• Composites Research
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• v.34 no.2
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• pp.88-95
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• 2021

VARTM (Vacuum-assisted resin transfer molding) process is a low-cost process technology and affiliated with OoA (Out of Autoclave). Besides, it has been widely used in various fields. However, because of its lower quality than the autoclave process, it isn't easy to apply the VARTM process to the aerospace industry, which requires high reliability. The main problem of the VARTM process is the loss of mechanical properties due to the low fiber volume fraction and high void content in comparison to the autoclave. Therefore, many researchers have studied to reduce void and increase fiber volume fraction. This study examines whether the method of controlling atmospheric pressure could increase the fiber volume fraction and reduce void during the resin impregnation process. Reliability evaluation was confirmed by compressive strength test, fiber volume fraction analysis, and optical microscopy. As a result, it was confirmed that increasing the atmospheric pressure step by step in the VARTM process of impregnating the preform with resin effectively increases the fiber volume fraction and reduces void.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.10 no.1
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• pp.24-30
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• 1998

솔젤법을 이용하여 단분산의 실리카 입자를 제조하고 농도변화에 따른 실리카 분산 액의 유변학적 거동을 해석하였다. 단분산 실리카 입자의 제조는 솔젤법을 이용한 액상반으 으로 제조하였고 입자의 안정화를 위하여 입자표면에 실란커플링제를 코팅하여 유기용매에 서 안정성을 갖도록 하였다. 분산액의 농도에 따른 유변학적 거동을 조사하기 위하여 부피 분율( )이 0.05인 희박 분산계로부터 =0.55의 고농도 분산계를 제조하였다. 솔젤법을 통하 여 단분산 실리카 입자를 성공적으로 제조하였으며 실란커플링제인 ${\gamma}$-methacryloxypropyl triethoxysilane로 입자의 표면을 화학적 방법으로 처리하여 유기용매 상에서 알킬기의 작용 에 의한 hard-sphere'특성을 나타내도록 하였으며 동시에 분산안정성을 유지할수 있었다. 입자 분산계는 =0.25이하의 부피농도에서는 분산용매와 같은 뉴톤거동을 보여주었으며 이 이이상의 농도에서는 비뉴톤거동인 전단담화(shear thinning)현상과 high shear limiting viscosity를 나타내었다. 이결과는 Krieger-Dougherty 식을 따름이 확인되었으며 부피분율 =0.50정도까지도 이식이 잘적용됨을 확인하였다. 부피분율 =0.50 이상의 고농도 입자 분산계 는 급격한 점도의 증가와 함께 전단담화와 전단탁화(shear thickening)현상이 모두 관찰되었 다. 특히 전단탁화를 일으키는 특헝전단변형률(cr)이하의 전단변형률에서는 안정되고 빠른 점성반응(viscous response)을 보여주었으나 특성 전단변형률 부근과 이상의 전단변형률 영 역에서는 매우 불안한 거동이 보여짐을 확인하였다. 그러나 이러한 점도 거동은 가역적이며 전단변형률을 증가시킬때와 감소시킬 때의 유변학적 거동이 거의 일치하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.8
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• pp.784-790
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• 2003

Present investigation shows the analysis results for ceramic reinforced metal matrix composite under uniaxial transverse tensile loading. The resulting deformation, the projected damage type, and stress-strain behavior were computed depending on microstructure details such as the type of periodic reinforcement array, and the type of interface bonding. A two-dimensional finite element analysis was conducted based on the unit-cell of square, hexagonal, or diagonal periodic away For composite with strong interface bonding, the transverse stress vs. strain curve was generally increased with the increase of the ceramic volume fraction. For the composite with weakly bonded interface, however, the transverse stress vs. strain curve was reduced against the ceramic volume fraction. The decrease was caused by the interface debonding-induced stiffness reduction of the composite. For the composite of weakly bonded interface, the relative reduction rate in the final limit stress for hexagonal array was larger than that for square array. Outcome of the present study was compared favorably with the published literature data.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.3 no.2
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• pp.117-123
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• 1991

현탁액에 대한 기본적인 유변학적 특성을 조사하기 위해 입자의 부피분율에 따른 점도의 변화를 측정하였고 현탁액의 Die Swell 현상에 대해 실험적으로 규명하였다. 뉴톤성 특성을 조사하기 위해 입자의 부피 분율에 따른 점도의 변화를 측정하였고 현탁액의 Die Swell 현상에 대해 실험적으로 규명하였다. 뉴톤성 특성을 갖는 Silicone 오일을 현탁 매질 로 사용하였고 미세한 유리 구슬이 filler로써 사용되었다. 현탁액의 점도는 Couette 점도계 와 모세관 점도계를 사용하였다. 관의 입구와 출구에 대한 보정을 위해서 Bagley의 방법을 이용하였으며 중력으로 인한 Swell의 감소효과를 제거하기 위해서 분사 유체와 유사한 밀 도를 지니며 분사 유체와 섞이지 않는 유체를 담은 부력용기가 사용되었다. Die Swell 현상 은 사진을 찍고 이를 정밀한 확대경을 통해 관찰함으로써 수치적으로 값을 얻었다.

• Composites Research
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• v.13 no.6
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• pp.1-8
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• 2000

The fabrication Process of $Al_2O_{3p}$/AC8A composites by pressureless infiltration technique and the effects of additive Mg content and volume fraction of particulate reinforcement on mechanical and wear properties were investigated. It was found that the bending strength decreased with increasing volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles. Whereas hardness increased with volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles. The decrement of strength in case of high volume fraction of $Al_2O_{3p}$ particles was attributed to high porosity level. In terms of additive Mg content, $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing around 5~7wt% of additive Mg indicated the highest strength, and hardness values increased with additive Mg contents. Wear resistance of AC8A alloy were improved by reinforcement of $Al_2O_{3p}$ particles especially at high sliding velocity. Wear property of $Al_2O_{3p}$/AC8A composites and AC8A alloy exhibited different aspects. $Al_2O_{3p}$/AC8A composites indicated more wear loss than AC8A alloy at slow velocity region. However a transition point of wear loss was found at middle velocity region which shows the minimum wear loss and wear loss at high velocity region exhibited almost same value as at slow velocity region, whereas wear loss of AC8A alloy almost linearly increased with sliding velocity. It was found that $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing $Al_2O_{3p}$ volume fraction of 20% exhibited abrasive wear surface regardless of sliding velocity and $Al_2O_{3p}$/AC8A composites containing $Al_2O_{3p}$ volume fraction of 40% showed slightly adhesive wear surface at low sliding velocity, and it progressed to severe wear as increasing the sliding velocity.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.46.1-46.1
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• 2010

일반적으로 석출물의 석출은 핵생성(Nucleation)-성장(Growth)-조대화(Coarsening)의 단계를 거친다. 핵생성에 의해 생성된 개개의 핵들은 아직 열역학적으로 평형 상태가 아니다. 석출물의 부피 분율은 아직 상태도에서 예측할 수 있는 값까지 도달하지 못했다. 과포화된 기지에서 생성된 핵은 계속적으로 기지로부터 용질 원자를 공급받아 성장하게 된다. 석출물의 성장은 그 부피 분율이 상태도에서 예상되는 값에 도달할 때까지 계속된다. 시간에 따른 석출 분율 계산과 분산된 석출물들이 matrix내에서 어느 정도 용해도를 갖는다면, 보다 작은 크기의 입자들은 용해되어 보다 큰 입자로 석출(성장)하려는 경향이 있다. 이러한 현상의 구동력은 전체 시스템의 계면 에너지 감소에 의해 주어지며, 결국 하나의 큰 입자만이 존재하게 될 것이다. 본 연구에서는 석출분율을 계산하기 위해 상용프로그램인 Pandat을 통해 Mg-Al 2원계합금의 상태도 및 석출분율 계산을 위한 열역학 데이터를 계산하였다. 계산된 열역학 데이터는 C언어로 함수화 하여 입력하고 Excell을 통해 석출분율을 계산하였다. 계산된 석출분율과 실험값의 비교를 통해 fitting parameters를 대입하여 계산값 및 실험값의 오차율을 줄였다. 본 연구에서 계산된 석출분율은 미래의 석출상 크기 및 분포 등을 개발하는 기초데이터로 활용할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.5
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• pp.622-627
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• 2013

Colloidal silica is used in various industrial products such as chemical mechanical polishing slurry for planarization of silicon and sapphire wafer, organic-inorganic hybrid coatings, binder of investment casting, etc. An accurate determination of particle size and dispersion stability of silica sol is demanded because it has a strong influence on surface of wafer, film of coatings or bulks having mechanical, chemical and optical properties. The study herein is discussed on the effect of measurement results of average particle size, sol viscosity and electrophoretic mobility of particle according to the volume fraction of eight types of silica sol with different size and surface properties of silica particles which are presented by the manufacturer. The measured particle size and the mobility of these sol were changed by volume fraction or particle size due to highly active surface of silica particle and change of concentration of counter ion by dilution of silica sol. While in case the measured sizes of small particles less than 60 nm are increased with increasing volume fraction, the measured sizes of larger particles than 60 nm are slightly decreased. The mobility of small particle such as 12 nm are decreased with increase of viscosity. However, the mobility of 100 nm particles under 0.048 volume fraction are increased with increasing volume fraction and then decreased over higher volume fraction.

• Composites Research
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• v.13 no.2
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• pp.40-50
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• 2000

In an effort to construct a structure under the design principle of minimal use of materials for maximum performances, a discrete gradient structure has been introduced in laminate composite systems. Using a sequential linear programming method, the gradient structure of composites to maximize the buckling load was optimized in terms of fiber volume fraction and thickness of each layer. The buckling load showed maximum value with the outmost [$0^{\circ}$] layer concentrated by almost all the fibers when the ratio of length to width(aspect ratio) was less than 1.0. But when the aspect ratio was 2.0, the optimum was determined in a structure where the thickness and fiber volume fraction were well-balanced in each layer. From the optimization of gradient structure, the optimal fiber volume fraction and thickness of each layer were proposed. Gradient structures have also shown an advantage in the weight reduction of composites compared with the conventional homogeneous structures.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.39-40
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• 2014

마그네슘합금을 주조한 후 열간압출하여 CaO 첨가와 열간압출이 마그네슘 합금의 고온산화에 미치는 영향을 조사하였다. CaO 첨가효과는 첫째, $CO_2+1%SF_6$ 보호가스 없이 마그네슘 합금을 대기 중에서 주조할 수 있도록 하며, 둘째, 내열성을 크게 증진시켜 마그네슘합금의 산화 한계를 증가시키는 것이다. 열간압출 효과는 모재의 결정립계에 존재하는 석출물을 파괴시켜 석출물의 부피분율을 감소시키는 것으로서, CaO를 첨가할수록 석출물의 분율이 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.133-134
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• 2011

전기도금을 이용하여 $TiO_2$ 입자들을 니켈 도금층에 넣은 Ni-$TiO_2$ 복합체를 만들때 pH, 전류형태에 따른 열적안정성에 대한 영향을 평가하였다. pH 범위는 1, 2, 3.4 였으며, 전류형태는 직류, duty cycle 50%의 펄스를 사용하였다. pH가 낮으면 도금속도는 낮아졌으나 $TiO_2$의 부피분율은 증가하였고, 펄스를 이용하면 도금속도는 증가하였으나 $TiO_2$ 부피분율은 감소하였다. 경도는 pH가 낮으면 상온에서는 낮았으나 고온에서는 상대적으로 경도값이 높았다.