• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.60-67
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• 2021

Recently, research attention has been focused on vibration-free vehicles to transport small numbers of expensive electronic products. Vibration-free vehicles can be used to transport expensive test equipment or semiconductors, mainly produced in the domestic IT industry, and can serve as a readily available transportation system for short driving distances due to the increased efficiency on narrow national highways. This study was aimed at developing a Z-Spring to minimize the vibration by installing an air spring instead of the plate spring applied to conventional freight cars and to prevent the damage of the loaded cargo from the shock occurring during movement. The mechanical properties (elastic modulus, tensile strength, and shear strength) of carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) prepreg were derived, and ANSYS ACP PrepPost analyses were performed. It was observed that in the case of hybrid composites, the total deformation and equivalent stress are higher than that of CFRP; however, in terms of the unit cost, the hybrid Z-Spring is more inexpensive and durable compared to the GF.

• Elastomers and Composites
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• 제41권1호
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• pp.27-39
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• 2006

본 연구에서는 컴파운딩법 (compounding method)과 라텍스법 (latex method)을 이용하여 dodecylamine으로 유기화한 MMT(DA-MMT)로 보강된 천연고무-클레이 나노 복합재료를 제조하였다. 또한 Cloisite 15A, carbon black, Na-MMT 충전 배합고무와 라텍스법 (latex method)을 이용한 DA-MMT 충전 배합고무의 가황 특성 및 기계적 물성을 비교하였다. 카본블랙을 제외한 모든 충전제의 함량은 10 phr로 고정하였다. XRD 패턴을 분석한 결과 롤밀 작업 후에 가장 많은 삽입과 박리가 이루어져 NR/DA-MMT 나노 복합재료에서는 DA-MMT의 전체 silicates layer가 $13{\sim}14$층에서 $2{\sim}3$층의 silicates의 형태로 박리된 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 가교 과정에서의 높은 열과 압력으로 인해 일부 유기화제가 빠져나감으로써 층간 거리가 감소된 DA-MMT도 존재하였다. 이는 TEM 결과에서도 확인할 수 있었다. 가교도의 경우 NR/Cloisite 15A 컴파운드가 가장 높은 값을 나타내었다. 하지만 가황 특성에서 동일 함량의 충전제가 첨가된 고무의 가황 특성을 비교하면, NR/DA-MMT 컴파운드가 가장 높은 ODR 토크 값을 나타내었고, 또한 가장 높은 인장 강도, 모듈러스 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 기계적 물성 증가는 가교도의 증가 효과보다 나노 크기로 분산된 DA-MMT의 우수한 보강 효과 때문이다. 또한 혼합 방법을 달리한 NR/DA-MMT 나노 복합재료(컴파운딩법) 대비 NR/DA-MMT 나노 복합재료(라텍스법)가 클레이의 박리정도 및 분산도의 차이로 인해 높은 모듈러스, 인장강도 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다

• Composites Research
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• 제20권1호
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• pp.23-31
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• 2007

Jute fiber Green Composite의 기계적 향상을 위한 계면특성을 향상시키기 위하여 커플링제를 도입하여 첨가량에 따른 특성변화를 실험적으로 규명하였다. Maleic anhydride grafted popolypropylene(MAPP)는 자연섬유와의 계면특성의 향상에서 물리화학적 역할을 하는 것으로 판단된다. MAPP에 의한 용융상태에서의 낮아진 수지의 점도는 흐름성이 향상되어 섬유의 계면과의 접촉 면적을 확대시킨다. 약 80mm의 jute 장섬유 mat에 maleated coupler가 혼합된 PP 복합재의 물성 향상과 열가소성수지의 물리적 변화와의 관계를 고찰하였다. 이 물리적 현상을 유동지수(MI: Melting flow index) 및 점도, contact angle, 복합재료 두께, 계면전단강도, morphology 분석 등의 인자들을 이용하여 기계적 물성 향상에 기여하는 정도를 확인하였다. 특히 유동지수(MI)와 점도, MAPP의 혼합량은, 전당강도(IFSS), 인장 및 굴곡 강도와 인장탄성률의 향상과 매우 관계가 있음을 실험 결과를 통하여 확인하였다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.76-82
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• 2015

휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds, VOC)이 없는 접착제가 환경 보호 및 산업체 종사자의 건강을 보호하기위해 산업계에서 많은 관심을 받고 있으며, 본 논문에서는 에폭시 수지를 용매처럼 사용하여 유기용매를 사용하지 않아 유해 물질을 발생시키지 않으면서 상온에서 보관성이 좋은 잠재성 접착소재의 조성물 배합비에 관한 연구를 수행하였다. 바인더 재료인 에폭시 수지에 다양한 경화제 함량을 사용하여 기계적 강도, 열적 특성, 충격 특성 및 전단강도 실험을 진행하여 에폭시 수지 대비 경화제의 최적 조성비를 파악하는 실험을 실시하였다. 에폭시 경화물 시험편의 탄성계수, 인장강도, 신율 등의 기계적 강도는 만능시험기(universal testing machine, UTM)로 측정하였고, 각 조성물의 충격저항성 및 접착 강도 또한 충격시험기(izod impact tester)와 UTM으로 측정하였다. 인장강도, 탄성계수, 신율 및 충격 강도에서는 화학양론비에 근접한 에폭시 수지 대비 0.9당량의 경화제 함량 조성물에서 다른 함량 조건에 비해 우수한 결과를 보여주었으며, 동역학분석기(dynamic mechanical analysis, DMA)를 통한 열적 특성 조사에서는 0.7 당량의 경화제 함량 조성물에서 가장 높은 tanδ 값이 관찰되었다. 주사전자현미경을 이용한 에폭시-경화제 경화물의 파단면 모폴로지 관찰에서는 경화제 함량증가에 따라 파단면에서 crack에 의한 물결모양의 미세한 선들이 증가함을 보여주었다. 경화물의 시험시편 실험 결과를 통해서 0.9 당량의 경화제 함량 경화물이 기계적 강도가 우수하고 0.7 당량 조성물의 경화 시험편이 열적 및 접착 강도 측면에서 뛰어남을 알 수 있었다. 또한 잠재성 경화제를 사용한 조성물의 점도 변화를 측정하여 상온에서의 저장 안정성이 뛰어남을 확인하였다.

• 농업과학연구
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• 제24권2호
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• pp.194-206
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• 1997

본 실험은 강모래와 인공경량세골재인 퍼라이트와 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용하여 제조한 콘크리트의 물리 역학적 특성을 구명하고, 이의 실제 활용을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시되었으며, 실험을 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비는 퍼라이트를 사용한 경우가 가장 크게 나타났고, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우가 가장 작게 나타났으며, 혼화제 첨가에 의한 단위수량의 감소효과는 있었다. 2. 강모래를 사용한 경우의 단위중량은 $2,000kgf/m^3$ 이상으로 크게 나타났으며, 퍼라이트를 사용한 경우는 $1,482kgf/m^3$으로 나타났고, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 $567kgf/m^3$으로 경량성이 상당히 크게 나타났다. 그리고 기포제 첨가에 의한 콘크리트의 경량화에 대한 기여도가 크게 나타났다. 3. 강모래와 퍼라이트를 사용한 경우의 압축강도는 $187kgf/cm^2$ 과 $170kgf/cm^2$으로 나타났으나, 팽창폴리스틸렌 비드를 사용한 경우와 기포제를 첨가한 경우의 압축강도는 아주 작게 나타났으며, 인장 및 휨강도도 압축강도와 유사한 경향을 보였다. 4. 반발도시험은 압축강도가 클수록 크게 나타났으나, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우와 기포제를 첨가한 경우는 반발도를 측정할 수 없었다. 5. 초음파진동속도는 강모래를 사용한 경우가 3,974m/s으로 가장 크게 나타났고, 팽창 폴리스틸 렌 비드를 사용한 경우가 2,239m/s으로 가장 작게 나타났으며, 단위중량 및 압축강도가 클수록 크게 나타났다. 6. 정탄성계수는 강모래를 사용한 경우가 $2.50{\times}10^5kgf/cm^2$으로 가장 크게 나타났으며, 퍼라이트 및 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 $0.79{\times}10^5kgf/cm^2$과 $0.17{\times}10^5kgf/cm^2$으로 상당히 작게 나타났다. 그리고 퍼라이트와 팽창 폴리스틸렌 비드에 기포제를 첨가한 경우의 정탄성계수는 측정이 불가능하였다. 7. 사용재료에 따른 응력-변형 특성은 응력의 재하와 함께 변형이 증가하여 최대응력 이후 파괴되어 감소하는 경향을 보였으나, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 뚜렷한 최대응력이 없이 용력의 증가와 감소가 반복되면서 변형이 계속적으로 증가하는 경향을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.109-125
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• 2023

고준위방사성폐기물처분장은 공학적/천연 방벽 등을 통해 처분장의 안전성을 확보한다. 이러한 안전 수단은 다양한 방법을 통해 장/단기적 성능을 평가하고 검증되어야 한다. 한국원자력연구원은 원내에 위치한 지하연구시설인 KURT를 이용해 다양한 현장 실증실험을 수행해왔다. 선행 시험 종료 후, 개선된 형태의 실증실험인 K-COIN을 수행하기 위해 개념 설계안을 도출하고 상세 실험계획을 수립 중이다. KURT 내부에 K-COIN 실험부지 선정을 위한 예비 부지조사를 수행하였다. 연구 모듈(research gallery, RG) 세 구역에 약 20 m 심도의 시추공 총 15개를 시추하여 시추코어를 확보하고 암석 실내시험에 적합한 구간을 선정하여 무결암 시험편을 준비하였다. 준비된 시험편을 사용하여 물리적 특성 측정, 단축압축시험, 간접인장시험, 삼축압축시험을 수행했으며 이를 통해 무결암의 비중, 공극률, 탄성파 속도, 단축압축강도, 탄성계수, 포아송비, 간접인장강도, 점착력, 내부 마찰각을 측정하였다. 간단한 통계 처리를 수행한 결과, 시추 구역과 심도(상부 0~10 m, 하부 10~20 m)에 따른 무결암 물성의 차이는 크지 않은 것으로 확인되었다. 가장 대표적인 암석 물성인 단축압축강도를 바탕으로 판단하면, 모든 시추 구역과 심도에서 매우 강한 암석으로 분류되어 모든 후보 지역에서 역학적인 안전성을 확보한 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권9호
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• pp.874-880
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• 2003

AIN-BN계 머시너블 세라믹의 미세조직, 기계적 성질 및 기계 가공성에 미치는 h-BN 첨가의 영향을 조사하였다. 소결체의 상대밀도는 h-BN 첨가량의 증가와 더불어 감소하였다. 또한, 4점 굽힘 강도도 AIN 단미의 238 MPa에서 30 vo1% BN 첨가에 의해 182 MPa까지 감소하였다. 낮은 탄성계수와 AIN 매트릭스와 h-BN 입자와의 열팽창계수의 차이에 의해 발생한 잔류인장응력에 의해 AIN-BN 복합재료의 강도가 감소되었다고 생각된다. 판상형태의 h-BN 입자에 의해 균열편향과 pull-out은 증가하였으나, 파괴인성은 BN 첨가량과 더불어 감소하였다. AIN 분말표면에 존재하는 알루미나와 소결조제인 $Y_2$O$_3$와의 반응에 의해 2차상인 YAG상과 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$상이 생성되었다. AIN에 10～30 vo1%의 BN을 첨가한 복합재료에 대하여 수행한 절삭시험에서 절삭력과 배분력은 h-BN 첨가량에 따라 감소하였으며, 우수한 기계 가공성을 입증하였다. 또한, 모든 시편에서 짧은 시간 내에 0.5 $\mu$m (Ra) 이하의 비교적 양호한 표면 거칠기에 도달할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제34권4호
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• pp.294-299
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• 2010

아미노실란 처리된 점토를 제조하여, 이를 분자량이 서로 다른 폴리프로필렌(140 kg/mol과 410 kg/mol) 과 상용화제인 무수말레인산 그래프트 폴리프로필렌(50 kg/mol)과 함께 $170^{\circ}C$ 및 $190^{\circ}C$에서 용융혼합법으로 각각의 폴리프로필렌/점토 나노복합체를 제조하였다. 무수말레인산 그래프트 폴리프로필렌과 용융혼합과정에서 낮은 분자량의 폴리프로필렌은 점토 층 사이로 쉽게 침투하여 층간 거리를 58 $\AA$ 이상으로 증가시키지만, 첨가된 점토는 60~80 nm 두께의 응집체로 나노복합체 내에 분산상을 이룬다. 이와 달리 높은 분자량의 폴리프로필렌 기반 나노복합체에서는 점토는 27 $\AA$로 낮은 박리 정도를 보이며, 전반적으로 고른 점토 분산상을 형성한다. 분자 량 및 용융혼합공정의 차이에 따른 폴리프로필렌/점토 나노복합체의 미세 모폴로지 차이로 기계적 물성 및 결정 화거동이 관찰되었으며, 분자량 410(kg/mol)인 폴리프로필렌은 개질된 점토를 1~3 wt% 첨가함으로써 순수 폴 리프로필렌의 연성특성을 유지하면서 향상된 인장강도와 탄성률을 보였다.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.308-315
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• 2013

본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면개질을 위해 실란 커플링제인 bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide(TESPT)를 사용하여 표면개질 반응을 수행하였다. 반응온도, 반응시간 및 TESPT 투입량의 변화가 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), thermogravimetric analysis(TGA), elemental analysis(EA) 및 고체 $^{13}C$ 및 $^{29}Si$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)를 사용하여 분석하였다. 실리카 대비 투입되는 TESPT의 투입량을 증가시킬수록 $3746cm^{-1}$의 실리카의 고립 실란올(isolated) 피크의 세기는 줄어들었고, $2938cm^{-1}$의 TESPT의 $-CH_2$기에 의한 피크의 세기는 증가하였다. 또한 TESPT로 표면 개질된 실리카가 SBR 복합체의 기계적 물성에 미치는 영향과 SBR 기질 내에서 실란 커플링제로 표면 처리된 실리카의 분산정도를 universal testing machine(UTM)과 field emission scanning electron microscope(FE-SEM)를 이용하여 각각 측정하였다. 실험 결과 개질되지 않은 본래(pristine) 실리카를 20 phr(parts per hundred of rubber) 넣은 SBR 나노복합체에 비해 개질된 실리카 20 phr를 넣은 SBR 복합체의 인장강도는 5.65에서 9.38 MPa, 100% modulus는 1.62에서 2.73 MPa로 각각 증가하였으나, 파괴점 신장률은 349.6에서 298.9%로 조금 감소되었으며, SBR 기질 내의 실리카 분산성은 TESPT로 처리된 실리카가 본래 실리카에 비해 우수하였다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.673-680
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• 2019

GAP 및 GAP-co-BO계 에너지 함유 열가소성 탄성체(ETPE)의 하드세그먼트 함량을 30~45% 범위에서 변화시켜 합성하여 열적 특성 및 기계적 특성을 비교 연구하여 고찰하였다. FTIR 분석 결과로부터 GAP-co-BO계 ETPE와 GAP계 ETPE는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 수소결합을 형성하는 능력이 증가하였으며 GAP-co-BO계 ETPE의 수소 결합 능력이 GAP계 ETPE보다 크게 나타났다. DSC와 DMA 분석 결과로부터 GAP계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 증가하였으나, GAP-co-BO계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트가 증가하여도 유사한 값을 유지하였다. 상온 storage modulus는 GAP-co-BO계 ETPE의 값이 GAP계 ETPE 값보다 더 크게 나타났다. 이러한 거동은 GAP-co-BO계 ETPE 내의 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 강한 상분리 거동의 결과로 볼 수 있다. 그 결과 GAP-co-BO계 ETPE는 GAP계 ETPE보다 더 큰 파단강도와 더 낮은 파단신율 값을 나타냈다.