• 제목/요약/키워드: Metal composite

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유한요소법을 이용한 복합재료의 충격에 관한 해석 (Analysis on the Impact of Composite by Using FEM)

  • 김성수;김영춘;홍순직;국정한;김세환;조재웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.542-547
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    • 2013
  • 본 연구에서는 알루미늄 폼 코어 복합재료의 기계적 성질을 시뮬레이션 해석을 통하여 고찰하였다. 시험편 모델에는 50J, 70J, 100J의 충격에너지를 가하였다. 50J, 70J 및 100J의 충격에너지에 대해서는 각각 3.4 ms, 3.2 ms 및 3.2 ms의 시점에서 최대하중이 발생하였다. 50J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 복합재료의 상부 면재를 뚫고, 심재까지 손상을 입혔다. 그러나 하부 면재까지는 손상이 없이 그대로이었고 52 J의 에너지가 발생하였다. 70J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 상부 면재를 관통한 후 하부 면재까지 손상을 주었고 65 J의 에너지가 발생하였다. 100J의 충격에너지를 가한 경우는 스트라이커가 면재와 심재를 완전히 관통하여 손상을 주었다. 스트라이커가 상부 면재를 관통하는 시점에서는 최대하중이 되고 그 후로는 하중이 급격히 감소하다가 하부 면재에 도달할 때에 다시 급격히 증가하고 있다가 감소하였고 95 J의 에너지가 발생하였다.

고전기장을 이용한 도전성 탄소섬유/폴리에틸렌 복합필름의 제조 및 특성 연구 : 고분자 점착하층의 영향 (Fabrication and Properties of Conductive Carbon Fiber/Polyethylene Composite Films Fabricated under High Intensity Electric Fields : Effect of Polymer Sublayer)

  • 박민;김준경;임순호;고문배;최철림;;방효재;이광희
    • 폴리머
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    • 제24권2호
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    • pp.268-275
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    • 2000
  • 고전기장을 이용하여 제조한 도전성 탄소섬유/폴리에틸렌 복합필름에 있어서 고분자 점착하층의 두께가 제조된 필름의 체적비저항과 인장강도에 미치는 효과에 대하여 연구하였다. 탄소섬유(CF) 함량과 CF 층밀도에 따라 제조된 필름의 체적비저항과 인장강도의 점착하층에 대한 의존성의 양상은 복잡하게 나타났다. 이는 점착하층의 증가에 따라서 필름 하층면에 중심부나 위쪽에 비하여 CF 농도가 낮은 절연성 고분자층의 두에가 증가하고 필름 상층면 근처에서는 CF의 함침에 필요한 고분자 매트릭스의 양이 적어져 매트릭스 함침이 불충분하여 기공이 포함된 구조를 형성시키는 효과와 증가된 매트릭스의 유동성을 바탕으로 CF 분산성이 향상되고 동시에 보다 치밀한 구조가 형성되는 두 가지 상반되는 효과의 상대적 기여 정도의 차이를 통하여 설명할 수 있었다. 이들 결과는 전자파 차폐용 고도전성 고분자 차폐필름의 제조에 있어서 전기적 성질과 기계적 성질의 최적화하는데 중요하다.

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무전해 니켈 도금된 폴리스티렌 복합 입자 제조 및 도금 조건의 영향 (Preparation of Composite Particles via Electroless Nickel Plating on Polystyrene Microspheres and Effect of Plating Conditions)

  • 김병철;박진홍;이성재
    • 폴리머
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    • 제34권1호
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    • pp.25-31
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    • 2010
  • 무전해 니켈 도금법을 사용하여 단분산 폴리스티렌 입자 표면에 니켈이 도금된 고분자 코어/금속 쉘의 복합 입자를 제조하였다. 단분산 입자는 분산중합으로 제조하였는데 사용한 분산매질의 종류에 따라 다양한 크기의 단분산 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있었다. 그 중 직경 $3.4\;{\mu}m$ 크기의 단분산 폴리스티렌 입자를 선택하여 무전해 니켈 도금을 시도하였다. 니켈 도금에 영향을 미치는 도금 조건을 파악하기 위하여 활성화제인 $PdCl_2$의 농도, 착화제인 glycine의 농도와 니켈 도금액의 투여 시간에 따른 니켈 도금된 폴리스티렌 복합 입자의 모폴로지를 관찰하였다. 본 연구조건하에서는 $PdCl_2$의 농도 0.4 g/L, glycine 농도 1 M 이상인 경우 폴리스티렌 입자 위에 균일한 두께의 니켈층을 형성하였고 석출되는 니켈도 적었다. 도금 시간 2 시간 중에서 동일양의 도금액을 투여 속도를 달리하며 도금한 경우 모폴로지 상의 뚜렷한 차이는 없었으나 0.15 mL/min 속도로 1시간 동안 투여한 경우가 상대적으로 균일한 도금 특성을 보여 주었다.

강화형 치관용 복합레진의 인장강도에 관한 연구 (A STUDY ON THE TENSILE STRENGTH OF REINFORCED VENEERING COMPOSITE RESINS FOR CROWN)

  • 안승근;강동완
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.226-241
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    • 2000
  • Recently a new generation of crown and bridge veneering resins containing submicron glass fillers was introduced. These ultrasmall particle hybrid composite materials distinguish themselves, compared with conventional microfill crown and bridge resins, through improved mechanical properties. It is claimed that these composites are suitable for metal free crowns and even bridges using fiber reinforcement. The purpose of this study was to evaluate the effect of thermal cycling on the tensile strength of the following veneering composites: Artglass(Heraeus Kulzer Co., Wehrheim, Germany), Estonia(Kuraray Co.. Japan), Sculpture(Jeneric Pentron Co., Wallingford, U.S.A.), and Targis(Ivoclar Co., Schaan Liechenstein). According to manufacturer's instructions, rectangular tensile test specimens measuring $1.5{\times}2.0{\times}4.5mm$ were made using a teflon mold. Whole specimens were divided into two groups. One group was dried in a desiccator at $25^{\circ}C$ for 10 days, and another group was subjected to thermal cycling($10,000{\times}$) in water($5/55^{\circ}C$). All test specimens were placed in a universal testing machine and loaded until fracture with a crosshead speed of 0.5mm/min. Weibull analysis and Tukey's test were used to analyze the data. The fracture surfaces of specimens were observed in SEM and the aliphatic C=C absorbance peak of Estenia and Targis resin was analyzed using Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy. Within the limitations imposed in this study, the following conclusions can be drawn: 1. Both in drying condition and thermal cycling condition, the highest tensile strength was observed in Estenia testing group(p<0.05). 2. The strength data were at to single-mode Weibull distribution, and the Weibull modulus of all veneering composite resin specimens increased after thermal cycling treatment. 3. After thermal cycling test, the highest tensile strength was observed in the Estenia group, and the lowest value was observed in the Targis group. The tensile strength values showed the significant differences between each group(p<0.05) 4. The aliphatic C=C absorbance peak of Estonia and Targis resin was decreased after light curing, and there was no distinct change after thermal cycling.

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미세먼지 저감을 위한 특허기술들 (Patent Technologies for Reducing Micro-Dust)

  • 조태준;김태수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.9-14
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    • 2020
  • 필터가 장착 된 먼지 감소 팬을 포함하여 새로운 유형의 Composite Cyclone Scrubber를 개발하고, 목표 설치 및 유지 보수 비용에 대해서는 기존 도로 오염 저감 시스템 대비 64 %의 투자비 절감 (61 억 원 vs. 170 억 원), 기존 도로 오염 저감 조치 (72.6 억 원) 대비 사회적 비용편익이 43 % 증가, 50.8 억 원)가 예측되고 있다. 장치의 구성은 송풍기 형 나선형 가이드 베인이며, 분사 압력은 미세먼지를 포집한다. 분사 각도 및 접촉 범위가 다양한 노즐, 스프레이 액체 등과 순환 수를 이용한 스프레이이며, 분사 된 물이 Guide Vane과 45도 각도로 충돌로 인해 오염된 가스를 만나기 때문에 41.4 % 더 많은 미세 먼지를 포집한다. 이는 기존의 집진기보다 141 % 증가한 것이다. 포집 액체, 순환 빗물 및 우물 공급원과 관련하여 우리는 특허에서 막대한 양의 에너지와 경제적으로 절약되는 친환경 시스템을 기대한다. 가이드 베인 및 금속 필터는 90 % 이상의 미세 먼지를 줄였으며, 분무 된 물은 베인과 필터를 청소하여 유지 관리 예산을 최소화했다. 개발 된 설계의 예비 평가를 통해 특징적인 물분사로 인하여 유지 보수 예산을 줄일 수 있다.

합성무기복합체 조성변화에 따른 모의 LiCl 염폐기물의 탈염소화/고형화 (Dechlorination/Solidification of LiCl Waste by Using a Synthetic Inorganic Composite with Different Compositions)

  • 김나영;조인학;박환서;안도희
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.211-221
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    • 2016
  • 파이로 공정에서 발생되는 염폐기물은 휘발성이 높아 고온공정에 적용하기 어려우며, 폐기물내에 존재하는 염소로 인해, 전통적인 유리매질에 대한 상용성이 낮은 특성을 가지고 있어, 새로운 고화방법이 필요하다. KAERI에서는 탈염소화법을 이용하여 염소를 탈리하고, 일반적인 유리매질에 고화하는 연구방법을 제안하였다. 본 연구에서는 기존의 탈염소화법에 사용된 합성무기복합체(SAP, $SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$)에 첨가물로서, $Fe_2O_3$$B_2O_3$를 부가하여 5성분계의 복합체를 제조하고, 조성에 따른 탈염소화반응 및 고화체의 특성을 조사하였다. 탈염소화 반응은 조성에 따른 생성물의 변화 경향은 크지 않았으며, 유사한 반응메커니즘으로 주어진 시간 내에 반응이 진행되는 것으로 나타났다. Si-rich phase와 P-rich phase를 화학적으로 연결시켜주는 $Al_2O_3$$B_2O_3$의 함량이 높은 경우에는 고화체내 상분리의 정도는 상대적으로 낮게 나타나며, 구성원소의 분포가 보다 균일한 형태를 보였다. PCT-A 침출시험법을 통한 조성에 따른 내구성의 평가결과, 기준조성을 벗어나는 경우에는 내침출성이 낮게 나타났으나, EA glass(Environmental Assessment glass)의 값보다는 우수한 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 부터, 주어진 적정 Si와 P의 조성분율하에서, Al과 B의 함량변화는 고화체의 미세구조와 내침출성에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었으며, 미세구조와 내침출성의 연관관계에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

EDTA와 붕산 혼합용출제를 이용한 중금속으로 오염된 토양의 처리에 관한 연구(II): 카드뮴 및 크롬 (A Study of Heavy Metal-Contaminated Soil Remediation with a EDTA and Boric acid Composite(II): Cd and Cr)

  • 이종열;김용수;권영호;공성호;박신영;이창환;성혜련
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권4호
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    • pp.8-14
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    • 2004
  • 카드뮴과 크롬으로 오염된 토양에 EDTA 와 붕산 혼합용출제를 주입하는 토양수세법(Soil flushing)을 적용 시 최적운전조건을 결정하기 위해서 여러 가지 반응조건에서 카드뮴과 크롬의 제거효율을 측정하였다. 카드뮴의 제거효율은 EDTA 농도가 0.001M에서 0.1M로 증가하면서 $73.2\%$에서 $98.5\%$$25.3\%$증가하였으며, 크롬의 제거효율은 붕산의 농도가 0.001M에서 0.1M로 증가하면서 $59.2\%$에서 $100\%$$40.8\%$가 증가하였다. 서로 다른 특성을 갖고 있는 카드뮴과 크롬 오염토양에 pH가 3,5,7로 조정된 0.005M EDTA 와 0.005M 붕산 혼합용출제를 주입하여 제거효율을 측정한 결과 카드뮴의 제거효율은 pH가 3에서 7로 증가함에 따라 $92.4\%$에서 $80.9\%$로 감소하였으며, 크롬의 제거효율은 pH 5에서 $70.4\%$로 가장 높았다. pH 5에서 EDTA&붕산 혼합용출제의 농도비를 변화시키면서 카드뮴의 제거효율을 측정한 결과 [EDTA]:[붕산]=0.01M:0.1M에서 가장 효율적이며, 크롬의 제거효율은 [붕산] 주입농도가 0.1M이상일 때 가장 효율적인 것으로 조사되었다. 광산지역과 산업지역에서 채취한 실제오염토양에 적용한 실험에서도 비슷한 결과를 얻었다.

상온에서 작동되는 전고체전지 용 PEO/PPC 기반의 복합 고체 전해질 (PEO/PPC based Composite Solid Electrolyte for Room Temperature Operable All Solid-State Batteries)

  • 신소현;김성훈;조용현;안욱
    • 전기화학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.105-112
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    • 2022
  • 전고체전지의 상용화를 위해서는 상온에서 작동이 가능한 고체전해질 개발이 필수적이며 이온전도도가 높은 물질을 채택하여 전고체전지를 제조해야 한다. 따라서, 기존의 옥사이드 계열의 고체의 이온전도도를 높이기 위하여 이종원소가 도핑된 Li7La3Zr2O12 (LLZO)를 필러소재(Al, Nb-LLZO)로 사용하였으며, 상온에서 작동이 가능하도록 Poly(ethylene oxide)/Poly(propylene carbonate) (PEO/PPC) 기반의 가넷형 무기계 고체고분자 전해질을 제조하였다. 이원금속 원소를 도핑한 가넷형 무기계 필러와 PEO/PPC (1:1 비율로 섞인) 고분자를 1:2.4의 비율로 균일하게 교반하여 전해질을 합성해 상온과 60 ℃에서 전고체 전지의 전기학적 성능을 분석하였다. 제조한 복합 전해질은 이원금속의 도핑으로 인하여 이온전도도가 향상되었으며, PEO 단독으로 사용하는 전해질보다 PPC를 1:1로 첨가하였을 때 이온전도도 향상을 도와 60 ℃ 뿐만 아니라 상온에서 전고체 전지의 용량과 용량 유지율이 개선되었음을 확인하였다.

시뮬레이션 해석을 통한 소재 별 소형 인장 시험편의 내구성 및 강도 특성에 관한 연구 (A Study on Durability and Strength Properties of Compact Tension Specimen by Material through Simulation Analysis)

  • 이정호;조재웅
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.579-588
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    • 2018
  • 소재들에는 플라스틱 수지와 섬유 및 단일 금속 등으로 만들어진 소재들과 경량 특성들을 가지는 복합소재, 각 소재들의 장점들을 취합하여 내구성을 극대화시키는 방식의 이종재료 등이 있다. 본 연구에서는 경량 복합소재인 CFRP에 주목하여 단일 소재로서 보편적으로 쓰이는 소재들인 스테인리스 강, 알루미늄과의 강도 특성을 CFRP와 비교 및 분석하고, 데이터를 확보하기 위해 각 소재 별로 동일한 규격의 소형 인장 시험편(C-T specimen)을 설계하여 시뮬레이션 인장 해석 연구를 수행하였다. 연구 결과, CFRP 시험편 모델의 경우 최대 변형량은 약 0.0148mm, 최대 응력은 약 59.104MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00529mJ로 나타났으며, 스테인리스 강 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.0106mm, 최대 응력은 약 42.22MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.002699mJ로 나타났고, 알루미늄 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.023mm, 최대 응력은 약 33.29MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00464mJ로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 도출한 데이터들을 향후 복합소재에 대한 연구에서 기초적인 데이터로서 활용하고자 하였다.

복합레진의 광중합 전·후와 shade guide의 색차 비교 (COLOR DIFFERENCES BETWEEN RESIN COMPOSITES BEFORE- AND AFTER-POLYMERIZATION, AND SHADE GUIDES)

  • 전이주;조성식;엄정문
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제24권2호
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    • pp.299-309
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    • 1999
  • The composite resin, due to its esthetic qualities, is considered the material of choice for restoration of anterior teeth. With respect to shade control, the direct-placement resin composites offer some distinct advantages over indirect restorative procedures. Visible-light-cured (VLC) composites allow dentists to match existing tooth shades or to create new shades and to evaluate them immediately at the time of restoration placement. Optimal intraoral color control can be achieved if optical changes occurring during application are minimized. An ideal VLC composite, then, would be one which is optically stable throughout the polymerization process. The shade guides of the resin composites are generally made of plastic, rather than the actual composite material, and do not accurately depict the true shade, translucency, or opacity of the resin composite after polymerization. So the numerous problems associated with these shade guides lead to varied and sometimes unpredictable results. The aim of this study was to assess the color changes of current resin composite restorative materials which occur as a result of the polymerization process and to compare the color differences between the shade guides provided with the products and the actual resin composites before- and after-polymerization. The results obtained from this investigation should provide the clinician with information which may aid in improved color match of esthetic restoration. Five light activated, resin-based materials (${\AE}$litefil, Amelogen Universal, Spectrum TPH VeridonFil-Photo, and Z100) and shade guides were used in this study. Three specimens of each material and shade combination were made. Each material was condensed inside a 1.5mm thick metal mold with 10mm diameter and pressed between glass plates. Each material was measured immediately before polymerization, and polymerized with Curing Light XL 3000 (3M Dental products, USA) visible light-activation unit for 60 seconds at each side. The specimens were then polished sequentially on wet sandpaper. Shade guides were ground with polishing stones and rubber points (Shofu) to a thickness of approximately 1.5mm. Color characteristics were performed with a spectrophotometer (CM-3500d, Minolta Co., LTD). A computer-controlled spectrophotometer was used to determine CIELAB coordinates ($L^*$, $a^*$ and $b^*$) of each specimen and shade guide. The CIELAB measurements made it possible to evaluate the amount of the color difference values (${\Delta}E{^*}ab$) of resin composites before the polymerization process and shade guides using the post-polishing color of the composite as a control, CIE standard D65 was used as the light source. The results were as follows. 1. Each of the resin composites evaluated showed significant color changes during light-curing process. All the resin composites evaluated except all the tested shades of 2100 showed unacceptable level of color changes (${\Delta}E{^*}ab$ greater than 3.3) between pre-polymerization and post-polishing state. 2. Color differences between most of the resin composites tested and their corresponding shade guides were acceptable but those between C2 shade of ${\AE}$litefil and IE shade of Amelogen Universal and their respective shade guides exceeded what is acceptable. 3. Comparison of the mean ${\Delta}E{^*}ab$ values of materials revealed that Z100 showed the least overall color change between pre-polymerization and post-polishing state followed by ${\AE}$litefil, VeridonFil-Photo, Spectrum TPH, and Amelogen Universal in the order of increasing change and Amelogen Universal. Spectrum TPH, 2100, VeridonFil-Photo and ${\AE}$litefil for the color differences between actual resin and shade guide. 4. In the clinical environment, the shade guide is the better choice than the shade of the actual resin before polymerization when matching colors. But, it is recommended that custom shade guides be made from resin material itself for better color matching.

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