성의 변화를 통한 중합수축의 감소를 위해 최근 개발된 복합레진과 나노필러를 이용한 복합레진을 대상으로 중합과정에서 발생하는 수축량 및 수축응력을 측정하고 각 재료의 압축강도와 미세경도를 측정한 다음 그 결과들을 기존의 복합레진과 종합적으로 비교하여 평가해 보고자 하는 것이었다. 시편은 각 군당 20개씩 준비하였으며 실험에 사용된 복합레진으로는 Bis-GMA 기질에 TEGDMA와 UDMA를 혼합한 $Denfil^{TM}$(Vericom, 한국) $0.4-0.7{\mu}m$의 필러를 기준으로 나노필러를 첨가한 $Charmfil^{(R)}$(Dentkist, 한국), 기질의 TEGDMA의 상당부분을 UDMA와 Bis-EMA(6)로 대체한 $Filtek^{TM}$ Z250(3M-ESPE, USA), 그리고 나노필러만을 이용한 $Filtek^{TM}$ Supreme(3M-ESPE, USA)를 선정하였으며, 광중합기인 Curing Light 2500(3M, USA)를 이용하여 각각 40초간 광조사하였다. 광조사 후 1초 간격으로 10분간 수축응력과 선 수축률을 스트레인 게이지를 이용하여 측정한 다음 그래프로 분석하였고, 중합 1분 후와 10분 후의 수축응력과 선 수축률을 통계분석하였다. 또한 만능시험기와 미세경도기를 이용하여 중합 24시간 후 각 군의 압축강도와 미세경도를 측정하여 통계분석하였다. 수축응력 양상을 관찰해 본 결과 각 군에서 모두 중합 초기에 일시적인 재료의 팽창을 나타내었고, 그 후 수축응력이 약 1분간 급격히 증가한 다음 서서히 증가속도가 감소하는 양상을 보였다. 1분 후에서는 각 군간에 통계학적 유의성은 없었다. 10분 후에서는 IV군과 II군간에 유의한 차이가 존재하였다(p<.05). 1분간 측정한 회귀분석에서는 III군의 기울기가 가장 적었고, II군 I군, IV군의 순이었다. 중합수축률 측정 실험에서는 중합 초기의 일시적 인 팽창과 약 1분간의 급격한 수축 증가를 나타내었고 그 후 서서히 증가속도가 감소하는 양상을 보였다. 1분 후에서는 IV군과 III군간에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 10분후에서는 IV군이 I군과 III군에서 유의 한 차이가 있었으며 II군과 III군간에도 유의한 차이가 있었다(p<.05). 1분간 측정한 회귀분석에서는 II군의 기울기가 가장 적었으며, IV군, III군, I군의 순이었다. 압축강도 실험에서는 III군, II군, IV군, I군의 순으로 높게 나타났으며, III군이 IV군과 I군에 유의한 차이가 있었다(p<.05). 미세경도 실험에서는 모든 군에서 상면에 비해 하면의 미세경도가 통계학적으로 유의차 있게 낮은 것으로 나타났다(p<.05). 이상의 결과를 종합하여 볼 때, hybrid 필러를 이용한 레진에서 상대적으로 낮은 수축률과 우수한 물성을 보였으며, 나노필러를 사용한 복합레진의 경우, 기존의 hybrid 필러를 이용한 레진에 비하여 수축응력을 감소시키지는 못하였다. 나노필러를 이용한 복합레진은 개발의 초기단계이며, 물성의 증가를 위한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권2호
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• pp.142-149
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• 2002

Low-viscosity composite resins may produce better sealed margins than stiffer compositions (KempScholte and Davidson, 1988: Crim, 1989). Plowable composites have been recommended for use in Class V cavities but it is also controversial because of its high rates of shrinkage. On the other hand, in the study comparing elastic moduli and leakage, the microfill had the least leakage (Rundle et at. 1997) Furthermore, in the 1996 survey of the Reality Editorial Team, microfills were the clear choice for abfraction lesions. The purpose of this study was to evaluate the microleakage of 6 compostite resins (2 hybrids, 2 microfills, and 2 flowable composites) with and without load cycling. Notch-shaped Class V cavities were prepared on buccal surface of 180 extracted human upper premolars on cementum margin. The teeth were randomly divided into non-load cycling group (group 1) and load cycling group (group 2) of 90 teeth each. The experimental teeth of each group were randomly divided into 6 subgroups of 15 samples. All preparations were etched, and Single bond was applied. Preparations were restored with the following materials (n=15) : hybrid composite resin [Z250(3M Dental Products Inc. St. Paul, USA), Denfil(Vericom, Ahnyang, Korea)], microfill [Heliomolar RO(Vivadent, Schaan, Liechtenstein), Micronew(Bisco Inc. Schaumburg, IL, USA)], and flowable composite［AeliteFlo(Bisco Inc. Schaumburg, IL, USA), Revolution(Kerr Corp. Orange, CA, USA)]. Teeth of group 2 were subjected to occlusal load (100N for 50,000 cycles) using chewing simulator(MTS 858 Mini Bionix II system, MTS Systems Corp. Minn. USA). All samples were coated with nail polish 1mm short of the restoration, placed in 2％ methylene blue for 24 hours, and sectioned with a diamond wheel. Enamel and dentin/cementum margins were analyzed for microleakage on a sclale of 0 (no leakage) to 3 (3/3 of wall). Results were statistically analyzed by Kruscal-Wallis One way analysis, Mann-Whitney U-test, and Student-Newmann-Keuls method. (p = 0.05) Results : 1. There was significantly less microleage in enamel margins than dentinal margins of all groups (p＜0.05) 2. There was no significant between six composite resin in enamel margin of group 1. 3. In dentin margin of group 1, flowable composite had more microleakage than others but not of significant differences. 4. there was no significant difference between six composite resin in enamel margin of group 2. 5. In dentin margin of group 2, the microleakage were R＞A =H=M＞D＞Z. But there was no significant differences. 6. In enamel margins, load cycling did not affect the marginal microleakage in significant degree. 7. In enamel margins, load cycling did affect the marginal microleakage only in Revolution. (p＜0.05).

• 구강회복응용과학지
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• 제39권4호
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• pp.195-203
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• 2023

목적: 본 연구는 서로 다른 필러를 가지는 복합레진에서 표면 연마 정도에 따라 수종의 레진 표면 강화제(Surface sealant)를 도포했을 때 복합레진의 거칠기에 미치는 영향에 대해 연구해 보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 미세입자형 복합레진(Metafil CX, Sun Medical Co.)과 혼합형 복합레진(Aelite^TM LS posterior, Bisco)을 사용하여 직경 8 mm, 높이 4 mm의 시편을 레진당 60개씩 제작하고, 3개 군으로 나누어 주수 하에 600, 1000, 2000 grit 사포(Tamiya finishing abrasives, Tamiya Inc.)로 연마하였다. 연마된 표면의 표면 조도(Ra)값은 Surface Roughness Tester (SJ-301, Mytutoyo)를 이용해 측정하였으며 연마된 각 시편에 레진 표면 강화제인 BisCover^TM LV (Bisco), Optiguard^® (Kerr), and Seal-n-Shine^TM (Pulpdent)를 각각 제조사의 지시에 따라 도포하였다. 레진 표면 강화제 처리 전과 후에 시편의 표면 조도를 측정하였으며 주사전자현미경(JSM-7500, JEOL)과 원자현미경(MultiMode IV, Veeco Instruments)으로 관찰하였다. 결과: 600 grit 사포로 연마한 후 레진 표면 강화제를 처리한 군은 도포 전보다 더 낮은 표면 조도(Ra)값을 보였으나(P < 0.05), 1000, 2000 grit으로 연마한 군에서는 도포 전 후 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 레진 표면 강화제 제품 간 뚜렷한 거칠기 차이는 나타나지 않았다. SEM과 AFM으로 시편을 관찰 시 마무리와 연마 후 레진 표면에 형성된 미세한 결함이 레진 표면 강화제를 처리한 후 현저히 줄어드는 양상을 보였다. 결론: 본 연구 결과, 마무리와 연마 후 복합레진 표면이 거친 경우에는 레진 표면 강화제의 도포가 미세한 결함을 채워서 거칠기에 영향을 줄 수 있지만 복합레진 표면의 연마 상태가 우수한 경우 레진 표면 강화제의 도포가 거칠기에 크게 영향을 주지 않음을 보여준다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.75-84
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• 2003

본 연구의 목적은 가압주조법에 의해 제조된 Saffil/Al, Saffil/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al, Saffil/SiC/Al 과 같은 혼합금속 복합재료의 마모 물성을 조사하고자 하는 것이다. 마모 시험은 건조와 윤활상태 하에서 pin-on-disk 형태의 마모 시험기로 수행되었다. 세가지 금속복합재료의 마모 물성시험에서 Saffil섬유, $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$입자, SiC입자의 효과들을 조사하였다. 마모 메커니즘은 복합재료의 마모된 표면들을 관찰하여 분석하였다. 마모과정 동안 마찰계수(COF)의 변화는 컴퓨터에서 자동적으로 기록되었으며, 건조 조건에서 Saffi1/SiC/Al은 고온과 높은 하중 하에서 가장 좋은 마모 저항을 보여주었다. 한편 Saffil/ Al과 Saffi1/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al의 마모 저항은 비슷한 결과를 보였다. 건조조건에서 적당한 하중과 상온에서 지배적인 마모 메커니즘은 연삭 마모이며, 하중이나 온도가 증가함에 따라 응착마모로 변화되며, 고온에서는 융착마모를 나타내었다. 건조 상태에서 세가지 복합재료를 비교시 액체 파라핀에 의한 윤활시험시 마모 특성이 가장 좋은 결과를 나타내었다. 윤활조건에서는 Saffil/Al복합재료가 가장 좋은 마모 저항성을 보였으며, 이 경우 마찰계수도 가장 작게 나타났다. 윤활 조건에서 금속복합재료의 주요 마모 메커니즘은 microploughing 이었으나, microcracking 역시 다른 정도에서는 미소 균열도 발생한다.