• 한국재료학회지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.218-224
• /
• 2006

RF sputtering process was applied to produce thin hydroxyapatite(HAp) films on Ti-6Al-4V alloy substrates. The effects of different heat treatment conditions on the hardness between HAp thin films and Ti-6Al-4V alloy substrates were studied. Before deposition, the Ti-6Al-4V alloy substrates were heat treated for 1h at $850^{\circ}C\;under\;3.0{\times}10^{-3}torr$, and after deposition, the HAp thin films were heat treated for 1h at $400^{\circ}C,\;600^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$ under the atmosphere, and analyzed FESEM-EDX, FTIR, XRD, nano-indentor, micro-vickers hardness, respectively. Experimental results represented that the surface defects of thin films decreased by relaxation of internal stress and control of substrate structure followed by heat treatment of substrates before the deposition, and the HAp thin films on the heat-treated substrates had higher hardness than none heattreated substrates before the deposition, and the hardness properties of HAp thin films and Ti-6Al-4V alloy substrates appeared independent behavior, and the hardness of HAp thin films decreased by formation of $VTiO_3(OH),\;{\theta}-Al_{0.32}V_2O_5,\;Al_{0.33}V_2O_5$.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제5권4호
• /
• pp.499-513
• /
• 2018

One of the major problems in glass fiber reinforced epoxy (GFRE) composite pipes is the durability under water absorption. This condition is generally recognized to cause degradations in strength and mechanical properties. Therefore, there is a need for an intelligent system for detecting the absorption rate and computing the mass of water absorption (M%) as a function of absorption time (t). The present work represents a new non-destructive evaluation (NDE) technique for detecting the water absorption rate by evaluating the dielectric properties of glass fiber and epoxy resin composite pipes subjected to internal hydrostatic pressure at room temperature. The variation in the dielectric signatures is employed to design an electrical capacitance sensor (ECS) with high sensitivity to detect such defects. ECS consists of twelve electrodes mounted on the outer surface of the pipe. Radius-electrode ratio is defined as the ratio of inner and outer radius of pipe. A finite element (FE) simulation model is developed to measure the capacitance values and node potential distribution of ECS electrodes on the basis of water absorption rate in the pipe material as a function of absorption time. The arrangements for positioning12-electrode sensor parameters such as capacitance, capacitance change and change rate of capacitance are analyzed by ANSYS and MATLAB to plot the mass of water absorption curve against absorption time (t). An analytical model based on a Fickian diffusion model is conducted to predict the saturation level of water absorption ($M_S$) from the obtained mass of water absorption curve. The FE results are in excellent agreement with the analytical results and experimental results available in the literature, thus, validating the accuracy and reliability of the proposed expert system.

• 정보학연구
• /
• 제4권2호
• /
• pp.129-136
• /
• 2001

초음파현미경은 대부분 단순히 시료로부터 반사된 신호의 진폭만을 이용하여 초음파영상을 구성하였다. 그러나 이 방법은 미세한 변화를 가지는 시료에 대해서는 반사신호의 진폭변화가 민감하지 않음으로 인하여 영상의 질을 저하 시켰다. 본 연구에서는 초음파 반사신호의 진폭과 위상을 동시에 측정할 수 있는 초음파현미경 시스템을 구성하고 샘플로서 500원 주화와 내부에 원형결함이 존재하는 알루미늄 시료에 대해 진폭영상과 위상영상을 획득하고 이들을 상호 비교분석하였다. 실험결과, 위상영상은 미세한 높이변화에 대해서는 진폭영상에 비하여 민감한 반응을 보였고 콘트라스트가 좋은 영상을 얻을 수 있었다. 이와같은 실험결과로 위상영상은 미세변화를 갖는 시료에 대한 비파괴검사시 진폭영상으로 얻어진 영상의 모호성을 개선하는 보조도구로서 활용이 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권3호통권36호
• /
• pp.423-435
• /
• 1998

본 연구에서는 기존의 강교에서 흔하게 발견되고 있는 맞대기 용접부의 용입불량으로 인한 부재의 피로강도 저하도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 강교량의 재료로 널리 사용되고 있는 SWS490강으로 제작된 완전용입 및 용입깊이가 서로 다른 불완전용입 맞대기 용접시험편을 대상으로 일정진폭하중시험을 수행하여 S-N선도를 산출하고 이를 비교 검토하였으며, 파괴역학적 방법을 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하였다. 본 연구의 결과로서, 완전용입 용접재의 경우 AASHTO의 피로강도등급선도와의 비교에서 피로한도값은 A등급보다 높은 값을 보였고, S-N선도의 기울기는 5.57로 매우 높게 나타났다. 불완전용입 용접재의 경우 불완전용입깊이 D가 증가함에 따라 피로강도가 감소하는데, D=14.7mm인 경우 AASHTO의 E'등급보다 낮게 나타난다. 불완전용입 용접재의 파손거동에서 피로균열은 내부 용접루트 선단부에서 a/c가 매우 작은 반타원형 표면균열의 형태로 발생하고, 시험체의 두께방향으로 진전하여 최종파손을 유발한다. 파괴역학적 방법을 이용한 불완전용입 용접재의 피로수명을 평가하기 위하여 3차원 반타원형 균열형상에 대한 응력확대계수 K를 유한요소해석으로 구하였다. 여기서 얻어진 K값과 실험으로 얻어진 Paris식의 상수를 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하여 비교하였다. 그리고 실제 불완전용입 맞대기용접부의 파손으로 붕괴사고가 발생한 성수대교의 수직재에 본 연구결과를 적용하여 피로수명을 계산해 보았다.

• 자원환경지질
• /
• 제54권2호
• /
• pp.199-212
• /
• 2021

세병관(국보 제305호)은 통영 삼도수군통제영에 위치하며, 1605년에 창건한 이래 최근까지 수차례의 중건, 중수, 보수 및 복원을 거쳤다. 연구대상인 세병관 초석은 모두 50개로 다양한 표면손상이 나타난다. 이 초석은 총 6개의 암종으로 구성되어 있으며, 대부분은 석영안산암질 래피리 응회암이다. 보수용 대체석 수급을 위한 산지해석 결과, 대부분의 암석은 초석과 산출상태, 기재적, 광물학적 및 전암대자율 등 암석학적으로 높은 동질성을 갖는 것으로 나타났다. 초석의 손상유형 중에는 표면의 박리와 박락이 가장 심한 것으로 나타났으며, 무기오염물 분석을 통한 손상메커니즘으로 볼 때 해풍 및 복합적인 환경에 의한 염풍화가 주된 원인으로 판단된다. 초석의 기계적 내구성으로 보아 현재 물성 저하로 부재의 교체가 필요한 것은 없으나 표면적인 손상을 늦추기 위한 보존처리가 필요할 것으로 보인다. 이 초석은 표면에 발생한 물리적 손상과 내부 결함을 유발하는 암석학적 요인이 복합적으로 작용하였다. 따라서 세병관의 장기적 보존을 위해서는 주기적인 상태 진단과 모니터링이 요구된다.

• 한국식품저장유통학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.47-53
• /
• 2003

후지 사과의 품질분포 조사를 위하여 재배면적 기준으로 5지역(청송, 예천, 봉화, 상주, 예산)을 선정하여 이 지역으로 부터 생산된 후지 사과를 3년간 수집하여 외적, 내적 품질인자를 분석하였다. 후지 사과의 적색도 평균치는 88.94%이었고 년도별로는 3차년도가 93.88%로 가장 높은 값을 보였다. 세로 크기는 평균 76.76mm 이고 가로 크기는 평균 87.17mm 이었으며 중량은 평균 276.749 이었다. 사과의 외관상 손상정도는 각각 평균 1.27점과 1.21점으로 물리적 손상이 병충해에 의한 손상보다 다소 많았다. 사과 품질에 있어서 가장 중요한 당도는 3년 평균치가 14.81$^{\circ}$Brix 이었고 편차는1.78$^{\circ}$Brix 이었다. 경도는 3년 평균값이 0.80kgf 이었고 pH는 3.98이었으며, 산도는 0.32%로 년도별로 차이가 크지 않았다 산지별로는 지역A의 적색도가 91.10%로 가장 높았고 지역D는 86.15%로 가장 낮았다. 크기는 종의 경우 지역B가 77.43mm로 가장 크고 지역A가 76.35mm로 가장 작았으며 횡의 크기는 지역C가 88.12mm로 가장 크고 지역D가 86.40mm로 가장 작았다. 중량은 지역B가 280.49g으로 최고치를, 지역D는 273.89g로 최저치를 보였다. 물리적 흠과 병충해에 의한 홈 또한 산지별로 차이는 있었으나 그 차이는 매우 작았다. 당도는 지역I가 15.32$^{\circ}$Brix로 가장 높았고 지역B가 14.58$^{\circ}$Brix로 가장 낮았다. 경도는 지역D와 E가 0.83kgf로 가장 단단한 것으로 나타났으며 지역C는 0.76kgf로 비교적 경도가 낮는 것으로 나타났다. pH는 지역A와 D가 4.01로 가장 높고 지역C가 3.88로 가장 낮았으며, 산도는 지역 A, C, E가 모두 0.33%로 가장 높았고 지역D가 0.31%로 가장 낮았으나 지역 간의 차이가 매우 작은 것으로 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제48권4호
• /
• pp.167-174
• /
• 2023

Background: A nondestructive test is commonly used to inspect the surface defects and internal structure of an object without any physical damage. X-rays generated from an electron accelerator or a tube are one of the methods used for nondestructive testing. The high penetration of X-rays through materials with low atomic numbers makes it difficult to discriminate between these materials using X-ray imaging. The interaction characteristics of neutrons with materials can supplement the limitations of X-ray imaging in material discrimination. Materials and Methods: The radiation image acquisition process for air-cargo security inspection equipment using X-rays and neutrons was simulated using a GEometry ANd Tracking (Geant4) simulation toolkit. Radiation images of phantoms composed of 13 materials were obtained, and the R-value, representing the attenuation ratio of neutrons and gamma rays in a material, was calculated from these images. Results and Discussion: The R-values were calculated from the simulated X-ray and neutron images for each phantom and compared with those obtained in the experiments. The R-values obtained from the experiments were higher than those obtained from the simulations. The difference can be due to the following two causes. The first reason is that there are various facilities or equipment in the experimental environment that scatter neutrons, unlike the simulation. The other is the difference in the neutron signal processing. In the simulation, the neutron signal is the sum of the number of neutrons entering the detector. However, in the experiment, the neutron signal was obtained by superimposing the intensities of the neutron signals. Neutron detectors also detect gamma rays, and the neutron signal cannot be clearly distinguished in the process of separating the two types of radiation. Despite these differences, the two results showed similar trends and the viability of using simulation-based radiation images, particularly in the field of security screening. With further research, the simulation-based radiation images can replace ones from experiments and be used in the related fields. Conclusion: The Korea Atomic Energy Research Institute has developed air-cargo security inspection equipment using neutrons and X-rays. Using this equipment, radiation images and R-values for various materials were obtained. The equipment was reconstructed, and the R-values were obtained for 13 materials using the Geant4 simulation toolkit. The R-values calculated by experiment and simulation show similar trends. Therefore, we confirmed the feasibility of using the simulation-based radiation image.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권8호
• /
• pp.847-853
• /
• 2011

본 연구는 압출 시 성형온도를 유지하여 Zn-22Al 합금분말의 성형성을 향상시키는 하이브리드 분말 압출 공정의 개발 및 온도 유지시간이 압출된 스퍼기어의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 피치원 지름 1.8mm 의 소형 스퍼기어는 압출온도 290, 300, $310^{\circ}C$에서 성형되었다. 볼밀시간 32h 의 Zn-22Al 합금분말을 압출온도 $310^{\circ}C$에서 압출 시 표면 결함이 없는 소형 기어가 제조되었다. 경도분포는 기어 중심부와 치형부에서 불균일하였고 소결공정 후 내부 변형에너지의 차이로 인해 내부균열이 발생하였다. 위와 같은 문제를 해결하기 위해 온도 유지시간 제어를 이용한 하이브리드 압출 연구를 수행하였다. 압출된 스퍼기어의 평가는 압출하중, 비커스 경도 및 치수정밀도 측정을 통해 이루어졌다. 온도 유지시간 15min 에서 압출된 스퍼기어의 기계적 성질이 가장 우수하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권8호
• /
• pp.649-656
• /
• 2019

조선소, 교량 구조물, 건설기계, 플랜트 산업 등 다양한 분야에서 폭 넓게 활용되고 있는 이산화탄소 아크용접(FCAW: Flux Cored Arc Welding)은 피복 아크 용접(SMAW: Shielded Metal Arc Welding)의 단점을 보완하기 위한 대안으로 1950년대 초 개발되었다. FCAW는 모든 자세에서 용접이 가능하고 작업여건 변수가 많은 현장에서 우수한 품질을 얻을 수 있는 장점이 있어 탄소강과 합금강의 중판, 후판 용접에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 FCAW를 이용하여 SS400(일반구조용 압연강재)와 SM490A(용접구조용 압연강재)를 이종용접한 후 용접부의 기계적 특성(인장시험, 굽힘시험, 경도시험, 충격시험, 매크로시험)을 분석하고 다음과 같은 결론을 도출하였다. 인장시험 결과, 모든 용접자세에서 KS 규격 인장강도 범위($400{\sim}510N/mm^2$)를 만족하였다. 굽힘시험 결과, 대부분의 시편에서 굽힘시 표면의 터짐 현상이나 기타 결점이 나타나지 않았고, 소성변형 후에도 충분한 인성을 발휘하는 것을 확인할 수 있었다. 경도시험 결과, 모든 결과 값이 KS B 0893의 규격치 350Hv보다 낮게 나타나 양호한 것으로 판단된다. 충격시험 결과, 모든 결과가 KS 기준 수치인 27J 보다 큰 것으로 나타났다. 매크로시험 결과 용접부의 형상별로 균일한 조직 상태를 나타냈으며, 용접부 전단면에 걸쳐 내부 결함, 기포 또는 불순물 등이 발견되지 않아 라미네이션의 우려가 없는 것으로 나타났다.