• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.246-252
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• 2021

Among the engine components of an internal combustion engine, the valve train is a series of systems that supply intake gas to the combustion chamber and operate intake and exhaust valves that discharge exhaust gas. If excessive wear occurs in the valve train system, the suction and exhaust valves do not open and close on time, which leads to abnormal combustion and exhaust gas. In this study, we conduct experiments and analyses on friction and wear characteristics of the valve train system. Moreover, we experimentally study the correlation between the pinball and pinball cap on engine oil lubrication, friction experiment, wear amount analysis, and surface analysis. Specifically, we experiment using Ball on reciprocating tribo-tester and apply commercial engine oil sold on the market engine oil. We construct the experimental conditions for each new oil and oil. Accordingly, the completed specimen was subjected to a confocal microscope to check the wear volume, observe the surface of the specimen, and confirm the elemental components using a scanning microscope (SEM) and an energy dispersion X-ray spectrometer (EDS). Through this experiment, we analyze the friction and wear characteristics of valve train components according to engine oil grade, and the obtained data serve as an effective engine oil management method.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5D호
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• pp.813-819
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• 2006

미끄럼 저항은 타이어와 도로노면의 마찰저항을 나타내는 지수로 차량의 주행 안전성에 지대한 영향을 미친다. 타이어의 상태, 노면의 마모도, 주행속도, 노면의 건조, 습윤, 결빙 등에 따라 미끄럼저항의 크기는 달라진다. 특히 겨울철 도로노면의 경우 강설 후 기온강하에 도로포장표면이 결빙이 발생할 경우 미끄럼저항이 급격히 저하되며, 미끄럼저항을 회복하고자 제설 작업을 수행하게 된다. 제설작업 후에는 습윤상태로 노면조건이 바뀌게 되는데, 제설제가 노면에 잔류하게 되면 일반적인 습윤상태에서의 미끄럼저항을 확보치 못할 수 있다. 본 연구에서는 국내 포장도로의 대다수를 차지하는 밀입도 아스팔트와 타이닝 콘크리트 포장노면에 대하여 실험실 조건에서 노면 결빙시, 제설중 제설후 잔류물이 노면에 있을 경우의 조건에서의 미끄럼저항을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과 노면 결빙시 미끄럼저항 회복시간은 수용액 살포방법이 고체염 살포방법 보다 빠르며 제설제 중에는 소금이 가장 빠르게 나타났다. 노면에 잔류한 제설제는 콘크리트 시편이 아스팔트 시편보다 미끄럼저항 값이 높게 나타났으며 습윤 노면 상태와 비교시 미끄럼저항 확보율은 54~80% 이다.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권5호
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• pp.415-423
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• 2023

With the increasing attention to environmental pollution caused by particulate matter globally, the automotive industry has also become increasingly interested in particulate matter, especially particulate matter generated by automobile brake systems. Here, we designed a coating composition and analyzed its mechanical properties to reduce particulate matter generated by brake systems during braking of vehicles. We designed a composition to check the mechanical properties change by adding Cr₃C₂ and YSZ to the WC-Ni-Cr composite composition. Based on the designed composition, coating samples were manufactured, and the coating properties were analyzed by Vickers hardness and ball-on-disk tests. As a result of the experiments, we found that the hardness and friction coefficient of the coating increased as the amount of Cr₃C₂ added decreased. Furthermore, we found that the hardness of the coating layer decreased when YSZ was added at 20vol%, but the friction coefficient was higher than the composition with Cr₃C₂ addition.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권5호
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• pp.500-510
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• 2008

연구목적: 최근 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅이 연구되고 있으며, 이들을 금속표면에 코팅 시 마찰계수의 감소와 부식에 대한 저항, 물리적 취약함의 해소 등의 효과를 얻을 수 있으며. 코팅된 지대주 나사에서 마모와 적합도, 풀림력이 향상되었다는 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 지대주 나사에 적용된 코팅이 나사 풀림에 미치는 영향을 알아보아 임상적으로 문제가 되고 있는 지대주 나사의 풀림현상을 해소하는데 그 목적이 있다. 연구재료 및 방법: 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사와 (그룹 A) WC/C (그룹 B)와 TiN (그룹 C)으로 코팅된 지대주 나사의 10회 반복 착탈시 풀림력 및 표면의 변화를 비교해본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 결과: 1. 반복 착탈 전, 그룹 A는 일정한 방향성을 가진 다소 거친 표면이 관찰되었으 나 그룹 B와 그룹 C는 코팅된 입자들이 관찰되었으며 코팅층이 전체적으로 균일하고 매끈한 모양을 나타내었다. 2. 반복 착탈 전, 그룹 B에 비해 그룹 C의 표면에서 코팅 입자의 크기가 더 크고 두껍게 코팅 된 모양을 나타내었다. 3. 반복 착탈 후, 그룹 A와 그룹 B에서는 지대주 나사 표면의 마모와 변형이 관찰 되었으며 그룹 B에서는 코팅 입자의 탈락 현상을 볼 수 있었다. 4. 반복 착탈 전과 후의 지대주 나사 무게의 변화를 측정한 결과 그룹 A가 가장 큰 감소를 보였으며, 그룹 C가 그룹 B 보다 무게의 변화가 적었으나 두 그룹간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 5. 그룹 B와 그룹 C는 그룹 A에 비해 높은 평균 풀림력을 나타내었고 통계학적으로 유의할 만한 차이가 있었다. 6. 그룹 A에서 그룹B 와 그룹 C보다 평균 풀림력의 감소 경향이 더욱 현저 하게 나타났다. 결론: 결론적으로, WC/C 또는 TiN 코팅된 지대주 나사는 반복적인 사용 후에도 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사에 비해 뚜렷한 표면 변화를 보이지 않았으며 마모에 대한 저항성이 우수하였고 높은 풀림력을 나타내었다. 따라서 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅을 적용 시 나사 풀림의 문제점을 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한관절경학회지
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• 제10권1호
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• pp.70-76
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• 2006

목적: 금속 봉합 나사못을 이용한 견관절 습관성 전방 탈구 수술 후, 여러 원인에 의하여 발생한 금속 봉합 나사 못 돌출 합병증을 보고하고 발생 원인, 임상 양상 및 관절경적 치료에 대하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 견관절 습관성 전방 탈구로 봉합 나사못을 이용한 Bankart 수술을 시행 받은 후 운동시 들리는 관절내 마찰음 및 통증 또는 불안정성을 호소하며 내원하여 관절경 재수술을 시행받은 환자 5명을 대상으로 하였다. 처음 수술 이후 재수술까지의 평균 기간은 5.2개월이었다. 환자들은 관절경 재수술시 봉합 나사못의 돌출이 확인되었으며 관절경 술식을 이용하여 돌출 봉합 나사못을 제거하였다. 결과: 주 증상은 4명에서 통증을 동반한 관절내 마찰음이었으며 이 마찰음은 외전 및 외회전시 분명하게 들렸다. 1명은 통증과 함께 견관절 불안정성을 호소하였다. 견관절 운동 범위는 외회전만 약간 감소되었을 뿐 거의 정상 소견을 나타내었다. 돌출되었던 봉합 나사못의 위치는 5시 방향 1명, 4시 방향 2명, 2시 및 3시 방향 각각 1명씩이었다. 그 중 2명은 전방 관절와연에서 5 mm 정도 내측 관절면 위에 위치하였다. 나머지 3명은 올바른 위치에 삽입되어 있었으나 나사못 주변의 연골 마모 및 골소실이 관찰되었다. 재수술시 5명 모두 상완골두에 연골 손상이 발견되었으며 1명은 관절와에도 연골 결손이 동반되었다. 재수술 후 2년째 추시 결과 재탈구나 불안정성을 보이는 환자는 없었으며 통증에 대한 VAS 점수는 수술 전 3.4에서 수술 후 1.2로 감소되었다. Constant 점수는 수술 전 65점에서 수술 후 89점으로 증가하였으며 ASES 점수도 수술 전 67점에서 수술후 88점으로 증가하였다. 결론: 봉합 나사못 합병증으로 인한 증상은 불안정성을 동반하지 않는 경우가 많으며 대부분 재활 운동 시점부터 증상이 나타나지만 정상적인 수술 후 통증과 구분이 어려운 경우가 많다 그러나 돌출된 봉합 나사못은 상완골두 연골의 파괴를 유발하는 심각한 합병증을 초래하므로 봉합 나사못 돌출이 의심되면 관절경을 통하여 관절내의 변화를 관찰하며 돌출된 봉합 나사못을 다시 삽입하거나 제거하여야 한다. 봉합 나사못 제거에 본 수술 방법을 사용하면 용이하게 봉합 나사못 제거가 가능하리라 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.58-65
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• 2019

폴리머 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 짧고, 압축, 인장, 휨, 부착강도, 마찰저항성, 마모감량 등이 우수해 건축 재료로써 폭넓은 활용이 기대되는데, 특히, 레진 바인더와 골재만의 결합으로 이루어진 폴리머 콘크리트는 진동 감쇠 성능이 우수하여, 다양한 보강재로의 활용과 관련한 연구가 진행되고 있다. 한편, 이러한 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 일반 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 특성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려한 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 압축, 인장, 휨, 부착강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~6.5배 이상 큰 차이를 보였다. 폴리머 콘크리트의 기본적인 물리적 특성에 근거하여 폴리머 콘크리트의 일반적인 사용성에 대해 검토함과 동시에, 에폭시 혼입비율에 따른 동적 특성인 감쇠비를 해석 모델과 실험을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성은 일반 콘크리트의 동적 강성 보다 20% 높고, 손실률은 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.148-148
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• 1999

다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가진 입방정 질화붕소(cubic Boron Nitride)는 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되는 자료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 기대되는 재료이다. 특히 탄화물형성원소에 대해 안정하여 철계금속의 가공을 위한 공구재료로의 응용 또한 크게 기대된다. 이 때문에 각종의 PVD, CVD 공정을 이용하여 c-BN 박막의 합성에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 많은 성공사례들이 보고되고 있다. 그러나 이러한 c-BN 박막의 유용성에도 불구하고 아직 실제적인 응용이 이루어지지 못한 것은 증착직후 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력문제때문이다. 본 연구에서는 평행자기장을 부가한 ME-ARE(Magnetically Enhanced Activated Reactive Evaporation)법을 이용하여 c-BN 박막을 합성하고, 합성된 c-BN 박막의 밀착력에 미치는 공정인자의 영향을 규명하여, 급격한 박리현상을 보이는 c-BN 박막의 밀착력 향상을 위한 최적 공정을 도출하고자 하였다. BN 박막 합성은 전자총에 의해 증발된 보론과 (질소+아르곤) 플라즈마의 활성화반응증착(activated reactive evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평행자기장을 부여하여 플라즈마를 증대시켜 반응효율을 높혔다. 합성실험용 모재로는 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 30$\times$40 mm크기로 절단 후, 100%로 희석된 완충불산용액에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한후 사용하였다. c-BN 박막을 얻기 위한 주요공정변수는 기판바이어스 전압, discharge 전류, Ar/N가스유량비이었다. 증착공정 인자들을 변화시켜 다양한 조건에서 c-BN 박막의 합성하여 밀착력 변화를 조사하였다. 합성된 박막의 결정성 분석을 FTIR을 이용하였으며, Bn 박막의 상 및 미세구조관찰을 위해 투과전자현미경(TEM;Philips EM400T) 분석을 병행하였고, 박막의 기계적 물성 평가를 위해 미소경도를 측정하였다. 증착된 c-BN 박막은 3~10 GPa의 큰 잔류응력으로 인해 증착직후 급격한 박리현상을 보였다. 이의 개선을 위해 증착중 기판바이어스 제어 및 후열처리를 통해 밀착력을 수~수백배 향상시킬 수 있었다. c-BN 박막의 합성을 위해서는 증착중인 박막표면으로 큰 에너지를 갖는 이온의 충돌이 필요하기 때문에 기판 바이어스가 요구되는데, c-BN의 합성단계를 핵생성 단계와 성장 단계로 구분하여 인가한 기판바이어스를 달리하였다. 이 결과 그림 1에서 나타낸 것처럼 c-BN 박막의 핵생성에 필요한 기판바이어스의 50% 정도만을 인가하였을 때 잔류응력은 크게 경감되었으며, 밀착력이 크게 향상되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1999년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.37-37
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• 1999

Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권1호
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• pp.61-68
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• 2010

연구 목적: 임플란트 보철물의 유지 나사에 적용되는 전하중은 나사를 조임으로써 임플란트와 지대주 사이에 인장력이 발생하면서 나사가 신장되는 힘을 말한다. 이 연구는 전하중에 영향을 미치는 생역학적 요인들과 나사 풀림에 기여하는 다양한 요인에 대하여 문헌을 고찰하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 1981년부터 2009년까지 발표된 나사 풀림을 다룬 임상연구 중 설정한 기준에 합당한 문헌을 요약하여 나사 풀림의 빈도를 밝혔고 나사의 안정성과 전하중에 관한 생역학을 다룬 문헌을 조사하고 요약하였다. 또한, 본 교실에서 연구한 실험실적 결과도 포함시켰다. 결과 및 결론: 나사 풀림의 정도는 나사에 토크를 가하는 기술이 발달함에 따라 현저히 감소하고 있다. 그 외에도 나사의 재질, 마찰계수를 감소시키기 위한 피복 기술의 발달 및 나사산의 모양 등 전하중에 영향을 줄 수 있는 요인을 고찰하였다. 전하중이 일정 수준 이하로 떨어지게 되면 나사의 움직임이 발생하게 되는데 이는 장기적으로 축적되어 피로파절 및 응착 마모, 소성 변형 등을 유발하게 되므로 주의해야 한다. 최적의 전하중을 주기 위해서는 토크 렌치를 이용하고 환자의 재내원시 다시 토크를 가하는 방법 등이 추천된다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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• pp.239-246
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• 2006

프레스다이용 코일스프링은 자동차 및 전자제품의 외형생산에 필요한 금형 내에 장착되는 금형용 스프링으로서 녹아웃 및 스트리퍼 등에 사용되고 있다. 프레스다이용 코일스프링이 사용 중 파손 시에는 고가인 금형의 손상 및 생산성에 영향을 미칠 수도 있기 때문에 사용 환경에서의 신뢰성확보가 요구되어지고 있다. 특히 중(重)하중 및 극중(極重)하중용 스프링은 과거 현장에서 파손사례가 자주 발생함으로 인해 외산을 선호하는 경향이 있는 형편이다. 이에 국산 스프링의 신뢰성검증 및 확보를 위해 신뢰성기반구축사업을 통해 신뢰성평가기준(RS D 0014)가 제정되었으며, 이 평가기준에 의거하여 국내 업체의 제품에 대해 신뢰성평가를 실시하였다. 프레스다이용 코일스프링의 파손원인은 주로 반복하중에 의한 피로파손과 일정한 변위의 변형으로 발생하는 코일스프링 자유높이의 축소로 크게 구분되어질 수 있다. 시험결과 주 파손양상은 피로에 의한 균열발생이었으며, 코일 끝단부와 끝단부 직하부의 코일과의 마찰에 의한 균열발생이 주원인이었다. 즉, 코일의 끝단면과 직하면 코일이 연속적으로 부딪침으로써 발생한 변형 및 마모에 의해 표면균열이 발생하고, 표면균열에서 반복적인 부하하중이 가해짐으로써 피로균열 진전을 통해 점차적으로 파손이 진행되어졌음을 알 수 있었다. 본 발표에서는 기준에 의거하여 로하중용 프레스 다이용 코일스프링을 평가한 신뢰성평가시험 결과에 대해 보고하고, 파단면 관찰과 외산제품과의 미세조직 및 조성 등의 비교분석결과 등을 기초로 파손원인을 분석한 결과에 대해 보고하고자 한다.제고할 수 있을 것으로 기대한다.X>$CdCl^+,\;CdSO_4$ 등이 형성되었다. 수은의 경우는 해수 및 증류수를 용출용매로 이용한 모든 경우에서 납, 구리, 카드뮴과는 달리 대부분 침전하였다. 더욱이 해수에 존재하는 고농도 염소($Cl^-$)와의 수착으로 인해 finite solid인 calomel($Hg_2Cl_2$)이 형성되어 대부분 침전(SI=0)되기 때문에 납, 구리, 카드뮴 보다 더 낮은 환경이동성을 갖을 것으로 사료된다. 상기 실험결과 용출용매로 증류수와 해수를 이용했을 때, 제강 슬래그에서 용출되는 납, 구리, 카드뮴, 수은의 용출 경향의 차이를 확인할 수 있었고 이에 따라서, 납, 구리, 카드뮴의 용출 유해성은 낮기 때문에 해양구조물로의 제강슬래그 유효이용은 적합할 것으로 판단되었다.im80%$로 계산되었다. 열형광선량계로 측정된 방사선량은 각각 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 (70 cm 거리) cGy로 측정되었으며, 환자의 복부 표면에서의 서베이메터를 이용한 측정량은 10.9 mR/h였다. 차폐구조물의 사용 시 전체 치료 동안에 태아선량은 약 1 cGy 정도로 평가되었다. 결론 : AAPM Report No.50의 자료에 따르면, 임산부의 방사선 치료 시 태아의 방사선 피폭선량은 5 cGy 이하일 경우에 방사선 피폭에 따른 태아의 위험이 거의 없는 것으로 제시되고 있다. 본원에서 차폐 구조물을 설치하였을 경우에 측정된 태아선량은 약 1 cGy로 측정되었고, 고안된 차폐구조물