• Tribology and Lubricants
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• 제1권1호
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• pp.38-45
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• 1985

Ferrography 방법은 유체중 마모입자를 Substrate glass 위에 Van der Waals 힘에 의하여 분산교착 시키므로써 윤활 Systems에서의 기계요소들의 동특성적 마모진행과정및 mechanism의 정성적및 정량적인 분석을 가능케 한다. 정성적 방법으로는 광학현미경으로부터 SEM, X-Ray Emissiom, EDAX등의 분석방법이 적용되고 있으나, 정량적으로는 마모입자의 크기별 분포함수에 따른 Variance, Kurtosis, Skewness와 같은 인자함수의 변이가 마모진행 과정과 진행될 마모형태기구의 예측인자로서 연구되고 있다. 수치적 Model로 마모진행기구를 예측할 경우 third moment의 Skewness 가 Size 및 number분포에 따라 예민하게 반응을 나타내는 결과를 보이고 있다. 이러한 정량분석을 위하여는 실험 Sample에 따라서, 즉 오염도에 따른 Sample희석이 따르는데, 이러한 Sample 희석이 정량적 분포에 미치는 영향에 관한 연구결과는 아직 없다. 따라서 본연구에는 용제희석이 정량적 마모입자 분포에 미치는 영향을 image analyser인 Quantimat 720을 이용하여 검토하였으며 전영역의 희석률에 적용될 수 있는 Standard Calibration function에 따른 수학적 model을 유도하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.196-205
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• 2024

본 연구에서는 노면에서 생성된 타이어 마모입자가 강우 강도에 따라 환경 구획별로 이동하는 양을 예측하고자, 도로 노면에서 타이어 마모입자의 샘플 포집과 정량화 분석 연구를 수행했다. 샘플 포집은 3일 평균 강우(0-60 mm/day) 발생 후 도로 노면이 완전히 건조된 2일 후, 도로 노면에 남아있는 타이어 마모입자의 샘플을 포집했다. 포집된 샘플은 크기와 밀도 분리를 통해 타이어 마모입자만을 분리했고, 강우가 없는 날(0 mm/day)의 타이어 마모입자 60.2 g 값을 기준으로 강우 이후 노면에 남아있는 타이어 마모입자의 함량의 차이를 산출하면, 강우 강도에 따라 0-49.4 g의 타이어 마모입자가 환경 구획으로 이동할 수 있는 것으로 확인했다. 또한, 강우 강도가 60 mm/day 일 때 5 mm/day와 비교해 타이어 마모입자의 환경 구획별 이동하는 양이 3.75배 높음을 확인했고, 선행 연구 결과를 활용하여 연간 국내 도로 환경에서 강우에 의해 환경 구획으로 이동 가능한 타이어 마모입자의 총량은 9,592 ton이며, 이 중 288 ton이 해양 미세플라스틱으로 영향을 줄 수 있다는 연구 결과를 도출했다. 단, 본 연구는 한정적 공간과 예측된 결과란 한계가 있으나, 타이어 마모입자의 저감을 위해서 국내 도로 환경과 하수 처리시스템 개선의 필요성을 언급하고자 한다. 향후 본 연구 결과의 검증을 위해 실제 환경 구획에서 샘플 포집과 타이어 마모입자의 농도 분석 연구를 수행할 계획이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권9호
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• pp.1005-1012
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• 2014

기어의 구동은 여러 기계요소에서 동력전달을 가능하게 해주는 가장 중요한 요소이다. 이러한 기어 접촉면에서의 상태는 마모, 재료의 변형 그리고 윤활 상태에 따라 크게 좌우되며, 이러한 상태 변화는 기어의 수명에 큰 영향을 준다. 따라서, 이러한 상태 진단에 대한 해법은 원활한 구동을 위한 필수요소이다. 기어의 상태 변화는 연마 마모(Abrasive wear), 점식 (Pitting), 스커핑(Scuffing), 스폴링(Spalling) 등을 유발하며, 이러한 마모들은 기어로부터 발생하는 진동 레벨을 상승시킨다. 본 연구에서는 스퍼 기어를 장착한 기어 박스를 이용한 실험적 연구를 통해 기어의 표면 피로 마모를 평가하기 위해 진동 신호로부터 구해진 통계적 변수들과 Stribeck Curve 와의 상관관계를 검증하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권2호
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• pp.157-163
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• 2004

금속 임플란트 재료들의 마모저항을 향상시키기 위하여 질소 이온주입 및 이온도금 기술을 적용하였다. 질소 이온주입 된 초내식성 스테인리스강(S.S.S)의 마모이온용출 특성을 S.S.S, 316L SS, TiN코팅된 316S SS와 비교 평가하기 위하여 탄소로 원자흡수분광분석기를 이용하여 시편들로부터 마모용출된 Cr과 Ni 이온량을 측정하였다. 또한, 저온아크증착법을 이용하여 TiN, ZrN, TiCN코팅된 Ti(Grade 2)원반의 마모저항을 비교하였고, 질소이온주입 및 질화물 코팅된 표면충의 화학적 조성은 SAES(scanning Auger electron spectroscopy)를 이용하여 분석하였다. 질소 이온주입된 S.S.S 표면으로부터 마모에 의하여 용출된 Cr과 Ni 이온량은 표면처리하지 않은 스테인리스강들에 비하여 크게 감소하였다 그러나 인공고관절에 걸리는 하중조건 하에서 실행된 마모이온용출실험에서 이온에너지 100 KeV로 질소이온 주입된 표면층은 20만회 내에서 쉽게 제거되었다. 질화물 코팅된 Ti 시편들의 마모저항도 크게 향상되었고, 그 마모특성은 코팅층의 화학적 조성에 따라 크게 차이가 났다. 코팅두께 3Um의 코팅시편들 중 TiCN 코팅된 티타늄이 가장 높은 내마모 특성을 보였으나 같은 하중조건 하에서 disk(Ti)-on-disk 마모실험에서 그 질화물 코팅면들의 마모 무게감 소비는 1만회 아래에서 모두 Ti의 마모비와 유사하게 전환되었다. 본 실험으로부터 얻어진 연구결과에 의하면, 100 KeV 질소이온주입 및 두께 3$\mu\textrm{m}$의 길화코팅된 표면층의 경우 표면 경화충의 깊이가 충분치 않아 높은 하중을 받는 임플란트의 마찰부위에 사용하기에는 한계가 있음을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.62-62
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• 2010

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등에 의한 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공대용물로써 최근 인구의 고령화와 질병, 사고의 증가에 따라 그 수요가 급격히 증가하는 추세를 보이고 있다. 인공관절의 소재로는 현재 metal-on-polymer(MOP) 소재가 가장 많이 사용되고 있는데, metal 소재로서는 Co-Cr계 합금이, polymer 소재로서는 초고분자량 폴리에틸렌 (ultra high molecular weight polyethylene) 이 주로 사용되고 있다. MOP 소재의 경우 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인해 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 metal 소재로 주로 사용되고 있는 Co-Cr계 합금의 경우 인공관절의 마모, 부식 현상에 의해 Co, Cr등이 체내에 용출되어 세포독성의 문제를 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 고체원소 이온주입 기술을 이용하여 316L stainless steel 기판에 niobium을 이온 주입 한 후 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 counterpart 소재인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 의 마모를 줄이는 실험을 진행하였다. Pin-on-disk tribometer를 통해 마모 테스트를 진행하여 NbN 박막의 내마모특성을 평가하였으며, 박막의 결정구조 및 화학적 특성을 평가하기 위해 XRD, AES 분석을 수행하였다. 또한 박막의 경도와 표면조도를 측정하기 위해 micro hardness tester, AFM을 이용하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.230-235
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• 2009

전동차 차륜에 대한 마모 특성과 차륜의 마모가 차량 진동특성에 미치는 영향을 분석하고자 도심 곡선구간에서 운용되는 전동차를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 차륜답면의 마모는 차륜 원형삭정 후 주행 초기(30,000km 이하)에 차륜 치수 및 등가답면구배 변화가 심한 직립마모 특성을 보이고 있다. 시험차의 누적주행거리가 증가함에 따라 차륜의 마모가 진전되고 그에 따른 차체의 진동 수준은 증가하는 경향을 보이고 있음을 확인하였다. 차체 진동 평균은 좌우, 상하방향 모두 "양호" 수준으로 평가되고 있으나 누적주행거리 증가에 따라 증가하여 "양호" 구간의 한계치에 이르고 있다. 특히, 차체 진동 최대 값은 더욱 뚜렷한 증가 특성을 보이고 있으며, 이는 불균일한 진동발생 가능성이 커진다고 예측할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.21-27
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• 2018

본 논문에서는 수평 방향의 경계선 정보를 이용한 마모 정도 및 편마모 검출 알고리즘을 제안한다. 입력 이미지의 노이즈는 양방향 필터로 제거한 다음 제안된 마스크를 사용하여 필터링된 이미지에서 경계선이 추출된다. 타이어가 마모됨에 따라, 타이어 숄더 또는 타이어 바퀴의 바닥에 팬 홈이 수직 홈보다 더 많이 바뀐다. 그러므로 타이어 숄더 또는 타이어 홈의 모서리는 수직 홈의 모서리보다 타이어 장착에 대한 정보가 더 많다. 제안 된 마스크는 이 특징을 반영하여 수평 모서리 추출에 사용된다. 경계선 추출 후, 경계선 이미지는 두 가지 레벨 시스템으로 표현된다. 이진화 이미지의 경계선 화소는 착용도 및 불균일한 착용을 결정하는 데 사용된다. 이 제안 된 방법은 다른 장비 없이 쉽게 사용할 수 있다. 제안 된 방법은 실제 차량을 사용하여 수행되었으며, 실험 결과는 착용도 및 착용 불균일성을 검출하는데 있어 제안 된 방법의 우수한 성능을 보여준다.

• 대한소아치과학회지
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• 제29권2호
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• pp.217-225
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• 2002

시술시간을 줄이는데 유리한 재료인 유동성 복합레진을 유구치부에 사용하려고 고려할 때 중요한 물성 중 하나는 마모저항성이다. 이 연구의 목적은 유동성 복합레진의 마모저항성을 일반복합레진의 마모저항성과 비교하는 것이다. 실험에 사용된 유동성 복합레진으로 1군에서는 Arabesk flow (VOCO, Germany) 2군에서는 Tetric flow (Vivadent, Liechtenstein) 3군에서는 Aeliteflow (Bisco, U.S.A.), 4군에서는 Filtek flow (3M Dental Co, U.S.A)을 사용하였으며 대조군으로 사용한 5군의 복합레진은 Z100 (3M Dental Co, U.S.A)이었다. 시편들(n=10)은 두께 2mm, 지름 5mm의 원통모양으로 제작하여 마모시험 전 $37^{\circ}C$의 증류수에서 7일 동안 담가 놓았다. 제1소구치와 레진시편을 MTS 시스템에서 2Hz로 50,000회 접촉, 마모시켰다. 마모시험시 lateral excursion은 0.4mm, 교합력은 2-100N의 조건이었다. 마모시험후 마모된 부피, 최대마모깊이, 재료자체의 표면경도를 측정하였고 마모 되지 않은 표면과 마모가 일어난 표면을 주사전자현미경으로 관찰하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 마모된 부피는 3군에서 가장 적었고 4군에서 가장 많았으며 3군<1군<2군<5군<4군의 순서로 증가하였다. 2. 3군, 1군, 2군은 5군이나 4군에 비해 통계적으로 유의하게 마모부피가 적었다(p<0.05). 그러나, 3군, 1군, 2군 사이에서와 5군, 4군 사이에서는 각각 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 3. 최대마모깊이는 1군에서 가장 낮았고, 4군에서 가장 깊었으며 1군<3군<5군<2군<4군의 순서로 증가 하였다. 4. 5군의 표면경도는 다른 유동성 복합레진군에 비해 통계적으로 유의하게 높았으나(p<0.05), 마모부피나 최대마모깊이와는 통계적으로 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 5. 마모되지 않은 표면과 마모가 일어난 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 유동성 복합레진군과 5군 사이에 마모양상이 다르게 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-64
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• 1993

고탄소 Dr-Ti 합금강의 회전접촉 피로마모실험에서 실험조건에 따라 다르게 변화하는 subsurface zone의 가공경와의 정도를 잔류응력의 분포로서 조사하였다. 시험전 표면잔류응력은 마모특성에 영향을 주지 못하였고, 접촉응력과 회전속도가 증가할수록 표면 잔류응력은 감소하여 갔으나 subsurface zone내의 최대압축잔류응력은 증가하였고, 그의 포화깊이는 깊었다. 이들 실험결과와 이론적 전단응력의 분포와의 관계에 관하여 검토하였다.