• 한국재료학회지
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• 제30권5호
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• pp.223-230
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• 2020

As a case study on aspect ratio behavior, Kaolin, zeolite, TiO₂, pozzolan and diatomaceous earth minerals are investigated using wet milling with 0.3 mm media. The grinding process using small media of 0.3 pai is suitable for current work processing applications. Primary particles with average particle size distribution D₅₀, ~6 ㎛ are shifted to submicron size, D₅₀ ~0.6 ㎛ after grinding. Grinding of particles is characterized by various size parameters such as sphericity as geometric shape, equivalent diameter, and average particle size distribution. Herein, we systematically provide an overview of factors affecting the primary particle size reduction. Energy consumption for grinding is determined using classical grinding laws, including Rittinger's and Kick's laws. Submicron size is obtained at maximum frictional shear stress. Alterations in properties of wettability, heat resistance, thermal conductivity, and adhesion increase with increasing particle surface area. In the comparison of the aspect ratio of the submicron powder, the air heat conductivity and the total heat release amount increase 68 % and 2 times, respectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권10호
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• pp.2180-2186
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• 2002

In a micro-scale contact, capillary force and van der Waals interaction significantly influence the contact between asperities of rough surfaces. Little is, however, known about the variation of these surface forces as a function of chemical property of the surface (wet angle), relative humidity and deformation of asperities in the real area of contact. A better understanding of these surface forces is of great necessity in order to find a solution for reducing friction and adhesion of micro surfaces. The objective of this study is to investigate the surface forces in micro-scale rough surface contact. We proposed an effective method to analyze capillary and van der Waals forces in micro-scale contact. In this method, Winkler spring model was employed to analyze the contact of rough surfaces that were obtained from atomic force microscopy (AFM) height images. Self-mated contact of DLC(diamond like carbon) coatings was analyzed, as an example, by the proposed model. It was shown that the capillary force was significantly influenced by relative humidity and wet angle of the DLC surface. The deformation of asperities to a critical magnitude by external loading led to a considerable increase of both capillary and van der Waals forces.

• 한국표면공학회지
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• 제51권5호
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• pp.297-302
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• 2018

The important drawback of hardware fasteners consisted of 304 stainless steel (STS) is a frequent galling caused by a combination of friction and adhesion between the sliding surface. To improve the anti-galling effect, Sn-Al coatings by a thermal diffusion have been developed. The thermal diffusion by pack cementation with an $AlCl_3$ activator at $250^{\circ}C$ for 1 hour produced an Sn-Al alloy coating layer with an average thickness of $9.9{\pm}0.5{\mu}m$ on the surface of 304 STS fasteners. Compared with the galling frequency of the 304 STS fasteners, Sn-Al coatings on the surface of 304 STS fasteners demonstrated about 2.8-time reduction of the galling frequency.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권3호
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• pp.84-92
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• 2018

Bearings are essential for reducing vibration and wear, in order to achieve high durability and increase longevity. White metal treatment of tilting pads via centrifugal casting method has the possibility of increasing durability. However, this manufacturing method has drawbacks such as long processing time, high defect rate, and harmful health effects. Laser cladding deposition technique is a powerful method that can address these issues by decreasing the processing time and providing good adhesion. In this study, we suggest optimum conditions for laser cladding deposition that can be used in industrial applications. We deposited a soft white metal layer on SCM440 that is primarily used in shafts to minimize wear of bearing pads. During the laser deposition process, we controlled factors such as laser power, powder feed rate, and laser head speed to determine the optimum conditions. In addition, we measured the hardness using micro Vickers, and performed field emission scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, and friction tests to investigate the mechanical properties and surface characteristics for different parameters. Based on the experimental results, we suggest that laser power, powder feed rate, and laser head speed of 1.3 kW, 2.5 rpm, and 10 mm/s, respectively, constitute the optimum conditions for producing white metals using laser cladding.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.157-169
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• 2009

본 논문의 목적은 코팅처리의 기계적 성질과 임플란트 지대주나사의 코팅처리가 고정체와의 결합안정성에 미치는 영향을 연구하고자 함이다. 이를 위해 Megagen 임플란트 시스템과 직경 15 mm, 높이 1 mm의 티타늄원판을 사용하였다. 지대주 나사와 원판에 TiN, TiCN, 및 TiC를 코팅하여 실험군으로, 코팅처리하지 않은 것을 대조군으로 하였다. 실험군은 지대주나사를 32 Ncm로 체결한 후 풀림회전력과 조임회전각을 측정하고, 10만 번씩 저작 모방 시험을 실시하여 풀림회전력의 변화를 관찰하였다. 조임회전각은 TiCN, TiC코팅나사에서 코팅하지 않은 나사보다 크게 나타났다(p<0.05). 그러나 풀림회전력은 TiCN, TiC코팅나사에서 코팅하지 않은 나사보다 낮게 나타났다(p<0.05). 저작 모방 시험후 코팅한 나사에서 코팅하지 않은 나사보다 풀림 회전력이 더 높게 나타났으며 풀림회전력은 건조상태와 습윤상태 사이에 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로 TiC 코팅군은 저작 모방 시험 전에는 풀림회전력이 낮았지만 저작 모방 시험 후에는 낮은 마찰계수로 인한 높은 풀림회전력과 조임회전각을 가져 임플란트 지대주나사의 결합안정성에 영향을 미치는 효율적인 방법임을 시사한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.637-646
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• 2016

이 연구에서는 강섬유 보강 초고성능 콘크리트(Ultra-high performance fiber reinforced concrete, 이하 UHPFRC)로 보강된 콘크리트 계면에서의 전단강도 평가를 위한 경사전단실험을 수행하였다. 실험변수는 면처리 유무와 콘크리트 강도, 그리고 UHPFRC의 강섬유 혼입률이다. 콘크리트의 계면은 숏블라스팅으로 면처리되었다. 실험결과, 숏블라스팅으로 면처리된 실험체의 계면 전단강도는 매끄러운 표면을 가진 실험체의 부착강도에 비해 매우 크게 나타났으며, 거친면을 만들기 위한 숏블라스팅 방법은 매우 효과적인 방법인 것으로 나타났다. 숏블라스팅으로 표면처리를 할 경우, 전단마찰 철근이 없더라도 콘크리트 계면에서 저항하는 전단강도는 현행 기준에서 제시하고 전단강도 상한값을 초과하는 것으로 나타났다. 기존의 콘크리트와 UHPFRC 사이의 전단마찰 설계는 전단마찰 철근의 유무와 상관없이 현행 콘크리트 구조기준을 사용해도 무방할 것으로 판단된다. 다만, 면처리를 하지 않은 경우에는 적절한 전단 보강재가 추가 설치하여야 할 것이다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.169-176
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• 2024

연구목적: 본 논문에서는 직접전단시험에서 시험시편의 규모 때문에 부득이 굵은 입자가 제외되는 문제 때문에 발생되는 전단강도의 차이를 분석하고자 직접전단시험을 실시하는 실험연구를 수행하였다. 연구방법: 최대직경 50mm의 굵은 골재가 포함된 3개의 풍화토를 대상으로 대형직접전단시험을 실시하였다. 또한 굵은 골재가 제외된 최대직경 5mm 시료를 이용하여 소형직접전단시험을 실시하였다. 연구결과: 소형직접전단시험의 경우 큰입자가 포함된 대형직접전단시험의 결과에 비하여 내부마찰각은 약2.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이가 없었다. 점착력에서는 대형직접전단시험에 비하여 소형 직접전단시험이 약 80.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이를 나타내었다. 결론: 대형직접전단시험에서 굵은 입자가 내부마찰각보다는 점착력에 큰 영향을 준 것으로 분석되었다. 따라서, 굵은 입자를 포함한 화강풍화토는 수직응력에 영향을 받지 않는 점착력과 같은 전단강도를 갖고 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되고 있는 굵은 입자를 제외한 소형직접전단시험은 굵은 입자의 효과를 제외함으로서 안전측의 결과를 제공하는 것으로 분석되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.532-537
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• 2024

본 연구에서는 항공기 및 고속전철 등 대형 수송기기의 제동디스크에 적용되는 Ni-Cr-Mo-V계 및 Ni-Cr-Mo계 저합금강의 합금 성분 변화에 따른 마모 특성을 평가하였다. 경도시험 결과, C-Mo-V강의 경도는 39.4±0.9HRc로 가장 높았고, Ni-Cr-Mo강이 32.4±0.6HRc로 가장 낮았다. 마찰계수는 수직하중이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 수직하중 1 N에서 Ni-Cr-Mo강의 마찰계수가 0.842, 수직하중 5 N에서 Mn-Cr-V강이 0.696으로 가장 높았다. Ni-Cr-Mo강은 수직하중 1 N에서 마모흔의 폭 711 ㎛, 깊이 8.24 ㎛, 마모량 11 mg, 수직하중 5 N에서 폭 1,017 ㎛, 깊이 19.17 ㎛, 마모량 17 mg으로 가장 큰 마모흔의 폭, 깊이 및 마모량을 보여주었다. 마모기구 분석 결과, 모든 시편에서 패임, 박리 및 응착이 관찰되었고, Ni-Cr-Mo강에서 소성변형이 더 우세하게 관찰되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.45-53
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• 2018

다양한 사면 안정 공법 중 식물의 생육을 기반으로 하는 녹생토 공법의 경우, 환경적인 측면에서는 유리하지만 급경사지나 암반 사면에 시공시 내구성 및 사면 안정성이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 계 재료를 사용하여 부착강도를 확보하고 ECG를 첨가하여 식생환경을 개선한 녹생토를 개발하였으며, 내구성 및 사면 안정성 등을 평가하여 암반 식생 기반재로서의 사용 가능성을 검토하였다. 실험 결과, 개발 녹생토의 점착력 및 내부 마찰각은 현장 녹화토 보다 높게 측정되어 현장 시공성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 토양 경도는 26 mm 수준으로 식물의 가장 좋은 생육조건인 18~23 mm를 약간 상회하였으며, 건조수축은 약 3%의 수축률을 나타내어 녹생토의 내구성에 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 사면 부착력을 평가하기 위한 강우강도 모사 실험 결과 모든 사면에서 붕괴는 발생하지 않았으며, 사면이 급경사일수록 강우에 의한 손상은 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 녹생토는 내구성 및 사면 안정성이 우수하여 암반 사면에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.99-105
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• 2018

Soils are generally classified as fine-grained or coarse-grained depending on the percentage content of the primary constituents. In reality, soils are actually made up of mixed and composite constituents. Soils primarily classified as fine-grained, still consists of a range of coarse particles as secondary constituents in between 0% to 50%. A laboratory scale model test was conducted to investigate the influence of coarse particles on the physical (e.g., density, water content, and void ratio) and mechanical (e.g., quick undrained shear strength) properties of primarily classified fine-grained cohesive soils. Pure kaolinite clay and sand-mixed kaolinite soil (e.g., sand content: 10%, 20%, and 30%) having various water contents (60%, 65%, and 70%) were preconsolidated at different stress levels (0, 13, 17.5, 22 kPa). The quick undrained shear strength properties were determined using the conventional Static Cone Penetration Test (SCPT) method and the new Fall Cone Test (FCT) method. The corresponding void ratios and densities with respect to the quick undrained shear strength were also observed. Correlations of the physical properties and quick undrained shear strengths derived from the SCPT and FCT were also established. Comparison of results showed a significant relationship between the two methods. From the results of FCT and SCPT, there is a decreasing trend of quick undrained shear strength, strength increase ratio ($S_u/P_o$), and void ratio (e) as the sand content is increased. The quick undrained shear strength generally decreases with increased water content. For the same water content, increasing the sand content resulted to a decrease in quick undrained shear strength due to reduced adhesion, and also, resulted to an increase in density. Similarly, it is observed that the change in density is distinctively noticeable at sand content greater than 20%. However, for sand content lower than 10%, there is minimal change in density with respect to water content. In general, the results showed a decrease in quick undrained shear strength for soils with higher amounts of sand content. Therefore, as the soil adhesion is reduced, the cone penetration resistances of the FCT and SCPT reflects internal friction and density of sand in the total shear strength.