• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1990.11a
• /
• pp.36-40
• /
• 1990

세라믹재료는 ductility가 작아 그 강도가 균열의 가혹성, 즉 크기와 모양에 의하여 결정되는 특징을 가지고 있다. 한편 마모는 표면에 균열을 생성시킬 수 있기 때문에 강도에 큰 영향을 미칠 수 있다. 그러나 지금까지 강도에 미치는 마모의 영향은 잘 밝혀져 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 세라믹재료중에서도 물리적 성질들이 잘 알려져 있는 알루미나를 택하여 마모기구를 관찰하고 마모가 강도에 미치는 영향을 관찰하였다. 소결후 고온등방가압 처리된 알루미나 소결체를 입수하여 3mmX4mmX40mm크기의 굽힘시험시편으로 가공하였다. 두개의 4mmX40mm면중에서 한명을 diamond paste $1\mu m$까지 사용하여 polishing하였다. 시편의 polishing된 면위에 질화규소 볼을 올려 놓고, 하중을 가한 상태에서 볼을 와복운동시켰다. 시편위에 형성되는 마모흔적의 길이를 16mm이상이 되도록 하였다. 왕복속도는 약 2 헤르쯔도 하였다. 하중은 300, 600, 900N으로 하였다. 윤활유로는 paraffin oil을 사용하였다. 마모시험이 끝난 시편을 광학현미경 및 주사전자현미경으로 관찰한 후, 4-점굽힘시험하여 강도를 구하였다. 4-점굽힘시험시 외부 및 내부 지지점간의 거리는 30mm, 10mm로 하였으며, cross head speed는 분당 0.5mm로 하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.42 no.2 s.273
• /
• pp.88-93
• /
• 2005

Ti-AI-Si-N coating layers were deposited on WC-Co substrates by a hybrid system of arc ion plating and sputtering techniques. The coatings were prepared with different Si contents to investigate the effect of Si content on their mechanical properties and microstructures. The dry sliding wear experiments were conducted on Ti-AI-Si-N coated WC-Co discs at constant load, 3N, and sliding speed, 0.1 m/s with two different counterpart materials such as steel ball and zirconia ball using a conventional ball-on-disc sliding wear apparatus. In the case of steel ball, the friction coefficient of Ti-AI-Si-N coating layers became lower than that of Ti-AI­N coating layers. The friction coefficient decreased with increasing of Si content due to adhesive wear behavior between coating layer and steel ball. On the contrary, in the case of zirconia ball, the friction coefficient increased with increasing of Si content, indicating that abrasive wear behavior was more dominant when the coating layers slid against zirconia ball.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.32 no.1
• /
• pp.7-11
• /
• 2012

For fault detection about the abrasion stage of rotational machineries under the dynamic loading conditions unlike the traditional diagnosis method used in the past decade, the infrared thermographic method with its distinctive advantages in non-contact, non-destructive, and visible aspects is proposed. In this paper, by applying a rotating deep-grooved ball bearing, passive thermographic experiments were conducted as an alternative way to proceeding the traditional fault monitoring on spectrum analyzer. As results, the thermographic experiment was compared with the traditional vibration spectrum analysis to evaluate the efficiency of the proposed method. Based on the results obtained as NDT, the temperature characteristics and abnormal fault detections of the ball bearing according to the abrasion stage were analyzed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.198-198
• /
• 1999

본 연구는 진공상태에서 단단한 물질로 된 diamond stylus로 단결정 MgO 표면에 마모(abrasion)가 할 때 발생되는 Photon emission(PHE), electron emission(EE), 마찰력을 시간의 함수로 동시에 측정하였다. 마모가 일어나는 동안 PHE 와 EE을 시간의 함수로 측정하면 마찰력 신호(signal)와 일치하지 않고 강한 fluctuation을 보여주고 있다. 마모를 가할 때 PHE와 EE의 signal은 wear 실험이 지속되는 동안은 force signal과 관계가 있다. 그러나 변형과 마찰력의 시간의 함수에는 관계하지 않음을 알 수 있다. 본 실험에서 사용된 실험장치는 PhE, EE, frictional force을 동시에 실할 수 있는 장치이다. 광자방출 실험은 공기 중에서도 할 수 있으나 전자방출은 진공에서 얻을 수 있으므로 1$\times$10-4pa하에서 실험하였다. 전자방출은 Channel electron multiplier(bias-100V)로 검출하였고, 광자 에너지는 Gencom photomultiplier를 사용하여 180~600nm의 photon을 측정하였다. 마모는 탐색기에 관계되는 접촉점의 움직임에 관계없이 실험하였다. 시료의 처리과정과 load속도에 따른 PhE, EE, data의 방출은 시료의 표면 상태에 따라 좌우되었다. cleaved 표면은 polished 표면보다 강한 emission을 나타내었다. 이것은 마찰이 표면 상태에 의존됨을 볼 수 있었다. 속도에 따라 emission이 증가하다가 ~0.5m/s이상에서 포화상태에 도달하였다. emission 측정은 열처리한 시료와 열처리 안한 시료를 비교하였다. 발광도(luminescence)는 주로 변형(deformation)에 의해 생겼으며, 전자 방출은 벽개(fracture)에 의해 발생됨을 알 수 있었다. 측정한 3개의 signal을 시간에 따라 분석하면 stick-slip-like 현상을 볼 수 있었다. 이것으로 보아 stick은 변형에 의해 생기고 ms 후에 벽개 현상이 발생됨을 볼 수 있다. 이러한 방출 현상은 마모시 일어나는 세라믹의 급격한 벽개 과정을 이해하는 데 많은 도움을 주었다. PhE와 EE signal은 다이아몬드 stylus로 단결정 MgO 기판에 마모를 가할 때 ms 단위로 검출 할 수 있었다. 방출과 마찰력은 표면조건, load, stylus velocity에 따라 변하였다. 마찰력, PhE, EE의 시간에 따른 분석에서 PhE는 변형 과정에 민감하며, EE는 stylus velocity에 의존하였다. 본 연구의 MgO 마찰 실험에서 표면 변화에 대한 정보를 얻을 수 있었다.

• Korean Journal of Mineralogy and Petrology
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.95-106
• /
• 2023

Quartz (SiO₂) is among the major rock-forming minerals in the earth's crust. The atomistic structures of SiO₂ may evolve during diverse frictional processes. The reduction of friction of quartz-rock accompanied by its amorphization, hydration, and formation of silica gel provides mineralogical insights into earthquakes and related phenomena. Ball milling, together with rotary shear experiments have been useful to infer the atomic origins of such processes. In this study, optimal experimental conditions for ball milling for amorphization of SiO₂ were determined by taking into account various process variables. The crystallinity of SiO₂ gradually decreased and became amorphous as the ball milling time increased at a high milling speed. The degree of wear of the milling media and its effect on the amorphization of SiO₂ were analyzed using distinct milling materials (zirconia, stainless steel). The amount of ball wear increased with increasing milling time. Furthermore, the worn stainless steel particles from balls tend to interact with amorphized SiO₂ to form Si-O-Cr. These results aid in understanding the process of atomistic structural changes caused by ball milling of divserse materials with relatively high hardness, such as SiO₂, and understanding various geological friction processes.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
• /
• 1990.11a
• /
• pp.41-45
• /
• 1990

기계시스템의 파괴 마멸 진단을 위한 Condition Nonitoring 기술은 기계류의 작동 상태를 계속적$\cdot$정기적으로 검지하여 failure 발생을 사전에 예방$\cdot$조치하는데 중요성이 있으며, 계속적으로 기계시스템의 상태를 파악함으로써 차후 시스템 개선 및 윤활시스템의 최적화를 위한 data base를 구축함에 기술적용의 의의를 가지고 있다. 본 연구에서는 Condition Monitoring 기술중 Contaminant Inspection Method를 이용하여 볼베어링의 정상 마모상태에서 변화되어 가는 마모상태를 규명하며, 통계적 처리에 의해 시간의 추이에 따라 통계 변수들의 경향을 분석하며 마모 상태의 경향을 정량적으로 분석하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.287-293
• /
• 2006

Diamond-like carbon (DLC) film was deposited using benzene $(C_6H_6)$ by r. f-plasma assisted chemical vapor deposition. The tribological properties of the DLC film were tested by rotating ball-on-disc type tribometer isolated by a chamber. The tribological test was performed in air environment of relative humidity ranging from 0 to 90% in order to observe the tribological behavior of the DLC film with the change of humidity. We used steel ball and DLC coated steel ball to investigate the effect of the counterface material. Using steel ball, the friction coefficient of DLC film increased from 0.025 to 0.2 as the humidity increased from 0% to 90%. In case of DLC coated steel ball which didn't form the Fe-rich debris, the friction coefficient showed much lower dependence of humidity as 0.08 in relative humidity 90%. We confirmed that the high humidity dependence of the friction coefficient using steel ball resulted from the increase of debris size with humidity and the formation of Fe-rich debris by the wear of steel ball. And the friction coefficient was immediately dropped when the relative humidity changed from 90% to 0% during test using steel ball. From this result, we confirmed that the effect of the Fe-rich debris on the friction coefficient was that Fe element in debris formed the highly sensitive graphitic transfer layer to humidity.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.41 no.5
• /
• pp.375-380
• /
• 2004

Pb(Ni$\_$1/3/Nb$\_$2/3/)O$_3$-PbZrO$_3$-PbTiO$_3$ thick films were screen-printed on platinized alumina substrates and fired at 800-1000$^{\circ}C$. Two kinds of powders with different particle size were prepared by attrition and ball milling methods. Effects of particle size of starting material on the microstructure and electrical properties of the thick films were investigated. Average particle size of attrition milled-powder (0.44 ${\mu}$m) was much smaller than that of ball milled-powder (2.87 ${\mu}$m). Average grain size of the thick film prepared from attrition-milled powder was smaller than that of the thick film prepared from ball-milled powder at the sintering temperature of 800$^{\circ}C$. However, the difference in average particle size became smaller with increasing the sintering temperature. Thick films prepared from attrition-milled powders showed more uniform and denser microstructures at all firing temperatures. Thick films prepared from attrition-milled powders had better electrical properties at the firing temperature above 900$^{\circ}C$ than thick films prepared from ball-milled powders. Dielectric constant, remanent polarization and coercive field of the thick film prepared from attrition-milled powders and fired at 900$^{\circ}C$ were 559, 16.3 ${\mu}$C/cm$^2$, and 51.3 kV/cm, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2000.02a
• /
• pp.172-172
• /
• 2000

진공상태에서 diamond stylus로 MgO 표면을 마모시킬 때 발생되는 photon, electron과 마찰력을 시간의 함수로 동시에 측정하였다. 전자 방출(EE)은 Channeltron electron multiplier로 , 광자 에너지는 Photomultiplier tube를 사용하여 측정하였는데 180~600nm 영역의 photon을 검출하였다. 광자 방출(PhE,) 실험은 공기중에서도 할 수 있으나 전자방출은 1$\times$10-4pa 이하의 진공에서 실험하여 얻었다. 본 실험을 통하여 결정과 diamond stylus 사이에서 일어나는 마모 현상은 millisecond로 관찰하여 표면 변화에 대한 상관관계를 조사하였다. 열처리 한것과 열처리 하지 않은 시료를 비교한 결과 3개의 signal(마찰력, PhE, EE)을 시간에 따라 분석하면 stick-slip-like 현상을 볼 수 있었다. 이것으로 보아 stick은 변형에 의해 생기고 ms 후에 벽개 현상이 발생됨을 볼 수 있다. 방출과 마찰력은 표면조건, load, stylus velocity에 따라 변하였다. luminescence는 주로 변형에 의해 생겼으며, 전자 방출은 벽개(fracture)에 의해 발생됨을 알 수 있었다. 시료의 처리과정과 load 속도에 따른 Photon, electron의 방출은 시료의 표면 상태에 따라 좌우되었다. 마찰력, PhE, EE의 시간에 따른 분석에서 PhE는 변형 과정에 민감하며, EE는 stylus velocity에 의존하였다. 이러한 방출 현상은 세라믹의 급격한 벽개 과정을 이해하는데 많은 도움을 주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2014.05a
• /
• pp.886-889
• /
• 2014

차량이 도로를 달리는데 있어서 절대적으로 꼭 필요한 타이어의 기능으로는 자동차의 하중을 지탱하고 자동차의 방향 전환 유지와, 노면 충격을 흡수 완화하며, 엔진의 구동력과 브레이킹 시 제동력을 노면에 전달하는 등의 기능이 있다. 이런 기능을 수행함에 있어 타이어의 상태는 안전과 직결된다고 볼 수 있다. 주행 중 운전자가 아무리 운전을 잘한다고 하더라도 타이어의 불량으로 인한 사고를 방지할 수는 없다. 자동차의 주행 안정성을 위한 타이어의 문제 중 타이어의 편마모는 운전자의 운전습관과 휠 얼라이먼트의 이상 등으로 타이어의 특정 부위가 마모되는 증상을 일컫는데, 현재까지 점검 방법으로는 정비사가 타이어를 눈과 손으로 점검하여 판단하고 있어서 점검하는 기준이 주관적이며, 정확하게 검증할 수 없는 것이 현실이다. 이에 본 논문에서는 현실의 애매모호한 주관적인 검증기준의 단점을 보완하고자 타이어의 실제 이미지를 디지털 영상처리 기법을 사용하여 각 타이어의 마모 정도를 체크하여 편마모를 객관적으로 점검할 수 있는 시스템을 설계하고자 한다.