• 기계와재료
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• 제21권4호
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• pp.24-29
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• 2010

새로운 소재의 개발과 더불어 이의 특성을 평가하기 위한 여러 방법들도 새롭게 개발, 적용되어 왔다. 그러나 동일한 소재라도 사용 환경에 따라서 그 특성은 다르게 나타나기 때문에 사용 적정성의 평가는 반드시 수행되어야 한다. 특히 소재의 내구성이 한계에 달하는 극한환경에서 사용을 목적으로 하는 경우 더욱 그러하다. 이 분야의 연구는 전통적으로 미국, 일본, 독일 등을 중심으로 개발되어 왔으나 근래 국내의 연구개발도 산, 학, 연 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 우리 연구소에서는 당해연도를 시작으로 극한환경 소재 기술개발을 수행하고 있다. 본고에서는 초고온 환경에서 사용되는 탄소-탄소 복합소재의 특성평가를 목적으로 이 분야의 비파괴평가 기술개발 동향을 소개한다.

• 세라미스트
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• 제13권6호
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• pp.7-12
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• 2010

극한환경용 소재기술의 발전은 새로운 기기의 설계 및 제작을 가능하게 하고, 이에 따른 고효율 시스템의 운전을 실현할 수 있게 한다. 청정 에너지 확보, 에너지 전환 효율 극대화, 항공우주 기술의 확보 등 21세기 신성장 동력산업의 주요 이슈들은 시스템 운전여건을 고온의 극한 환경으로 처하게 한다. $SiC_f$/SiC 복합체는 우수한 고온 성능으로 고온 극한환경에 적용할 수 있는 잠재성을 지닌 소재로 항공우주 산업, 방위산업, 원자력 산업 및 에너지 산업에서 적용되고 있거나 적용이 검토되고 있다. 일본은 OASIS (Organization of Advanced Sustainability Initiative for Energy System/Material) 주도로 FEEMA 프로젝트에서 엔진부품용 $SiC_f$/SiC 복합체 개발을 추진 중이며, 유럽연합과 BA (Broad Approach) 프로젝트를 통하여 핵융합로 적용소재에 관한 연구를 수행 중이다. 또한 미국과 TITAN 공동프로젝트 내에서도 $SiC_f$/SiC 복합체에 대한 연구가 진행 중이다. 미국의 일본과의 TITAN외에도 일본원자력연구원 (JAEA) 및 프랑스 원자력연구소 (CEA)와도 공동연구를 수행하고 있다. 프랑스 CEA는 고온가스로의 피복재로 개발을 수행하고 있다. 이외에도 유럽연합은 RAPHAEL 프로그램과EXTREMAT 프로그램에서 $SiC_f$/SiC 복합체 개발을 수행하고 있다. 또한 소규모이지만 $SiC_f$/SiC 복합체의 상업적인 판매가 일본에서 시작되었고, 가까운 미래에 범용적으로 적용할 상업적인 판매를 시작하는 단계로 발전할 수 있으리라 생각된다. 이외에도 미국 ASME는 고온 설계코드 개발을 위한 준비를 진행 중이다. 아울러 가속화된 제조공정 기술 개발과 설계코드 및 DB 구축과 같은 소재 적용여건의 성숙은 $SiC_f$/SiC 복합체가 상용소재로 적용될 가능성을 높이고 있으며, 개량 후보소재에서 현용재로 적용될 시기를 앞당길 수 있는 계기가 되리라 생각된다. 따라서 국내에서 이에 걸맞는 체계적인 투자와 연구가 진행되어야하겠다.

• 기계와재료
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• 제21권4호
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• pp.56-64
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• 2010

산업의 고도화에 따른 산업 기기의 사용 환경이 가혹해지고 있어 극한의 부식 환경에서 사용될 수 있는 다양한 합금개발이 요구된다. 타이타늄 합금은 다른 금속 소재에 비해 뛰어난 내식성을 가지고 있어 석유화학 해양 발전용 소재로 활용되고 있으며 그 적용범위가 점차 확대되고 있다. 특히, 고농도 고온의 환경조건에서 내식성이 우수하고, 기존의 합금보다 경제성이 뛰어나 타이타늄합금을 위한 연구개발이 이루어지고 있다. 본 고에서는 타이타늄 합금의 내식특성 응용 현황과 최근 합금개발관련 연구동향에 대해 기술하였다.

• 섬유기술과 산업
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• 제7권1호
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• pp.80-91
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• 2003

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.146-151
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• 2024

The demand for research on materials with excellent cryogenic strength and ductility has been increasing, particularly for applications such as liquid hydrogen (20 K) storage tanks. To effectively utilize liquid hydrogen, a system capable of maintaining and operating at 20 K is essential. Therefore, preliminary research and verification of the cooling system are crucial. In this study, a heat transfer analysis was conducted on a cooling system to meet the cryogenic environment requirements for cryogenic hydrogen chamber, which are conducted at liquid helium temperatures (4 K). The cooling mechanism in a helium cooling system was examined using numerical analysis. The numerical cooling trends were compared with experimentally obtained cooling results. The good agreement between numerical and experimental results suggests that the numerical approach developed in this study is applicable over a wide range of cryogenic systems.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권6호
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• pp.255-260
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• 2022

This research presents tetrahedral amorphous (ta-C) coating on the artificial tooth for improving the durability and functionality (esthtics, foreign body of tooth) by filtered cathodic vacuum arc (FCVA). A differentiated coating method is required for a ta-C coating on polymer owing to the low melting point of the polymer, inter-facial adhesion, low friction, and non-conductivity. Herein, ta-C coating is applied below 50℃, and the potential difference of the carbon plasma drawn to the substrate was controlled by applying a positive duct bias voltage without using a substrate bias voltage. Consequently, the ta-C coating with a thickness of 70nm using the duct bias condition of 20V with the highest plasma intensity satisfies the esthetics of the artificial tooth and had a 5B level of inter-facial adhesion. In addition, the composite hardness of ta-C/polymer is 380 MPa, and correlations with esthetics, sp³ bonding, and mechanical properties. The friction coefficient (CoF) of the ta-C coating in a water-lubricated environment is 0.07, showing a six-fold reduction in CoF compared with that of a polymer.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제28권2호
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• pp.7-17
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• 2015

• 기계저널
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• 제54권11호
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• pp.42-45
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• 2014

이 글에서는 최근 자원개발이 북극과 같은 극한지로 확대됨에 따라 해양구조물에 요구되는 소재의 특성 향상 연구 동향에 대해 소개하고자 한다.

• 기계저널
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• 제53권4호
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• pp.49-53
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• 2013

이 글에서는 기존 플라스틱 대비 최고 10배 높은 열전도율, 알루미늄에 버금가는 강도, 그리고 뛰어난 내환경성을 가지며, 금속소재 대비 가볍고 가공성이 좋은 폴리머 복합재료 제조 기술과 이를 극한 환경용 열교환기의 재료로 적용하기 위한 연구에 대해 소개하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.99-99
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• 2011

우주는 초청정 진공 환경이며, 곳에 따라서는 고에너지 기체 상태가 융합되어 있는 극한 융합 환경으로, 신물질이 만들어 지고 지상환경에서는 얻을 수 없는 특성들을 얻을 수 있는 환경이다. 초청정 환경, 고에너지 기체상태, 무중력으로 대변되는 우주 환경을 초고진공 플라즈마 레비테이션 기술을 통해 지상에서 모사할 수 있는 기술을 개발하고 이를 활용해서 신소재 공정 기술을 개발하는 것을 목표로 하는 '우주환경 기술 기반 융합기술 개발' 사업이 시작 되었다. 본 사업은 신소재나 신공정기술을 개발함에 있어, 기존의 기술을 개선하는데서 탈피하고 극한기술과 극한 환경 융합 기술을 활용하는 새로운 접근법을 도입하자는 의도에서 제안되었으며, 진공, 플라즈마, 부양, 초고온 등 극한 환경 구현 핵심 요소 기술과 이들이 융합된 원천 기술을 확보함으로써 물성 DB 자체 생산, IT 산업용 고부가 소재 부품 개발, 가속기와 우주 개발 등 거대 과학 발전에도 기여할 수 있다.