• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.136-136
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• 2003

카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.3
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• pp.261-268
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• 2001

An investigation on nondestructive evaluation of thermal stress-nduced damage in the composite laminates (3mm in thickness and $[+45_6/-45_6]_s$ lay-up angles) has been performed using the thermo-acoustic emission technique. Reduction of thermo-AE events due to repetitive thermal load cycles showed a Kaiser effect. An analysis of the thermo-AE behavior determined the stress free temperature of composite laminates. Fiber fracture and matrix cracks were observed using the optical microscopy, scanning electron microscopy and ultrasonic C-sean. Short-Time Fourier Transform of thermo-AE signals offered the time-frequency characteristics which might classily the thermo-AE as three different types to estimate the damage processes of the composites.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.300-300
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• 2014

해양환경 하에서 대형 강구조물의 경우 장기간 부식손상을 방지하기 위해 아크 용사코팅 기술이 오래전부터 유용하게 이용되어 왔다. 아크 용사코팅 기술은 타 용사코팅 기술에 비해 경제성과 생산성이 뛰어나 대형 강구조물에 적용되고 있다. 용사재료로는 Al, Zn 또는 그 합금들이 주로 사용되어 강재에 대해 희생양극 방식효과를 나타낸다. 그러나 아크용사에 의해 적층된 코팅 층은 용사공정 중 불가피하게 수많은 기공과 산화물이 포함되어 내식성 및 내구성에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 합금의 용사코팅 층에 대하여 다양한 후처리를 통해 내식성과 더불어 내구성을 향상시키고자 하였다. 용사코팅은 알루미늄 합금 선재(1.6 ${\varnothing}$)를 사용하여 아크용사를 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 이후 용사코팅 층의 표면에 다양한 후처리재를 적용하였으며, 내구성을 평가하기 위하여 후처리 적용 전후 시험편에 대하여 캐비테이션 실험을 실시하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32-92에 의거하여 주파수 20 kHz의 초음파 진동 장치(ultrasonic vibratory device)를 사용하였다. 그리고 시험편 표면과 발진 혼에 부착된 팁(tip)과의 거리는 1 mm로 일정하게 유지시킨 뒤, 캐비테이션 발생 시간을 변수로 하여 실험을 실시하였다. 손상된 용사코팅 층의 표면은 주사전자현미경과 광학현미경으로 관찰하였으며, 시험편 손상깊이는 3D 현미경으로 비교 분석하였다. 또한 캐비테이션 실험 전후의 무게를 측정하여 무게 감소량을 상호 비교하였다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $0.33183cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 분극실험을 통해 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 부식전위 및 부식전류밀도를 비교 평가하였다. 그 결과, 용사코팅 층에 의하여 강재에 대한 희생양극 방식전위가 확보되었으며, 후처리재가 적용된 용사코팅 층에서 내식성 및 캐비테이션 저항성이 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.469-469
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• 2011

고효율 염료감응형 태양전지(DSSC, Dye-Sensitized Solar Cell)의 구현을 위해서 유용한 방법중 하나는 정렬된 기공 (pore)을 $TiO_2$막 내에 형성시키는 것이다. 메조포러스 (mesoporous) $TiO_2$막은 dip coating이나 spin coating과 같은 방법으로 주로 증착되고 있으며, P123이나 F127과 같은 amphiphilic triblock copolymer를 메조포러스 구조를 만들기 위한 뼈대로 사용하고 있다. 또한, 이렇게 생성된 구조에서 amphiphilic triblock copolymer는 열처리 공정을 통하여 쉽게 제거될 수 있다. 고효율 태양전지를 구현하는 또 다른 방법으로는 패턴 된 기판을 사용하는 것이다. 패턴 된 기판은 빛의 반사를 억제하여 흡수율을 높이는 역할을 한다. 그러나 패턴 된 기판 위에서 메조포러스 $TiO_2$막의 형성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 spin coating 방법으로 패턴 된 Si (111) 기판 위에 메조포러스 $TiO_2$를 성장하고 그 미세구조를 분석하였다. 패턴 된 기판은 nanosphere lithography(NSL) 법으로 mask를 증착한 후 건식 식각 (dry etching) 공정을 통해서 제작되었으며, 마스크와 불순물 등 은 초음파 세척 등으로 제거되었다. 메조포러스 $TiO_2$막은 1-propanol, P123, titanium isopropoxide와 HCl을 섞어 만든 용액으로 1 cm${\times}$1 cm 기판 위에 3000 rpm과 4000 rpm으로 각각 증착하였으며, 5일 동안 4도에서 에이징한 후 350도에서 3시간 열처리하였다. 이렇게 형성한 메조포러스 막의 형상과 미세구조적 특성이 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope), X-선 회절(XRD, X-ray diffraction) 등을 이용하여 연구되었다. 특히, 증착 조건에 따른 메조포러스 $TiO_2$박막의 형성 기구에 관한 고찰이 진행되었다. 나아가, $TiO_2$박막과 패턴 사이에 형성되는 계면 구조에 관한 연구를 투과전자현미경을 이용하여 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.146-146
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• 2016

최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

• Composites Research
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• v.16 no.1
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• pp.26-33
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• 2003

Utilizing a thermo-acoustic emission (AE) technique, a study on detection and evaluation of microfractures in cross-ply laminate composites was performed. Fiber breakages and matrix fractures formed by a cryogenic cooling at $-191^{\circ}C$ were observed with ultrasonic C-scan, optical and scanning electron microscopy. Those microfractures were monitored in a non-destructive in-situ state as three different types of thermo-AE signals classified on the basis of Fast-Fourier Transform and Short-Time Fourier Transform. Thus, it was concluded that real-time estimation of microfracture processes being formed during cryogenic cooling could be accomplished by monitoring such different types of thermo-AEs in each time-stage and then by analyzing thermo-AE behaviors for the respective AE types on the basis of the AE signal analysis results obtained during thermal heating and cooling load cycles.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.4 no.4
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• pp.22-27
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• 2003

Chemical modification of carbon nanotube (CNT) was carried out using $HNO_3$ and $H_2SO_4$ and characterized by analyzing the CNT before and after the modification using FT-IR and titration. Aggregation behaviors were investigated using a real-time video microscope after the chemically modified CNT(mCNT) had been dispersed in organic solvents such as toluene, dimethylformamide (DMF) and N-methylpyrrolidone (NMP) by ultrasonication. The mCNT showed better dispersion in polar sovents of DMF and NMP than the rCNT. CNT/ poly(methylmethacrylate) (PMMA) films were prepared from solution DMF/PMMA solutions. The films containing mCNT also revealed the improved dispersion.

• Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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• v.31 no.1
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• pp.66-78
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• 2004

The objective of this study was to apply the vibration technique to reduce the viscosity of bonding adhesives and thereby compare the bond strength and resin penetration in enamel and dentin achieved with those gained using the conventional technique and vibration technique. For enamel specimens, thirty teeth were sectioned mesio-distally. Sectioned two parts were assigned to same adhesive system but different treatment(vibration vs. non-vibration). Each specimen was embedded in 1-inch inner diameter PVC pipe with a acrylic resin. The buccal and lingual surfaces were placed so that the tooth and the embedding medium were at the same level. The samples were subsequently polished silicon carbide abrasive papers. Each adhesive system was applied according to its manufacture's instruction. Vibration groups were additionally vibrated for 15 seconds before curing. For dentin specimen, except removing the coronal part and placing occlusal surface at the mold level, the remaining procedures were same as enamel specimen. Resin composite(Z250. 3M. U.S.A.) was condensed on to the prepared surface in two increments using a mold kit(Ultradent Inc., U.S.A.). Each increments was light cured for 40 seconds. After 24 hours in tap water at room temperature, the specimens were thermocycled for 1000cycles. Shear bond strengths were measured with a universal testing machine(Instron 4465, England). To investigate infiltration patterns of adhesive materials, the surface of specimens was examined with scanning electron microscope. The results were as follows: 1. In enamel the mean values of shear bond strengths in vibration groups(group 2, 4, 6) were greater than those of non-vibration group(group 1, 3, 5). The differences were statistically significant except AQ bond group. 2. In dentin, the mean values of shear bond strengths in vibration groups(group 2, 4, 6) were greater than those of non-vibration groups(group 1, 3, 5). But the differences were not statistically significant except One-Up Bond F group. 3. The vibration group showed more mineral loss in enamel and longer resin tag and greater number of lateral branches in dentin under SEM examination.

• Journal of Conservation Science
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• v.25 no.4
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• pp.439-450
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• 2009

The purpose of this study is to find out characteristics of the fillers made by epoxy resin (L-30) and filling epoxy resin (L-50) with talc, quartz sand and wollastonite with different mixture ratio of 5%, 50%, 80%, 120%, and 150%. The viscometer and colorimeter were used to measure the viscosity and chromaticity of the fillers. Additionally, IC and SEM were used to reveal characteristics of the filler, and checked ultrasonic wave velocity, compressive strength and contact angle to estimate the stability between the filler and stones which are essential for conservation treatments. The filler mixed with the talc had the lowest value in the ultrasonic wave velocity analysis, and its compressive strength decreased as the mixing rate of talc increased. On the other hand, wollastonite had higher values than others in the ultrasonic wave velocity and the compressive strength regardless of epoxy resin type, also, these values increased as mixing rate increased. The properties of the filler, which include the granularity and shape, have influence on characteristics of the stone conservation adhesives. Thus, the filler type, characteristic, and mixture ratio must be considered for effective conservation treatment.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.52 no.3
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• pp.177-185
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• 2014

Purpose: This study is designed to investigate the various impacts of different types of scaler tips such as cooper alloy base tip and the others on the surface roughness of teeth and implant by the method which is currently in clinical use. Materials and methods: Four different types of disc shaped porcelain, titanium, zirconia, and Type III gold alloy dental materials sized 15 mm diameter, 1.5 mm thickness were used for the experiment. Plastic hand curette (Group PS), cooper alloy new tip (Group IS), and stainless steel tip (Group SS) were used as testing appliances. A total of 64 specimens were used for this study; Four specimens for each material and appliance group. Surface roughness was formed with 15 degree angle in ultrasonic scaler tip and with 45 degree angle in hand curette of instrument tip and the specimen surface with 5 mm long, one horizontal-reciprocating motion per second for 30 seconds by 40 g force. To survey the surface roughness of each specimen, a field emission scanning electron microscope, an atomic force microscope, and a surface profiler were used. (Ra, ${\mu}m$). Results: According to SEM, most increased surface roughness was observed in SS group while IS groups had minimal roughness change. Measurement by atomic force microscope presented that the surface roughness of SS group was significantly greater than those of PS, IS and control groups in the type III gold alloy group (P<.05). IS group showed lesser surface roughness changes compared to SS group in porcelain and gold alloy group (P<.05). According to surface profiler, surface roughness of SS group showed greater than those of PS, IS and control groups and IS group showed lesser than those of SS group in all specimen groups. Type III gold alloy group had large changes on surface roughness than those of porcelain, titanium, zirconia (P<.05). Conclusion: The result of this study showed that newly developed copper alloy scaler tip can cause minimal roughness impacts on the surface of implant and dental materials; therefore this may be a useful alternative for prophylaxis of implant and restored teeth.