• Composites Research
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• 제34권2호
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• pp.88-95
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• 2021

VARTM(Vacuum-assisted resin transfer molding) 공정은 OoA(Out of Autoclave)에 속하는 저가형 공정기술로 다양한 분야에 널리 사용되어 왔다. 그러나 오토클레이브 공정보다 품질이 낮아 고신뢰성이 요구되는 항공산업에는 적용하기 어려웠다. VARTM 공정의 주요 문제는 오토클레이브 대비 낮은 섬유부피분율과 높은 Void 함량에 의한 기계적 물성의 손실이었다. 따라서 많은 연구자들이 Void를 줄이고 섬유부피분율을 높일 수 있는 연구를 수행해 왔다. 이러한 연구의 흐름에 따라 본 연구에서는 수지 주입 과정 중 대기압을 제어하는 방법이 섬유부피분율을 높이고 Void를 감소시킬 수 있는지 검토하였다. 신뢰성 평가는 Void와 연관성이 있는 압축강도시험, 섬유부피분율 분석, 광학현미경 촬영을 통해 확인하였다. 결과적으로 VARTM 공정에서 수지 주입과정 중 대기압을 단계별로 높이는 방법이 섬유부피분율 증가와 Void 감소에 직접적인 효과가 있음을 확인하였다.

• 유변학
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• 제10권1호
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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.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권8호
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• pp.784-790
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• 2003

본 논문은 세라믹재료가 강화재로써 보강된 복합재료가 횡방향의 단축인장하중을 받는 경우, 복합재료의 변형, 재료내 발생되는 손상의 특징, 및 응력-변형률 특성에 관한 컴퓨터 해석결과이다. 해석은 SiC/Ti 시스템을 대상으로 하였으며, 특성은 강화재의 배열형태, 강화재/기지 계면에서의 결합유무, 강화재의 부피분율변화에 대하여 각기 해석되었다. 계면에서 강한 결합이 있는 복합재와는 달리, 약한 결합의 복합재는 인장하중에 의하여 세라믹/기지 계면에서 분리가 발생되었다. 이 분리는 전체 복합재의 강성을 감소시키며, 세라믹 강화재의 부피분율이 증가할수록 탄성계수 및 횡방향 평균응력의 최종크기를 나타내는 한계응력의 크기감소로 나타났다. 계면결합이 강한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 다소 큰 증가율로 나타났다. 그러나, 계면결합이 약한 경우는 세라믹 부피분율이 증가할수록 사각형 배열보다는 육각형배열의 복합재에서 상대적으로 큰 감소율로 해석되었다. 본 연구의 해석결과는 알려진 문헌의 결과와 잘 일치하였다.

• 유변학
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• 제3권2호
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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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• 제13권6호
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• pp.1-8
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• 2000

무가압함침법에 의한 $Al_2O_{3p}$/AC8A 복합재료의 제조와, 제조법과 관련하여 부가적인 Mg의 첨가와 강화상의 부피분율이 $Al_2O_{3p}$/AC8A복합재료의 기계적 성질과 마모저항에 미치는 영향을 조사하였다. 강화상 입자와 기지재료의 일부를 분말로 조합한 혼합분말 속으로 기지금속을 자발적으로 침투시켜 부피분율이 20~40%인 $Al_2O_{3p}$/AC8A 복합재료를 제조할 수 있었다. 그러나 강화상의 부피분율이 40%인 복합재료의 경우 기공율의 상승으로 복합재료의 강도는 저하하였다. Mg의 첨가량이 5~7wt% 일 때 가장 높은 강도를 나타냈으며, 경도는 Mg 첨가량의 증가에 따라 점진적으로 상승하였다. $Al_2O_{3p}$/AC8A복합재료는 저속에서 기지재료에 비해 내마모성이 저하하였으나, 고속에서는 AC8A합금에 비해 약 5.5배의 우수한 내마모성을 나타냈다. 마모기구의 관찰에 의해 부피분율 20% $Al_2O_{3p}$/AC8A복합재료의 경우 연삭마모가 주된 마모기구임을 알 수 있었으며, 부피분율 40% $Al_2O_{3p}$/AC8A복합재료는 높은 기공율로 인한 마모 가중으로 저속에서도 경미한 응착마모가 관찰됐고 마찰 속도가 증가함에 따라 격심한 마모로 진행되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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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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• 제51권5호
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• pp.622-627
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• 2013

콜로이달 실리카는 실리콘과 사파이어 웨이퍼의 정밀연마슬러리, 유-무기 하이브리드 코팅제, 정밀주조의 바인더 등 다양한 제품으로 사용되는 물질이다. 이러한 실리카 졸의 입자크기 및 분산 안정성은 웨이퍼의 표면, 코팅 막 혹은 벌크의 기계적, 화학적, 광학적 특성에 영향을 주기 때문에 정확한 측정값이 요구된다. 본 연구에서는 제조사에서 제시한 입자 크기 및 표면 특성이 다른 8종류 실리카 졸의 부피 분율에 따라 입자 크기, 졸 점도 및 입자 전기영동이동도의 측정결과에 미치는 영향을 논의하였다. 높은 표면활성을 지닌 실리카 입자의 특성 및 실리카 졸의 희석에 의한 안정화 이온 농도의 변화로 인해 실리카의 측정 입자 크기와 이동도는 졸의 부피 분율 혹은 입자 크기에 따라 변한다. 60 nm 보다 작은 입자는 부피 분율이 증가함에 따라 측정된 입자 크기가 증가한 반면에, 그 보다 큰 입자에서는 측정된 입자 크기가 감소하였다. 12 nm와 같이 작은 입자는 부피 분율이 증가함에 따라 점도가 상승하면서 측정 입자의 이동도가 감소한 반면에 100 nm의 큰 입자는 0.048의 낮은 부피 분율까지 이동도가 증가하다가 그보다 높은 부피 분율부터 감소하였다.

• Composites Research
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• 제13권2호
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• pp.40-50
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• 2000

종횡비가 다른 적층복합재료에 경사형 구조를 도입하고, 이것이 일방향으로의 하중을 받을 때의 좌굴특성을 최대화하기 위해서 복합재료의 각 층에서의 섬유부피분율과 두께를 변수로 sequential linear programming method를 이용하여 최적화 하였다. 이로부터 좌굴특성을 최대화 할 수 있는 최적구조를 제안하였다. 적층복합재료는 종횡비의 영향이 커서 종횡비가 1보다 작은 경우는 최외각층의 섬유부피분율을 최대화하는 방향으로 최적화가 이루어졌으나 종횡비가 2인 경우는 각층에서의 섬유부피분율과 두께비가 어느 정도 균형을 이루는 형태로 최적화가 이루어 졌다. 경사형 구조는 전통적인 균일구조의 복합재료에 비해서 섬유부피와 복합재료의 무게 절감에 큰 효과를 가지는 것으로 확인되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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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.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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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.