• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.388-394
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• 2023

복합재료 제조 시 수지의 함침성을 높이는 것은 제조 공정속도와 제품의 품질을 향상시키는 핵심 방법이다. 수지 개선은 중요하지만, 간단한 섬유 표면 처리로도 수지의 흐름성을 개선할 수 있다. 본 연구에서는 탄소섬유 직물에 다양한 플라즈마 처리 시간을 적용함으로써 수지와 섬유 간의 함침성을 향상하게 하였다. 플라즈마 처리에 따라 변화된 섬유 내 수지의 분산을 평가하기 위해 전기저항 측정법을 사용했다. 섬유 표면처리가 수지 함침성에 미치는 영향을 실시간으로 관찰할 수 있었다. 수지에 탄소섬유 토우를 삽입할 때 토우에 스며든 수지의 양을 측정하여 수지 함침성을 객관적으로 비교하였다. 5분 동안의 플라즈마 처리로 복합재료의 인장과 압축 강도가 50% 이상 향상되었으며, 보이드 함유율을 감소시키고 소화점 임계열류량을 증가시켰다. 마지막으로 건축용 복합재료 부품으로 사용되는 일부분을 활용하여 동적 굴곡피로시험을 실시했고, 3 kN하중 백만 회에도 복합재료 부품은 파손되지 않았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2000년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.3-4
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• 2000

Many researchers are interested in the synthesis and characterization of carbon nitride and diamond-like carbon (DLq because they show excellent mechanical properties such as low friction and high wear resistance and excellent electrical properties such as controllable electical resistivity and good field electron emission. We have deposited amorphous carbon nitride (a-C:N) thin films and DLC thin films by shielded arc ion plating (SAIP) and evaluated the structural and tribological properties. The application of appropriate negative bias on substrates is effective to increase the film hardness and wear resistance. This paper reports on the deposition and tribological OLC films in relation to the substrate bias voltage (Vs). films are compared with those of the OLC films. A high purity sintered graphite target was mounted on a cathode as a carbon source. Nitrogen or argon was introduced into a deposition chamber through each mass flow controller. After the initiation of an arc plasma at 60 A and 1 Pa, the target surface was heated and evaporated by the plasma. Carbon atoms and clusters evaporated from the target were ionized partially and reacted with activated nitrogen species, and a carbon nitride film was deposited onto a Si (100) substrate when we used nitrogen as a reactant gas. The surface of the growing film also reacted with activated nitrogen species. Carbon macropartic1es (0.1 -100 maicro-m) evaporated from the target at the same time were not ionized and did not react fully with nitrogen species. These macroparticles interfered with the formation of the carbon nitride film. Therefore we set a shielding plate made of stainless steel between the target and the substrate to trap the macropartic1es. This shielding method is very effective to prepare smooth a-CN films. We, therefore, call this method "shielded arc ion plating (SAIP)". For the deposition of DLC films we used argon instead of nitrogen. Films of about 150 nm in thickness were deposited onto Si substrates. Their structures, chemical compositions and chemical bonding states were analyzed by using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and infrared spectroscopy. Hardness of the films was measured with a nanointender interfaced with an atomic force microscope (AFM). A Berkovich-type diamond tip whose radius was less than 100 nm was used for the measurement. A force-displacement curve of each film was measured at a peak load force of 250 maicro-N. Load, hold and unload times for each indentation were 2.5, 0 and 2.5 s, respectively. Hardness of each film was determined from five force-displacement curves. Wear resistance of the films was analyzed as follows. First, each film surface was scanned with the diamond tip at a constant load force of 20 maicro-N. The tip scanning was repeated 30 times in a 1 urn-square region with 512 lines at a scanning rate of 2 um/ s. After this tip-scanning, the film surface was observed in the AFM mode at a constant force of 5 maicro-N with the same Berkovich-type tip. The hardness of a-CN films was less dependent on Vs. The hardness of the film deposited at Vs=O V in a nitrogen plasma was about 10 GPa and almost similar to that of Si. It slightly increased to 12 - 15 GPa when a bias voltage of -100 - -500 V was applied to the substrate with showing its maximum at Vs=-300 V. The film deposited at Vs=O V was least wear resistant which was consistent with its lowest hardness. The biased films became more wear resistant. Particularly the film deposited at Vs=-300 V showed remarkable wear resistance. Its wear depth was too shallow to be measured with AFM. On the other hand, the DLC film, deposited at Vs=-l00 V in an argon plasma, whose hardness was 35 GPa was obviously worn under the same wear test conditions. The a-C:N films show higher wear resistance than DLC films and are useful for wear resistant coatings on various mechanical and electronic parts.nic parts.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.473-478
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• 2009

본 연구에서는 비파괴법을 이용하여 압력용기 강 다층용접부에서 채취한 표준 샤르피 시험편의 균열선단에서 형성되는 소성변형 거동을 평가하였다. 모재, 후열처리재 및 용접재를 대상으로 시험편에 기계적인 노치를 가공한 후 예균열(pre-crack)을 낸 다음 4점 굽힘실험과 음향방출(acoustic emission: AE)실험을 동시에 실시하였다. 균열선단은 용접재외 후열처리재의 경우 용융선 근처에 위치하도록 하였다. 하중이 가해짐에 따라 균열선단에서 형성되는 소성영역의 크기는 응력확대계수를 이용하여 구했으며, 각 시험편에 대한 소성역의 크기와 음향방출 특성과의 관계는 축적된 AE 에너지 관점에서 고찰하였다. 시험편에 관계없이 탄성역역에서는 거의 AE신호가 감지되지 않았으며, 대부분의 AE신호는 소성변형 과정에서 발생하였다. 또한, 용접재가 모재와 후열처리재에 비해 AE신호가 훨씬 많이 발생하였다. 모재와 후열처리재 및 용접재의 균열선단에서 소성영역 크기와 축적된 AE에너지와의 관계는 현저히 다르게 나타났으며, 용접재의 AE counts는 모재와 후열처리재에 비해 많이 발생하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.265-274
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• 2018

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선 보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중 은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 아크 축 신장을 고려한 내 평면 좌굴을 등분포 하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.14-34
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• 1985

본(本) 연구(硏究)에서는 국내산(國內産) 미이용(未利用) 활엽수재(闊葉樹材)인 현사시나무의 재질개량(材質改良)을 위한 방안(方案)으로 비닐계 단량체(單量體)인 methylmethacrylate (MMA) 용액(溶液)을 목재내(木材內)로 주입(注入)한 후(後) 가압(加壓) 가열(加熱) 촉매중합법(觸媒重合法)에 의하여 제조(製造)한 목재(木材)-고분자(高分子) 복합체(複合體)(WPC ; wood-polymer composites)와 열압축목재(熱壓縮木材) (Staypak ; heat-stabilized compressed wood)의 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質)과 치수 안정성(安定性)을 조사(調査)하였다. WPC 제조시(製造時) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)을 비교(比較)하기 위하여 침지법(浸漬法)과 진공감압법(眞空減壓法)을 실시(實施)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 목재내(木材內) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)은 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 비(比)해 약(約) 2배(培)의 효과(效果)가 있었다. 2. 목재내(木材內)로 주입(注入)된 단량체(單量體)는 WPC 제조시(製造時) 약(約) 절반가량 중합(重合)되었다. 3. 제조(製造)된 WPC의 치수 안정효과(安定效果)의 측정결과(測定結果), 반경방향(半徑方向)에서의 항수축율(抗收縮率) 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)에서의 항수축율(抗收縮率)은 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)이 17.18~40.14%였다. 흡수감소율(吸收減少率)은 8.19~15.5%로 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC보다 효과(效果)가 좋았다. 4. 휨강도(强度) 시험시(試險時) 하중(荷重)을 가(加)하는 방향(方向)을 달리하였을 때 반경방향(半徑方向)으로 하중(荷重)을 가(加)한 경우(境遇)가 접선방향(接線方向)에 비(比)해 높은 강도치(强度値)를 나타내었다. 5. Staypak 및 WPC는 소재(素材)에 비(比)해 횡압축강도(橫壓縮强度)가 70~90% 향상(向上)되었으며, 종압축강도(從壓縮强度)는 10~30% 증가(增加)되었다. 6. Staypak의 비중(比重)은 0.66, 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC는 0.61, 진공감압법(眞空減壓法)에 의(依)한 WPC의 비중(比重)은 0.62, 소재(素材)는 0.44였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.781-788
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• 2013

엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포 계산은 엔진 전체 구조안정성 평가시 열응력에 의한 변형을 고려하기 위해 필수적으로 수행된다. 최근 박용 및 발전용 중속엔진은 압축비 및 출력이 증대 되어 설계되고 있는 추세여서 증가된 연소실 열부하에 의한 영향을 고려하기 위해 열전달 해석의 높은 정확도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 엔진 설계시 실린더 주요 부품의 온도 분포를 계산하고 계산된 온도 수준이 설계기준에 만족하는지를 정확히 평가 하기 위한 열전달 해석 프로세스를 정립하였다. 각 주요 열부하 영역의 경계조건 설정 과정을 1 차원 엔진 성능해석 및 3 차원 열유동 해석을 통하여 산출하여 적용하였으며 해석 결과는 해당엔진 모델의 프로토 타입엔진 주요 부품 온도를 계측하여 검증하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제45권2호
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• pp.263-273
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• 2007

Statement of problem: Alteration of tooth function is assumed to be changed by stress/strain on the adjacent alveolar bone, producing changes in morphology similar to those described for other load-bearing bones. When teeth are removed, opposing teeth will not be functioned. When edentulous area is restored by implant prostheses, opposing teeth will be received physiologic mechanical stimuli. Purpose: The aim of this study was to evaluate the bone changes around the teeth opposing implant restoration installed mandibular posterior area. Material and method: Eight patients who had mandibular posterior edentulous area were treated with implants. Radiographs of the opposing teeth were taken at implant prostheses delivery(baseline), 3 months, and 6 months later. Customized film holding device was fabricated to standardize the projection geometry for serial radiographs of opposing teeth. Direct digital image was obtained. Gray values of region of interest at each digital image were measured and compared according to time lapse. Repeated measured analysis of variance and post-hoc Scheffe's test were performed at the 95% significance level. Results: Alveolar bone changes around the natural teeth opposing the posterior implant in mandible showed statistically significant difference compared to control group(P<0.05). And gray values of alveolar bone around the teeth opposing implants were increased. There were no statistically significant differences of alveolar bone changes between crestal group and middle group and between mesial group and distal group according to time lapse(P>0.05). There were no statistically significant differences of alveolar bone changes among mesial-crestal group, mesial-middle group, distal-crestal group, distal-middle group, and control group(P>0.05). Conclusion: Alveolar bone around the natural teeth opposing the implant prosthesis showed gradual bony apposition.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제52권4호
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• pp.281-287
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• 2012

Objective : To evaluate the effect of calcium supplementation on spinal bone fusion in ovariectomized (OVX) rats. Methods : Sixteen female Sprague Dawley rats underwent bilateral ovariectomy at 12 weeks of age to induce osteoporosis and were randomly assigned to two groups : control group (n=8) and calcium-supplemented group (OVX-Ca, n=8). Autologous spinal bone fusion surgery was performed on both groups 8 weeks later. After fusion surgery, the OVX-Ca group was supplemented with calcium in drinking water for 8 weeks. Blood was obtained 4 and 8 weeks after fusion surgery. Eight weeks after fusion surgery, the rats were euthanized and the L4-5 spine removed. Bone fusion status and fusion volume were evaluated by manual palpation and three-dimensional computed tomography. Results : The mean fusion volume in the L4-5 spine was significantly greater in the OVX-Ca group ($71.80{\pm}8.06mm^3$) than in controls ($35.34{\pm}8.24mm^3$) (p<0.01). The level of osteocalcin, a bone formation marker, was higher in OVX-Ca rats than in controls 4 weeks ($610.08{\pm}10.41$ vs. $551.61{\pm}12.34$ ng/mL) and 8 weeks ($552.05{\pm}19.67$ vs. $502.98{\pm}22.76$ ng/mL) after fusion surgery (p<0.05). The level of C-terminal telopeptide fragment of type I collagen, a bone resorption marker, was significantly lower in OVX-Ca rats than in controls 4 weeks ($77.07{\pm}12.57$ vs. $101.75{\pm}7.20$ ng/mL) and 8 weeks ($69.58{\pm}2.45$ vs. $77.15{\pm}4.10$ ng/mL) after fusion surgery (p<0.05). A mechanical strength test showed that the L4-5 vertebrae in the OVX-Ca group withstood a 50% higher maximal load compared with the controls (p<0.01). Conclusion : Dietary calcium given to OVX rats after lumbar fusion surgery improved fusion volume and mechanical strength in an ovariectomized rat model.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.300-306
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• 2017

본 연구는 상업용 글라스아이오노머 시멘트(GIC) 분말에 기능화 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 첨가하여 항균효과와 기계적 성질을 개선하고자 하였다. MWCNT를 기존의 GIC 분말에 0.125, 0.25, 0.5와 1.0 wt%를 첨가하여 조성하였다. 비커스 경도(VHN)는 (Ø$10mm{\times}2mm$) 각각 4개의 시편을 제작하여 증류수에 1일, 7일, 14일 보관 후 200 N 하중에서 20초 유지시간으로 경도를 측정하였으며 항균효과는 S. mutans와 S. aureus균주를 아가 디스크 확산법으로 억제대를 측정하여 평가하였다. 실험 결과 비커스 경도는 MWCNT를 첨가한 실험군에서 높은값을 보였으며 MWCNT를 첨가한 모든 실험군에서 침전시간이 증가할수록 유의하게 높은 경도값을 보였다(p<0.05). 항균실험은 S. mutans균에서 다소 높은 항균효과를 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으며, S. aureus균은 MWCNT를 0.25 wt%첨가한 군에서 통계적으로 유의한 차이점을 보였다(p<0.05). 이상의 결과로 MWCNT를 첨가한 GIC는 항균효과와 기계적 성질에 효과가 있음을 입증하였다. 추후 MWCNT의 효율적인 기능화 처리에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권4호
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• pp.335-342
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• 2011

비산회를 첨가한 폐 PE의 직접적인 재활용 및 용도 개발을 위하여 재생 폴리에틸렌 수지와 순수 HDPE를 기본으로 비산회(fly ash)와 블렌드하여 비산회/재생 PE 복합재료를 치합형 동방향 회전 이축 압출기(fully intermeshing co-rotating twin screw extruder)를 이용하여 각 조성별로 제조하였다. 본 연구에서는 플라스틱 수지(재생 PE, HDPE)와 비산회의 혼합비를 (0~40) wt.%로 하였고 비산회의 함량 변화에 따른 물성을 비교하였다. 세 종류의 PE 모두 비산회 함량이 증가할수록 항복인장강도가 감소하고, 파단신율이 감소한다. 내마모성 시험 결과는 사포 거칠기가 증가할수록 내마모성이 떨어지고 거칠기가 감소할수록 충전제의 함량에 따라 내마모성이 증가한다. Notched Constant Ligament Stress 시험에서는 신재 PE와 재생 PE의 경우 하중의 변화에 따라 파괴 시간이 짧아지는 결과를 나타냈고, 비산회가 혼합된 KRPE 복합체는 신재 PE, 폐 PE 그리고 신재 PE 복합체 및 JRPE 복합체와 비교할 때 상대적인 파괴 시간은 짧게 나타나지만 매설용 구조물에 대한 한국산업표준에서 정하는 20% 노치 깊이, 15%의 하중에서 24시간 이상의 저속 균열저항성을 나타내어 지하매설용 구조체로서 하수 이음관/받침대와 옥외구조물로서 가로수 보호의자와 같은 구조물에 적용할 수 있을 것으로 판단한다.