• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.102-107
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• 2017

프리세라믹폴리머는 기존의 세라믹 공정으로는 얻을 수 없는 다양하고 복잡한 구조의 세라믹 소재를 구현할 수 있다. 대표적인 프리세라믹폴리머인 폴리카보실란은 분자구조 제어를 통해 실리콘과 탄소의 함량비 조절이나 분자구조의 선형성을 향상시키고 분자량 및 분자량분포 제어를 통해 탄화규소섬유를 포함한 다앙한 형상/미세구조의 탄화규소 세라믹을 제조할 수 있다. 본 논문에서는 폴리카보실란의 합성 및 분자구조제어기술과 이를 용융방사 및 안정화, 열처리를 거쳐 제조되는 탄화규소섬유섬유, 그리고 PIP 공정으로 만들어지는 세라믹섬유복합소재 기술에 대하여 논하였다. 더불어 나노다공구조를 갖는 탄화규소 중공사와 같이 폴리카보실란을 이용해 구현할 수 있는 복잡구조의 탄화규소 소재 개발 예를 소개하였다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.1-8
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• 2003

금속복합재료 개발을 위한 고온가압 성형공정은 기지재료의 비탄성거동과 성형체 내부의 기공에 대한 충진 과정을 수반하며 이러한 강화공정은 압력, 온도 그리고 강화재와 모재의 상대부피분률과 같은 공정변수의 영향을 받게 된다. 특히 티타늄금속기 복합재료의 강화공정은 강화재와 모재 사이의 기계적 혹은 열적 특성 차이 및 생산환경으로 인한 다양한 형태의 손상이 발생할 수 있으며 따라서 이들을 극복하기 위한 재료특성, 작용압력, 온도, 시간조건 등과 공정에 따른 조직의 진전 등 미소역학적 연구가 수반된 최적의 고온가압강화공정의 개발이 요구되어진다. 이를 위하여 본 연구는 VHP방식을 이용한 SiC／Ti-6Al-4V 연속섬유강화 금속기 복합재료의 강화공정실험을 수행하였으며 특히 미시역학적 접근에 따른 다공성 재료의 구성방정식을 이용하여 보강재와 기지재료의 변형거동과 고온가압공정에 필요한 다양한 조건들을 실험결과와 비교 연구하였으며 유한요소해석을 통해 공정변수와 그에 따른 결과들을 고찰하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.196-196
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• 2003

현재 PDP(Plasma Display Panel) 상판의 유전체층은 저온에서 소성이 가능한 저융점 유리가 요구되기 때문에 융점을 낮추기에 용이한 PbO계가 주 성분으로 사용되어 오고 있으나. 최근 환경오염 등의 문제점으로 인해 Pb-free을 추구하는 새로운 유리조성의 연구가 많이 수행되고 있다. 이에 본 연구는 이미 PDP의 격벽과 봉착용 조성으로 많이 연구되어진 비스무스계 유리를 고려하여 PDP의 투명유전체용 조성을 찾고자 한다. Bi$_2$O$_3$-ZnO-SiO$_2$3원계를 기본으로 하는 유리조성에 유리망목형성제등을 첨가하여 열적특성과 광학적 특성을 조사하였다. 열적특성은 DTA를 이용하여 유리 전이 점(Tg) 및 융점(Tl)등을 측정하였고 TMA를 이용하여 선팽창계수(CTE)를 측정하였으며 유리섬유를 제조한 후 Littleton softening point (Ts)를 측정하였다. 광학적 특성은 페이스트를 제조하여 스크린프린팅 후 54$0^{\circ}C$~$600^{\circ}C$에서 1-2 h동안 소성하여 투광성을 조사하였다. 그 결과로, 열적특성으로는 400~5$50^{\circ}C$의 Tg, 450~$600^{\circ}C$의 Ts 및 5~11$\times$$10^{-6}$K의 CTE 값을 나타 내었고 광학적 특성으로 투광성은 양호한 특성(60% 이상)을 나타내었다. Bi$_2$O$_3$ 계를 현재 PDP의 투명유 전체에 적용시키기에는 유리용융시에 높은 점도와 환원 등의 문제점을 갖고 있지만 열적특성과 광학특성면에서는 가능성을 제시하여 향후 연구를 할 가치가 있다고 본다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권12호
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• pp.747-750
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• 2007

The thermal conductivities of nano-sized fumed silica-based insulation media were investigated by varying a mean particle size of the silicon carbide opacifiers and ceramic fiber content. Opacifying effect of ceramic fiber and silicon carbide powders was discussed in terms of their content and the mean particle size of them. As the fiber contents increased from 10 wt% to 30 wt% in a material, its thermal conductivity at temperatures of about $620^{\circ}C$ decreased from 0.171 $Wm^{-1}K^{-1}$ to 0.121 $Wm^{-1}K^{-1}$. Meanwhile, the thermal conductivity at temperatures of about $625^{\circ}C$ decreased from 0.128 $Wm^{-1}K^{-1}$ to 0.092 $Wm^{-l}K^{-1}$ as the mean SiC particle size decreased from $31{\mu}m$ to $10{\mu}m$.

• 방사선산업학회지
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• 제4권3호
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• pp.265-269
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• 2010

Silicon-based non-oxide ceramic carbide fiber is one of the leading candidate ceramic materials for engineering applications because of its excellent mechanical properties at high temperature and good chemical resistance. In this study, polycarbosilane(PCS) and zirconium butoxide were used as a precursor to prepare polyzirconocarbosilane (PZC) fibers. A polymer solution was prepared by dissolving PCS in zirconium butoxide (50/50 wt%). This solution was heated at $250^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere for 2 hour with stirring, and then dried in a vacuum oven for 48 hour. PZC fibers were fabricated using an electrospinning technique. The fibers were irradiated with an electron beam to induce structural crosslinking. Crosslinked PZC fibers were heat treated at $1,300^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere. The microstructures of PZC fibers were examined by SEM. Chemical structures of PZC fibers were examined by FT-IR and XRD. Thermal stability of PZC fibers was investigated by TGA.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.823-831
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• 1996

본 연구는 [$H_2O$]/[TEOS]=1.7에서 산촉매를 첨가한 부분가수분해를 행하여 졸을 합성하였다. 최적의 방사성을 갖는 졸을 결정하기 위하여 부분가수분해에 의하여 합성된 졸을 trimethylsilylation하여 안정화시킨 후에 반응시간에 따르는 분자량과 점도의 변화를 관찰하였다. 최적조건하에서 제조된 졸용액에서 용매를 제거한 후 겔섬유를 제조하였고 이를 $1,000^{\circ}C$에서 열처리하여 실리카섬유를 제조하였다. 제조된 섬유는 단면적이 원형이며 인장강도는 $83{\pm}20kg/mm^2$이었고, 순도는 약 99.997%이었다.

• 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.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1999년도 제29회 춘계학술대회
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• pp.255-264
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• 1999

Friction characteristics of automotive friction materials containing different metallic fibers rubbing against Al-MMC and cast iron disk specimens have been studied. Friction materials containing aluminum, copper or low steel carbon fiber were tested. Friction tests were composed of three different phases to investigate the effect of temperature, pressure, speed, and drag time. The results showed that the friction material containing Al fibers has lower friction force and wear amount than the others with Cu or Steel fiber. On the other hand, the wear of friction material was severe in the case of using Al-MMC rotors. These results showed that the thermal decomposition of solid lubricants (and organic components), formation of transfer layer, and SiC particles in the AI-MMC rotor play crucial roles in determining the friction characteristics.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권1호
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• pp.15-22
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• 2017

Because the running speed of vehicles is increasing and a shorter braking distance is required, high heat-resistant brake pads are needed to satisfy the requirements of customers and car makers. In the near future, hazardous materials such as Cu, Cr, Zn, and Sb will be restricted from use in friction materials. Ceramic composites reinforced by carbon fibers are good candidates for eco-friendly friction materials. In this study, we develop ceramic composite friction materials. The friction materials are composed of carbon fibers, Si, SiC, graphite, and phenol resin and are prepared by hot forming and heat treatment at high temperatures. The density, void ratio, and compressive strength are $1.59-1.66g/cm^3$, 16.6-20, and 70-90 MPa, respectively. Friction and wear tests are performed using a pin-on-plate-type reciprocating friction tester at 25, 100, and $200^{\circ}C$. The counterpart material is a CrMoV steel extracted from a KTX brake disc. Friction coefficient, wear amount, and wear mechanism are measured and examined. We determine that the friction coefficients depend on the temperature and the fluctuation of the friction coefficients is larger at higher temperatures. The amount of wear increases with the surface temperatures of the specimens. The tribological properties of the developed composites are similar to those of a Cu-based sintered friction material. Through this study, it is confirmed that ceramic composite materials can be used as friction materials.

• 동력기계공학회지
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• 제10권1호
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• pp.46-51
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• 2006

Present study was investigated the effect of the particle of the counterface of unidirectional carbon fiber reinforced composite. The friction coefficient of composite and the specific wear rate different sliding velocity were measured for this materials. The friction track of counterface was observed by an optical microscope and scanning electron microscope. There were insignificant effects of the specific wear rate under lower Sic abrasive particle, however it showed high effect on $30{\mu}m$ abrasive particle size. There were significant effects of friction and wear behavior of the fiber direction under 0.3m/s sliding speed. Major failure mechanisms can be classified such as microfracture, plowing, microcutting, cutting and cracking.