• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.177-178
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• 2009

DLC (Diamond-like Carbon) 코팅막은 저마찰, 고경도, 낮은 표면조도 등의 우수한 특성을 갖는 박막 물질로 다양한 산업분야에서 그 코팅막의 활용을 목적으로 응용연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 화학기상증착(PCVD) 공정을 이용하여 바이어스, 진공도, 공정 온도 등의 코팅 조건 변수를 이용하여 DLC 코팅막을 제작하였다. 또한, 코팅막은 공정 조건에 따라 증착속도, 표면 및 단면 조직, 밀착력, 경도, 마찰계수 등의 특성을 평가하였다. 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 DLC 코팅막 제조는 상온과 $175^{\circ}C$에서 이루어졌으며, 저온 중 DLC 코팅막 제조가 가능해짐에 따라 고분자 와 같은 저융점을 갖는 피처리물의 코팅처리가 가능하여 산업적 응용의 확대가 기대된다. SEM 표면 조직 관찰에 따른 DLC 코팅막의 표면조직과 조도는 공정조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았지만, 밀착력에 있어서는 매우 큰 차이를 나타내었다. 스크래치 시험 결과 가장 높은 밀착력은 100 N 이상을 나타내었으며, 이 때의 마찰계수는 약 0.02를 나타내었다. 가장 낮은 마찰계수는 약 0.01을 보였으며, 이때의 밀착력은 25 N을 나타내었다. 증착속도는 바이어스 전압의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 온도의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1992년도 제16회 학술강연회초록집
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• pp.50-56
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• 1992

공업재료의 표면은 수많은 돌기들로 구성되어 있으며 이러한 돌기들의 접촉으로 진실접촉이 이루어진다. 그러므로 마찰은 겉보기 접촉면적과는 무관하며 진실접촉면에서 일어난다. 표면의 한 돌기가 접촉면과 상대운동을 함으로 인하여 마찰열이 발생된다. 이러한 마찰에너지 발산의 결과로서 진실접촉면적 주위의 국부적인 표면 온도가 상승되며 따라서 표면의 평균온도가 상승된다. 이러한 표면온도를 결정하기 위한 이론적 및 실험적인 방법이 많이 제시되어왔다. 정적상태에서의 표면온도는 Block(1937)과 Jaeger(1942)에 의해 이론적으로 소개하였다. Jaeger는 열원의 위치와 상대적인 접촉운동 그리고 크기 및 경계조건 등의 특정한 조건 하에서 진실접촉점의 온도를 계산하였다. 이에 Bany와 Baber(1984)는 그들의 경계조건이 잘목 정의되었음을 지적하고 더욱 세분화된 경계조건으로 온도분포를 유도한 바 있다. Ling(1969)은 접촉점에서의 온도가 주변의 겉보기 접촉면적의 온도보다 훨씬 높다는 것을 수치해석으로 밝혀냈다. 본 연구는 고속정밀촬영기를 이용하여 진실접촉점에서 발생하는 Hot spot의 온도분포를 실험을 통하여 규명하고 그 결과를 Geoim과 Winer의 이론식에 적용하므로 식의 유용성을 검증하는데 그 목적이 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권4호
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• pp.397-403
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• 1994

레이놀즈수에 대한 투수층흐름 마찰계수의 관계식을 개발하고자 투수층수조 실험을 실시하였다. 사용된 투수층수조는 물이 거의 수평으로 흐르도록 유도하는 장치이다. 각 구간마다 수두의 변화로 한번의 실험으로 다양한 수리조건을 재현할 수 있는 포괄성을 갖고 있으며, 여러 조의 수리실험을 실시하였다. 보다 광범위한 수리조건을 재현하기 위하여 여러 크기의 골재를 사용하였고 유출량도 다양하게 송출하였다. 기존자료를 이용하여 형상계수 산정식을 개발하였으며, 금번 수조실험의 결과를 이용하여 레이놀즈수가 1부터 600까지의 조건에서 투수층흐름 마찰계수를 구하는 양해법 산정식을 개발하였다. 관측된 마찰계수의 분포경향을 고려하였을 때, 레이놀즈수가 600보다 큰 난류조건에서도 동일 산정식을 사용할 수 있으리라 기대된다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
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• pp.64-68
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• 1998

본 연구에서는 다양한 종류의 섬유를 일방향으로 배향시켜 제작한 복합재료의 트라이볼로지 연구를 수행하였으며 특히 섬유의 배향과 활주속도가 트라이볼로지 성질에 미치는 영향을 연구하였다. 실험에 쓰인 시편은 유리 섬유, 아라미드 섬유, 그리고 고탄성 탄소 섬유를 보강재료로 에폭시 수지를 모재로 사용한 일방향섬유 복합재료이며 각각의 시편을 스테인레스 강 상대 마찰면에 마찰시켜 마모량과 마찰 계수를 구하였다. 실험조건으로 사용한 여러 활주속도에서 탄소섬유복합재료가 모든 섬유배열방향에서 아라미드섬유복합재료와 유리섬유 복합재료보다 마모율과 마찰계수가 낮은 경향을 보였으며 특히 높은 속도에서는 탄소섬유복합재료의 특성이 뛰어남을 알 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2080-2093
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• 2008

대표적으로 높은 운동에너지를 가지는 고속철도와 항공기의 제동장치에 적용되는 금속계 소결마찰재와 내열강 간의 트라이볼로지 특성 연구를 목적으로 각각 2종류의 고속철도용 금속계 마찰재와 항공기용 금속계 마찰재를 Lab-Scale Dynamometer를 이용하여 시험하였다. 그 결과 철도용 금속계 마찰재가 항공기용 마찰재에 비해 높은 마찰계수 및 마찰계수 안정성을 나타내었고, 마모량도 철도용 금속계 마찰재는 항공기용 마찰재에 비해 약 50%수준에 불과하여 본 시험조건에서는 철도용 소결마찰재가 뛰어난 것으로 나타났다. 또한, 동계 마찰재가 철계 마찰재보다 제동시 급격하게 온도가 상승하며, 냉각도 동계 마찰재가 빨리 되지만, 동계 마찰재라도 마찰재의 기지의 량에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 마찰재에 따라 마찰면에 형성되는 산화피막의 안정성은 달라지는 것으로 나타났으며, 산화피막은 $Fe_2O_3$와 $Fe_3O_4$계통이며, 마찰재에 따라서 마모메카니즘이 달라지는 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권5호
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• pp.436-442
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• 2013

마찰용접은 축 대칭 단면금속을 용접하는 매우 유용한 결합 과정이다. 본 논문에서는 굴삭기용 호스 니플의 관대관 마찰용접을 시행하여 수송산업 등에 적용 가능성을 제안하고 마찰용접 변수의 기계적 특성을 분석하여 최적화 조건을 결정하고자 하였다. 회전속도, 마찰가열압력 및 가열시간 등 주요 변수를 선정하고 각 매개변수의 세 가지 수준에서 실험을 수행하였다. 한편, 최적의 마찰용접조건을 비파괴적으로 도출하기 위하여 음향방출기법이 적용되었으며 카운터, 이벤트 및 파형과 주파수 스팩트럼 등의 AE 파라미터들을 이용하여 마찰용접시 발생하는 신호를 분석하고자 하였다. 인장시험 결과 최적의 용접 변수는 회전속도 1300 rpm, 마찰가열압력 15 MPa, 마찰가열시간 10초로 나타났으며, 이벤트는 마찰용접된 시험편의 인장강도를 추정하는데 유용한 파라미터가 되었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.58-72
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• 2006

암반구조물의 규모가 점차 대형화됨에 따라 암반이 자유면에 노출되는 확률이 높아지고 있으며, 최근 들어 지진이나 발파, 고속철도의 운행에 의한 진동 등으로 야기되는 동적 하중의 발생빈도가 증가하는 추세이므로 동적 하중조건 하에서 암반 불연속면의 거동 특성 파악을 위한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 자유면에 노출된 블록의 동적 거동을 모사할 수 있도록 경사면 진동대 시험장비를 제작하였고, 다양한 동적 하중 조건하에서 편평한 화강암 절리면의 마찰 거동 특성을 분석하였다. 경사시험을 통해서 구한 한계 경사각과 진동하중 하에서의 임계가속도로부터 역산한 정적 마찰각을 비교한 결과 동하중 하에서 정적마찰각이 $4.5\~8.2^{\circ}$ 정도 낮게 산정되는 경향을 보였다. 이론적인 암석 블록의 마찰 거동을 표현하는 블록 거동 프로그램을 작성하고, 진동하중에 의해 미끄러지는 암석 블록의 가속도 및 변위 계측결과를 개발된 프로그램에 의한 결과와 비교하여 암석 절리면의 동적 마찰각을 산정하였는데 동적 마찰각 역시 한계 경사각에 비해 $2.0\~7.5^{\circ}$ 정도 감소하는 결과를 얻었다. 동하중 하에서 측정된 정적 마찰각과 동적 마찰각은 가해진 가속도의 크기나 진폭 등의 하중 특성과 기하조건에 따라 달라지는 경향을 보였다. 개별요소 프로그램을 이용하여 진동대 시험을 모사하였는데, 계측결과 및 개발된 프로그램에 의한 결과와 비교적 잘 일치하였다. 진동대 시험에 의한 동적, 정적 마찰각은 직접전단시험에 의한 기본 마찰각보다 현저히 작게 산정되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권4호
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• pp.349-357
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• 1989

전분질을 당화시킬 때 유리구와 같은 분쇄마찰매체 (attrition-milling media)를 첨가하여 교반함으로써 생전분질 -효소 현탄액에 분쇄마찰효과를 주어 전분입자를 구조적으로 변화시켜 당화를 현저히 촉진시키는 적절한 무증자 당화법을 연구해오고 있다. 본 연구는 전분질의 무증자 당화에 적합한 고효율 및 저에너지 소모형 분쇄마찰매체 함유 효소반응기의 개발을 목포로, impeller를 갖춘 agitated bead type bloattritor를 설계 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 무증자 옥수수전분을 기질로 당화에 적합한 bioattritor의 최적 조작조건을 검토하였고, 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torque 측정장치를 개발하여 부하되는 torque 및 분쇄마찰 매체의 교반에 소요되는 energy를 측정하였고 중요 변수의 영향을 검토하였다. 또한 energy 소모와 생 전분의 효소당화 촉진효과와의 상관관계를 규명하였으며, bioattritor의 경제성을 전망하였다. 전분질의 최적 당화조건에서 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 동력은 1.53watt/ι로서 매우 적었다. 분쇄마찰매체 함유 효소반응계는 에너지 절약형 공정으로 사료되며, 이를 이용한 무증자 전분 효소당화공정의 산업적 활용 전망이 예상된다.

• KSBB Journal
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• 제4권3호
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• pp.215-220
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• 1989

불용성 기질인 섬유소의 고효율 효소당화에 적합한 저에너지 소모형 분쇄마찰매체 함유 효소반응기의 개발을 목표로 수평형 회전축에 부착된 paddle에 의해 반응조 내부의 섬유소-분쇄마찰매체-효소의 혼합액을 교반 마찰시키는 horizontal paddle type bioreactor를 제작하여 효용성과 당화조건을 검토하였다. 여러 실험조건하에서 당생성효율과 분쇄마찰매체의 교반시 소모되는 에너지를 다른 두 형태의 bioreactor와 비교 분석함으로서 공업적 활용을 위한 기술적, 경제적 타당성을 비교평가하였다. 표준당화조건은 3mm의 분쇄마찰매체를 500g / L로 첨가하여 200rpm에서 교반할 때였으며, 특히 HPTB는 고농도 기질의 당화에 적합한 bioreactor로 판단된다. 표준당화조건에서 분쇄마찰매체의 교반시 소모되는 동력은 1.7watch/g였으며, 고농도 기질을 이용할 경우 더욱 낮은 동력소모로 당을 생산할 수 있었다. 뿐만 아니라 scale up이 용이할 것으로 예상되는 등 섬유소의 고농도 당화에 적합한 고효율 분쇄마찰매체함유 효소반응기로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1347-1353
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• 2011

마찰교반용접은 일반적인 용접법에 비하여 기계적 성질, 용접결함의 감소, 재료 절감 그리고 짧은 생산시간과 같은 장점 때문에 제작공정에 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 이전의 실험 결과를 이용하여 마찰교반용접의 최적 조건을 검토하고 최적의 마찰용접조건에서 접합된 7075-T651 알루미늄 판재의 3가지 다른 영역, 즉 용접재, 열영향부재 그리고 모재에 대한 피로균열전파의 거동을 고찰하는 것이다. 최적의 마찰교반용접조건은 회전속도 800rpm, 이송속도 0.5mm/sec로 결정되었으며, 최적의 마찰교반용접에서 용접된 시험편에 대한 피로균열전파율은 3가지 영역의 재질, 즉 용접재, 열영향부재, 모재와 균열의 구동력에 크게 의존함을 보였다.