• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.112-117
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• 2003

The purpose of this work is to general approach to numerically simulating wear in rolling and sliding contact area between wheel and rail interface based on the analysis of dynamics with general MBS package. A simulation scheme is developed that calculates the wear at a detailed level. The estimation of material removal follows Archard's wear equation which states that the reduction of volume is linearly proportional to the sliding distance, the normal applied load and the wear coefficient and inverse proportional to hardness. The main research application is the wheel-rail contact of Korea High Speed Railway.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1349-1354
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• 2013

고온의 가스유로를 조절하는 개폐식(On-Off)밸브의 구동축과 라이너 사이에 위치하여 구동장치로의 고온 가스유입을 방지하는 기밀 소재에 대하여 연구하였다. 기밀 소재로 사용된 그라파이트(Graphite)는 구동장치에 의한 구동축의 지속적인 움직임으로 인해 마모가 발생한다. 본 논문은 고온가스 조절 밸브 내의 기밀 소재로 사용된 그라파이트(Graphite, HK-6)에 대한 상 고온 마모 특성을 평가하였다. 구동축의 소재인 레늄합금(W-25Re)에 대하여 그라파이트의 마모 시험을 수행하고 마찰계수와 비마모율을 비교하였다. 상온과 실제 작동 환경인 고온 $485^{\circ}C$에서 미끄럼속도와 접촉하중의 변화에 따른 마찰계수와 비마모율을 평가하였다. 마모표면의 SEM 분석을 통하여 상 고온 마모표면에 관찰되는 third body 를 확인하고 이로 인한 윤활효과를 고찰하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.98-105
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• 2017

A pin-on-disk test is performed to measure the wear volume of a ductile cast iron (DCI) roll when it wears down using a high carbon steel and two alloy steels at different sliding velocities between the roll and the material (steel). Normal pressure is set as constant and test temperatures are 400, 500 and $600^{\circ}C$. In addition, thermal softening behavior of the DCI roll is examined using a high-temperature micro-hardness tester and the surface hardness variation of the DCI roll is expressed in terms of temperature and heating time. Based on experimental data, a wear coefficient used in Archard's wear model for each material is obtained. The wear volume is clearly observed when the test temperature is $400^{\circ}C$ and sliding velocity varies. However, it is not measured at temperatures of $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ even with variations in sliding velocity. From the optical photographs of the pin and disk, the abrasive wear is observed at $400^{\circ}C$ clearly, but no at $500^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$. At higher temperatures, the pin surface is not smooth and has many tiny caves distributed on it. It is found that wear volume is dependent on the carbon contents rather than alloy contents. Results also reveal that the variations of wear coefficients are almost linearly proportional to the carbon contents of the material.

• 한국재료학회지
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• 제4권7호
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• pp.733-740
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• 1994

페놀수지 결합재에 보강섬유의 종류에 따라서 내염섬유 보강 복합재(OFRP), 탄소섬유 보강 복합재(CFRP), 유리섬유 보강 복합재(GFRP), 아라미드 섬유 보강 복합재(AFRP)를 제조하였다. 각 보강섬유의 분율을 달리함에 따라 마찰계수 및 마모율을 측정하여 각 보강섬유의 특성이 미치는 영향을 관찰하였다. 아라미드의 섬유량이 45tw%일 때 평균 마찰계수가 0.353-0.383으로 가장 높게 나타난 반면에 핏치계 탄소섬유를 45wt% 보강한 경우 0.164-0.190으로 가장 낮게 나타났다. AFRP와 CFRP의 마모율은 낮게 나타내었으며, GFRP와 OFRP는 섬유분율이 증가함에 따라 급격히 증가하는 양상을 보였다. OFRP는 마모 diagram이 불안정하였으며 CFRP와 AFRP는 대체적으로 안정한 형태를 나타내었다. GFRp는 상당히 불안정한 마모diagram을 나타낸 것으로 보아 마찰 안정성이 가장 떨어짐을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.344-350
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• 2004

탄소 섬유강화 에폭시기지 복합재의 경면 가공한 스테인리스강 상대재와 마찰과 마모에 바탕을 둔 연구에서는 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 복합재의 비마모율은 하중이 증가하면 N방향와 P방향에서는 증가하는 경향을 보이며,AP방향에서는 감소한다. 이것은 마모 메카니즘의 영향으로 속도가 증가하면 마모 이착막의 생성이 빨라져 이착막 속의 탄소섬유가 윤활제의 역할을 하기 때문이다. (2) 복합재의 마찰계수는 하중이 증가하면 N방향과 AP방향에서는 하중 39.2N까지 증가하다가 그 이상의 하중에서는 감소되며 AP방향에서는 하중이 증가함에 따라 서서히 증가하며, 또한 그 값은 N방향에서 가장 크고, AP방향이 가장 적다. (3) 일방향 탄소섬유 강화 복합재의 마모 거동에 미치는 하중의 효과는 다르며 마찰초반에 발생한 섬유에 의한 쟁기질과 섬유 굽힘 및 미소크랙에 의한 섬유 균열과 파괴에 따른 마모 메카니즘의 형태에 의한 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2308-2313
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• 2015

본 논문은 내화물 슬레이트용 고체윤활제를 제조하기 위하여 Starch 및 Graphite의 함량 변화를 통하여 점도, 마찰계수 및 마모성능을 평가하여 Starch, Graphite와 water 간의 적절한 함량 조합을 찾고자 하였다. 먼저 starch 15 wt%일 때 점도는 graphite 함량에 따라 점도 상승이 커짐을 알 수 있었다. 또한 마찰계수 시험에서는 starch 15 wt%이고, graphite 30 wt%일 때 마찰계수가 가장 적었다. 이는 물의 함량이 줄어들고 고체의 비율이 높아짐에 따라 흡착력이 낮아져 표면에서 피막이 조금씩 탈락되며 마찰계수가 상승하는 것으로 판단된다. 마모 시험결과 starch 15 wt%이면서, graphite 25 wt% 혹은 30 wt%일 때 가장 양호한 결과를 얻었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.72-80
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• 2009

소형 다이나모 시험기를 이용하여 4종류의 금속계 소결마찰재와 내열합금 디스크간의 마찰특성을 평가하였다. 고속철도용 소결마찰재는 항공기용 소결마찰재 보다 높은 마찰계수와 마찰계수 안정성을 나타내며, 마모량도 적었다. 또한, 동합금 기지 마찰재는 철계 기지 마찰재보다 마찰면의 온도가 급격히 상승하면 냉각도 빨리 이루어졌다. 시험 후 모든 마찰면에서 Fe 기지의 산화피막이 형성되었고, 산회피막에 따라 마찰특성이 달라졌으며, 마찰면에서는 정상마 모분이 일부가 마찰면 단차부에서 트랩되는 것을 확인하였다.

• 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.

• 폴리머
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• 제25권1호
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• pp.133-141
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• 2001

산화억제제로 사용한 이규화 몰리브덴($MoSi_2$)의 함량에 따른 일방향 탄소/탄소 복합재료의 마찰 및 마모 특성에 관하여 대기상태 하에서 정속마찰시험기를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 탄소/탄소 복합재료는 마찰온도 150~180${\circ}C$에서 급격한 마찰계수의 전이, 즉 normal wear 영역에서의 낮은 마찰계수(${\mu}$=0.15~0.2)에서 dusting wear 영역에서의 높은 마찰계수(${\mu}$=0.5~0.6)로의 전이를 나타내었다. 이렇게 마찰계수가 전이하는 온도범위의 존재는 탄소/탄소 복합재료로 만든 브레이크가 복합재료의 열적 특성에 큰 영향을 받는다는 것을 의미한다. 그리고 산화억제제인 $MoSi_2$를 가지는 탄소/탄소 복합재료는 이를 함유하지 않은 복합재료에 비해 약 1.5배 정도의 낮은 평균마찰계수 및 마모율을 나타내었으며, 특히 4 wt% $MoSi_2$ 함량을 가진 복합재료가 가장 큰 마모활성화 에너지 값을 나타내었다.