• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.33-34
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• 2007

카본과 BN의 합성조건을 제어하여 고경도 상과 저경도 상을 다층박막화하기 위하여 시편에 인가하는 바이어스 전압을 조절하여 박막을 합성하였다. 합성된 다층박막은 카본의 경우 흑연상을 많이 함유한 단일층 박막과 유사한 경도와 탄성계수를 보였으나 마찰계수는 $2{\sim}3$배 개선되었다. BN의 경우에도 2층박막화된 박막에서 FTIR분석 결과로는 50%이상의 c-BN이 합성된 것으로 나타났으며, 마모특성도 c-BN박막과 유사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KSEEG Conference
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• 2002.04a
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• pp.377-379
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• 2002

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.4
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• pp.658-666
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• 1992

In developing computer-aided design technology for optimization of stamping die design, it has been an important issue to treat the frictional constraint acting on the blank holder surface. The main goal of this work is to establish database of draw bead restraint force and clarify friction characteristic for various automotive sheet steels, which is essential in developing friction algorithm that can be used for CAD of stamping die design. Draw bead friction tester is used to evaluate the various parameters that affect the draw restraint force and the coefficient of friction for the cold rolled and the coated sheet steels such as drawing rate, lubricant type, surface property of material, etc.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.299-307
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• 1991

A unified correlation of the interfacial friction factor for air-water and steam-water flows in inclined rectangular channels has been developed. The correlation was expressed in the form of a power law of the liquid and the gas Reynolds number, and the liquid-to-gas viscosity ratio. In addition, a relation between the equivalent roughness and the intensity of wave height fluctuation of the interface has been investigated. A new dimensionless intensity of fluctuation including a liquid film Reynolds number is proposed. It has been shown that the dimensionless equivalent roughness, which is calculated from the Nikuradse equation, can be uniquely related to this dimensionless intensity of fluctuation for both air-water and steam-water flows.

• Tribology and Lubricants
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• v.25 no.6
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• pp.404-408
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• 2009

In this paper, the relationship between the material removal rate and the interfacial mechanical properties at particle-surface contact situation, which can be seen in an abrasive machining process using micro/nano-sized particles, was discussed. Friction and stiffnesses were measured experimentally on an atomic force microscope (AFM) by using colloidal probes which have a silica colloid particle in place of tip to simulate a particle-flat surface contact in an abrasive machining process. From the experimental investigation and theoretical contact analysis, the interfacial contact properties such as lateral stiffness of contact, friction, the material removal rate were presented with respect to some of material surfaces and the relationship between the properties as well.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.10
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• pp.1075-1081
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• 2011

A leak-detection method has been developed by measuring the pressure variation between the inner and outer heattransfer tubes of a double-wall tube steam generator. An experiment was carried out to measure the leak rate in the gap between two surfaces pressed with a hydraulic press in order to simulate the phenomena, and a correlation was determined for the leak rate in a micro gap. However, in the correlation, the gap width and friction coefficient were coupled with the surface roughness, which affects the two parameters. The two parameters were separated using a surface-contact model to develop a correlation for the friction coefficient. The correlation was compared with the existing correlations used for crack analysis. Although the applied ranges of Reynolds numbers were different, the developed correlation for Reynolds numbers of 0.1.0.35 showed similar tendencies to existing correlations used for higher Reynolds numbers.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.283-284
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• 2014

알루미늄 압출은 오랜 기간 산업화가 이루어져 왔으나, 최근 자동차 및 항공기의 경량화 관련하여 고력 알루미늄 압출의 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 고력 알루미늄의 압출을 위한 압출 공정기술과 금형 표면처리기술이 매우 필요하게 되었다. 본 연구에서는 기존의 염욕 질화 샘플과 본 연구에서 개발한 스퍼터링 증착 기술이 적용된 샘플간의 마모시험을 통한 마찰 계수를 비교하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.91-91
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• 2017

트라이볼로지란? 상대운동을 하면서 서로 영향을 미치는 두면 및 이와 관련된 문제로 마찰, 마모, 윤활에 대한 것을 말한다. 트라이볼로지는 1960대에 조사 연구되기 시작하면서 학문적으로 많은 정리가 이루어졌고, 현재 현대사회에서 문제가 되고 있는 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 핵심 요소로 떠오르고 있다. 특히 4차 산업혁명시대를 맞이하여 많은 부분에서는 인공지능, 클라우딩, 빅 데이터 및 로봇 등을 이야기하고 이에 대한 투자 및 개발을 이야기하고 있지만, 이 4차 산업을 뒷받침할, 강인한 제조업이 없으면 불가능한 혁명이라고 말 할 수 있다. 특히 트라이볼로지는 제조업의 무인 자동화 및 무인 로봇 등 이를 필요로 하는 산업 기기와 같은 전반적인 부품 및 소재의 마모를 감소시켜, 기계 장치의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 마찰은 두 물체 상호간의 열 발생을 억제 시키고, 마모는 물체의 표면 경도가 높으면 높을수록 마모량이 적어진다고 알려져있다. 따라서 트라이볼로지와 관련한 표면 처리의 경우, 고온 환경에서의 사용성 증대 및 고경도화 그리고 저마찰을 위한 방향으로 개발 발전되어져 왔다. 트라이볼로지 코팅 중 내마모 코팅의 경우, 티타늄 원소를 기본으로 알루미늄(Al) 및 실리콘(Si)를 합금화하면서, 고경도화 및 내열성을 증대시키는 방향으로 발전되어 왔다. 그에 따라 표면경도의 경우, 4000 Hv, 내열성 $1200^{\circ}C$에 도달였다. 하지만 여전히 철계와의 마찰계수는 0.3 이상으로 이를 낮추는 방법이 요구되고 있다. 최근 트라이볼로지 코팅 중 카본을 함유한 비정질 다이아몬드상 카본 막 (Diamond like Carbon Film : DLC) 이나, Diamond 막의 수요 증가는 마찰을 낮추어 융착마모를 줄이려는 노력으로 볼 수 있다. 특히 수소를 포함하지 않는 고경도 탄소막인 ta-C(tetrahedral amorphous-Carbon)의 수요는 증대되고 있으며, 이에 대한 후막화 및 양산화 기술의 개발의 현재 isssu로 대두되고 있다.

• Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics
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• v.24 no.3
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• pp.62-68
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• 2016

According to the accident/incident reports of aircraft runway overruns and excursions, it generally shows runway friction reduction and aircraft braking capability deterioration are the basic causes due to adverse weather. Although surface of paved runway gets wet, it also should give good friction capability. If runway surface is worn due to long time usage and friction capability is reduced due to rubber accumulation or weather conditions(snow, rain, ice etc.), airport authorities should rapidly measure friction coefficient and give them to relevant persons through aeronautical information system and support safe takeoff and landing. Operation wise, these information of friction coefficient reduction should be lead to aircraft performance adjustments, but the data from manufacturer(performance manual) are airplane braking coefficient and the data from airport authorities are vehicle measured braking coefficient. But these two data are considered as the same meaning although the definite relationship between them is not clarified yet. So I am trying to search for the technical background of these two data and suggest reasonable method to use them efficiently.