• 대한기계학회논문집A
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• 제21권3호
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• pp.439-446
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• 1997

A traditional notion of composites has been composed as a uniform dispersoid, but now it is proposed without regard to such rule with process development. Functionally Graded Material(FGM) consists of a new material design that is to make intentionally irregular dispersion state. In this study, thermal stress analysis of plasma spraying PSZ/NiCrAlY gradient material was conducted theoretically using a finite-element program. A formations of the model are direct bonding material(NFGM) and FGM with PSZ and NiCrAlY component element. The temperature conditions were $700^{\circ}C$ to 1100.deg. C assuming a cooling-down precess up to room temperature. Fracture damage mechanism was analyzed by the parameters of residual stress.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.196-198
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• 2012

TiN 박막을 자전거용 서스펜션 프레임의 재질로 사용되는 고비강도 경량 합금에 적용하기 위해 Arc ion plating 방식으로 코팅하고 기계적 특성을 분석하였다. TiN 박막의 코팅 특성 평가는 XRD, 박막 경도, 마찰 계수, 밀착력을 측정하였고 피로시험을 실시하였다. 박막의 경도는 약 19 GPa로 측정되었고, 마찰 계수는 약 0.4로써 박막의 코팅 전(마찰계수 0.8)보다 낮아졌다. 밀착력은 약 13.9 N로 나타났으며, 피로 시험은 약 30,000회의 수직 하중 실험에도 박막의 가시적 크랙과 파손이 관찰되지 않았다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
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• pp.691-694
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• 2004

물리적 힘에 의한 초전도 분말의 균일한 표면 확보 및 고밀도화 가 필요하다. 그러나 전기영동전착법의 특성상 물리적 힘에 의한 고밀도화에 어려움이 따르고 전착후막의 기공과 크랙현상을 발생시키는 단점으로 인하여 전기영동전착법에 의한 입자의 고밀도화를 위해서는 전착과정에서 현탁분말입자의 치밀성 및 일정한 방향성을 위한 공정기술이 요구된다. 전기영동법에 의한 초전도 후막의 특성을 향상시키기 위한 방법으로 DC전계인가 와 AC보조전계 인가방식에 공정이 있으며 이들 두 공정에 의해 제작된 후막의 특성을 비교 분석하고 두 공정기술에 따른 최적화 방안을 연구 하였다. YBCO 초전도 후막의 균일한 표면과 초전도특성 향상을 위한 공정개선방법으로는 수직방향 교류전계 인가 방식을 적용한 공정기술을 전기영동전착 공정에 적용하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.679-685
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• 2004

전기영동전착법은 제작장치와 공정이 간단하고 두께제어 및 다양한 형태의 초전도 막과 선재 제작이 가능한 경제적 효율성과 기술적 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 전착공정 개발을 통한 분말의 치밀성 및 배향성 향상을 위한 최적화 방안과, 건조 및 열처리 과정에서의 크랙 및 기공현상과 같은 문제점을 극복할 수 있는 균일한 표면의 확보에 관한 연구를 수행하였으며 전기영동전착 초전도 후 막 테이프 제조를 위한 공정의 최적화 방안에 대하여 연구하였다. YBCO 초전도 후막의 균일한 표면과 초전도특성 향상을 위한 공정개선방법으로는 수직방향 교류전계 인가 방식을 적용한 시스템을 최초로 개발하여 전기영동전착 공정에 적용하였다. 본 연구에서 제안한 수직방향 교류전계 인가 방식은 경제적 효율성을 위하여 60 Hz의 25∼120 V/cm의 상용전원을 사용하였으며, 제작된 후막은 기공과 크랙현상이 제거된 균일한 후막으로 여기서 얻어진 대표적인 특성 값들은 임계온도(Tc,zero) 90 K, 임계전류밀도 3419 A/$\textrm{cm}^2$의 값을 얻었다. 직류 전착전계만을 사용하여 제작된 후막의 임계전류밀값인 2354 A/$\textrm{cm}^2$에 비하여 45% 이상 향상된 특성을 확보하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권5호
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• pp.475-479
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• 2003

재료에 존재하는 미소균열을 검출하기 위한 일반적인 초음파 탐상법은 고주파수 집속형 수직 초음파 탐촉자를 이용한 펄스-에코법을 사용하거나 표면파를 발생시키는 사각 탐상법을 사용한다. 이러한 방법들은 압연 롤, 세라믹 롤등 대형 구조물의 표면에 존재하는 미소 크랙의 존재 여부 및 위치 측정을 위한 자동화 초음파 탐상장치를 구성하기에는 다랑의 검사 데이터, 결함 위치정보의 불확실성 등 현실적으로 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 고정밀도 초음파 현미경(scanning acoustic microscope)에 비교적 저주파수의 대구경 초음파 탐촉자를 사용하여 미세균열의 존재 여부 및 위치 등의 검사결과를 실시간 A, B, C-Scan으로 표시할 수 있으며, 기존의 방법보다 검사 속도 및 시간을 10배 이상으로 향상된 파동화 초음파 탐상법 및 초음파 현미경법의 실용성을 검증하였다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.52-58
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• 2014

사출 성형을 통해 제조된 단섬유 강화 복합재는 사출 성형 중 발생하는 수지 유동으로 인해 동일 시편 내에서도 다양한 섬유 배향을 갖는다. 이러한 섬유의 배향은 최종 복합재의 기계적, 열적 특성에 많은 영향을 주므로, 본 연구에서는 사출 성형된 탄소단섬유 강화 PA6/PPO 복합재의 섬유 배향을 광학 현미경 분석을 통하여 측정하고 섬유의 배향이 복합재의 충격강도 및 열팽창 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 충격강도의 경우에 섬유의 배향이 크랙이 전파되는 방향에 수직으로 배향되어 있을수록 더 높은 충격강도를 보였으며, 이는 섬유의 배향에 따른 충격내성 강화 메커니즘과 밀접한 연관성을 보여주었다. 열팽창 계수의 경우에는 섬유가 열팽창률을 측정하는 방향과 동일한 방향으로 배향되어 있을수록 더 낮은 열팽창계수를 보였으며, 이 결과 역시 섬유의 배향이 열팽창 특성에 미치는 메커니즘과 밀접한 연관성을 보였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.185-190
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• 2017

본 논문은 탄소섬유로 구성된 평판형태의 시험편에 굽힘 모멘트가 작용할 때 내부의 섬유구조에서 발생되는 굽힘 응력과 전단응력, 변형에너지에 관한 것이다. CFRP는 무수히 많은 섬유가 다축구조를 형성하고 있어 굽힘조건에서 응력을 효과적으로 분산할 수 있다. 이때 적층각도에 따라 다양한 물성을 보이게 되는데, 섬유의 수평방향인 Stacking angle $0^{\circ}$에서부터 수직방향인 $90^{\circ}$에 이르기까지의 결과에 있어, Stacking angle이 증가함에 따라 등가 응력과 전단응력이 점차 줄어들며 $60^{\circ}$를 기점으로 다시 증가함을 보이고 있다. 본 연구결과를 토대로,적층각도에 따른 평판에서의 굽힘으로 인한 파손특성을 해석적 접근을 통해 고찰하였으며, 본연구는 파손방지와 내구성 향상을 위한 안전설계에 기여할 수 있다고 사료된다. 또한 평판 형상으로서의 디자인적 요소를 융합기술에 접목함으로서 그 미적인 감각을 나타낼 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2019

최근 국지성 호우 및 하천 제방의 노후화로 인한 제방 붕괴 피해가 빈번히 발생하면서 제방의 안정성 및 표면 보강을 위한 다양한 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 제방 붕괴에 따른 피해 최소화 및 대책을 수립하기 위한 방법으로 시멘트와 같은 지구온난화를 야기시키는 물질이 아닌 친환경 신소재 바이오폴리머를 흙과 혼합한 재료를 활용하여 제방의 내구성을 강화하기 위한 연구가 수행되고 있다. 이에 안동하천실증연구센터에서는 현장토를 사용하여 높이 1 m, 폭 3 m, 사면경사 1 : 2, 총 길이 5 m 의 중규모 제방모형을 제작하였으며, 공동연구기관인 카이스트에서 개발된 바이오폴리머와 흙을 적정 비율로 혼합한 바이오-소일을 제방 전면에 일정 두께로 피복하여 월류 발생에 따른 제방 안정성 평가 실험을 수행하였다. 1차 실험은 흙 제방 조건이며, 2 3차 실험은 제방 표면에 5 cm 두께로 신소재가 피복된 조건으로 안정된 결과 도출을 위해 반복 실험을 수행하였다. 제방 천단면 및 사면에서의 유속분포를 측정하기 위해 드론 및 비디오카메라를 활용한 LSPIV 기법을 적용하여 실험조건에 따른 표면유속과 월류 흐름이 제방 붕괴에 미치는 영향에 대해 비교분석하였다. 또한 그래픽 소프트웨어를 이용한 픽셀기반 영상분석 기법을 적용하여 시간에 따른 제방사면의 붕괴면적을 산정하여 신소재 피복에 따른 붕괴 지연효과 분석을 통한 신소재 활용 제방의 현장 적용가능성 및 안정성을 평가하였다. 본 연구결과, 흙 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식현상이 전개되어 유속분포가 집중되고 있었으며, 이후 발생하는 강한 수직흐름으로 인해 입자추적을 통한 분석이 더 이상 불가능하였다. 신소재 제방의 경우 월류 흐름 발생 직후 침식은 발생하지 않았으며 일정시간동안 유속분포가 유지되었다. 지속적인 월류 흐름으로 인해 제방 끝단에서 침식이 발생하였으며 이때 최대 유속은 3.3 m/s 로 나타났다. 또한 픽셀기반 분석을 통해 30초 단위로 표면손실률을 산정한 결과, 신소재 활용 제방(2, 3차)의 경우 같은 실험조건에도 불구하고 최종 붕괴시간은 약 3배의 차이를 보였으며, 양생 과정에서의 크랙 발생을 최소화한다면 월류 발생 시 상당한 붕괴지연효과가 있는 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.40-45
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• 2008

자동차용 유압브레이크 고무호스 어셈블리 제품은 자동차에 장착되어 실제로 사용 중에 가압, 굽힘, 비틀림, 열하중 등의 복합적인 스트레스를 받는다. 고무호스의 재질은 EPDM(ethylene-propylene diene monomer)고무와 PVA(polyvinyl acetate)섬유 보강층 그리고 중간고무로 NR(natural rubber)고무가 사용되고 있다. 고무호스 어셈블리 제품의 내구성과 파괴 메커니즘을 조사하기 위해 굽힘과 비틀림의 반복하중 사이클 수가 10만, 20만, 30만, 40만, 최종파열 사이클 수까지 되도록 시험하였다. 유압브레이크 고무호스의 초기크랙 발생을 알아보기 위해 제품 시험편을 다이아몬드 휠커터를 이용하여 수직 절단하여 폴리싱한 후 광학현미경과 주사형 전자현미경(SEM)으로 단면을 관찰하였다. 40만 사이클의 피로하중을 받은 시험편을 보면 외면고무와 PVA섬유 사이의 계면을 따라 길이 1mm의 층간분리가 일어났으며, 이러한 손상은 외면고무의 표피층으로 균열을 진전시켜 고무호스를 최종적으로 찢어지게 하는 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.31-40
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• 2016

최근 초고층 건물 외벽에는 유리 커튼월 시스템이 많이 적용되고 있으며, 이러한 초고층 건물은 화재 발생 시 연돌효과 및 외부 기류에 따라 수직으로 화재가 급격하게 확산되는 특성을 가지고 있다. 기존에 사용되고 있는 스프링클러헤드는 상층부로의 화재 확산을 효과적으로 방지 할 수 없기 때문에 화재시 막대한 재산 및 인명피해를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 보다 넓은 유리커튼월 면적을 방호할 수 있는 수막을 형성하고 층간 화재 확산을 방지 할 수 있는 수막 헤드를 개발하였다. 수막 헤드의 성능을 검증하기 위하여 살수 실험 장치를 구성하고 이를 활용하여 기존 스프링클러 헤드와 살수 패턴을 비교, 분석하였다. 상층부로의 화재 전파 차단 성능을 검토하기 위하여 2층 유리커튼월로 구성되어 있는 실험 장치를 활용하여 화재 실험을 수행하였다. 이를 통해 본 연구에서 제시한 수막 헤드가 기존 스프링클러헤드 보다 효과적으로 화염을 차단하는 것을 확인하였고 수치해석을 통해 최초 크랙 위치 및 파단 임계 온도를 분석하였다.