• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.68-75
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• 1999

본 연구에서는 저속 충격에서 충격 속도에 따른 금속복합재료의 동적 거동을 연구하였다. 시험에 사용된 재료는 모재로 AC8A와 보강재로 알루미나($Al_2O_3$)와 탄소를 사용하였으며 용탕 주조법을 이용하여 금속복합재료를 제조하였다. 금속복합재료에는 15%의 부피분율을 가진 알루미나 예비성형체와 알루미나와 탄소를 각각 12%와 3% 사용한 혼합 에비성형체가 사용되었다. 제조된 금속복합재료는 인장 시험과 진동 시험을 통해 인장 강도와 탄성계수를 구하였으며, 저주파 여파기(low pass filter)와 계장화 충격 시험기를 이용하여 충격 속도에 따른 금속복합재료의 충격 거동을 연구하였다. 저주파 여파기를 이용함으로써 충격 속도에 관계없이 안정적인 실험치를 확보할 수 있었다. 충격 속도의 증가에 따라 모재와 금속복합재료의 충격에너지는 증가하였으나, 동적인성치는 일정한 값을 보였다. 충격 속도가 증가할수록 충격에너지 중 균열전파에너지의 향상이 두드러졌으며, 재료의 변형량이 증가하였다. 충격에너지 중 균열개시에너지와 동적파괴인성치의 관계를 설명하기 위하여 변형율 에너지와 노치에서의 응력 분포를 이용하여 간단한 모델을 제시하였으며, 이로부터 균열개시에너지는 동적 파괴 인성치의 자승에 비례하고 탄성계수에 반비례하는 것을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.933-936
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• 2008

모르타르에 2 %이내의 합성섬유를 혼입함으로써 콘크리트의 수십, 수백 배에 달하는 인장변형률 경화거동을 보이는 ECC가 기존 연구에 의해 개발되었으며, ECC를 구조부재에 사용할 경우, 구조물의 성능개선이 매우 커질 것으로 판단된다. 그러나 ECC를 사용한 구조물을 설계할 때 중요한 요인인 ECC의 인장거동 관계 예측에 대해서는 많은 연구가 이루어지지 않았으며, 특히 보다 실제적인 인장거동 관계를 예측하기 위해서는 섬유분산성 등 실제의 균열면응력-변위 곡선을 고려한 연구가 필요하다. 따라서, 이 연구에서는 ECC의 인장거동 관계를 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. ECC의 인장거동 예측방법은 초기균열강도, 인장강도, 인장변형률을 구하는 과정으로 구성되는데, 보다 합리적이고 실제적인 ECC의 인장거동 예측을 위하여 균열면응력에서 가교작용에 기여하는 유효섬유의 개수를 섬유의 기울어진 각도와 섬유사이의 간격에 따라 예측하였다. 또한 극한인장변형률 예측을 위하여 화상처리기법을 사용하였다. ECC의 인장실험결과와의 비교를 통하여 예측방법의 타당성을 평가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제5권8호
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• pp.953-959
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• 1995

분말야금법으로 제조된 A6061기 입자분산강화 복합재의 열간압술가공에 있어서 압출특성에 미치는 강화입자의 종류, 빌렛특성 및 암술조건의 영향에 대하여 조사하였다. A6061기 복합재료의 열간 압술 전단 변형저항에 미치는 강화입자종류의 영향은 Si $C_{w}$ > A1$_2$ $O_{3f}$ > A1$_2$ $O_{3f}$ > Si $C_{p}$의 순으로 되었으며, 모든 강화입자에서 부피분율이 증가함에 따라서 Kw값도 증가하였다. 압출조건, 강화입자의 첨가량 및 첨가입자의 평균입도에 관계없이 A1$_2$ $O_{3p}$가 첨가된 복합재의 열간압출가공에 필요한 소요압력은 Si $C_{p}$의 경우보다 컸다. 압출압력은 압출 다이스 반각이 커질수록 감소하는 경향은 나타났다. 이것은 다이스 반각에 의해 생성되는 빌렛과의 접촉면적이 증가하여 전단마찰응력(m $k_3$)이 상승하기 때문이다. 압출시 압출온도 상승은 저온에서 ~$50^{\circ}C$ 정도 증가하였으며, 압출온도가 50$0^{\circ}C$ 이상이 되면 압출재 표면에 극심한 tearing이 발생하였다. 강화입자의 첨가량이 증가할수록 이 현상은 더 심하게 되었다.게 되었다.

• Composites Research
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• 제16권4호
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• pp.22-28
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• 2003

본 연구는 자동차용 알루미늄 합금 디스크에 적용하기 위만 마찰재 제조에 관만 내용을 제시한 것이다. 최적 마찰재 조성을 확보하기 위하여 섬유, 결합재, 충진재, 마찰 성능 조정재 등으로 분류할 수 있는 각 원재료를 채택, 배합 설기에 의한 마찰재 시편을 제작하였으며 그 특성을 실제 차량 1/5 크기의 브레이크 다이나모미터를 이용하여 평가하였다. 마찰성능을 JASO C406 Pl에 준하여 실험만 결과 마찰계수가 0.35∼0.38. fade율이 18%였으며, 내 마모성은 JASO C427에 준하여 온도별 마모시험을 실시하였는데 시험 종료후 마찰재의 마로량이 1.6mm, 디스크 마모량이 0.08mm 수준인 우수한 배합 조성을 획득할 수 있었다. 시험 전$.$후의 마찰재와 알루미늄 합금 디스크의 표면상태는 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.485-490
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• 2010

In our previous studies, continuous SiC fiber-reinforced SiC-matrix composites ($SiC_f$/SiC) had been fabricated by two different slurry infiltration methods: vacuum infiltration and electrophoretic deposition (EPD). 12 wt% of $Al_2O_3-Y_2O_3$-MgO with respect to SiC powder was used as additives for liquid-phase assisted sintering. After hot pressing at $1750^{\circ}C$ under 20 MPa for 2 h in Ar atmosphere, a high composite density could be achieved for both cases, whereas the problems such as large grain size and non-uniform distribution of liquid phase were observed, which was resulted in the relatively poor mechanical properties of composites. Therefore, efforts have been made to reduce the grain growth during the sintering, including the optimization for hot pressing condition and utilization of spark plasma sintering using a SiC monolith. Based on the results, spark plasma sintering was found to be effective method in decreasing the amount of sintering additive, time and grain growth, which will be explained in comparison to the results of hot pressing in this paper.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권2호
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• pp.192-202
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• 1996

In Li0.4Ca0.05AlP0.5Si0.75O4.5 composition glass, glass-ceramic having a near 100% crystallinity after nucleation heat treatment of 74$0^{\circ}C$/2 h and crystallization heat treatment of 90$0^{\circ}C$/2 h and in-situ TiO2 whisker reinforced glass-ceramic after heat treatment of 105$0^{\circ}C$ for 20 h were fabricated with the addition of 4% TiO2 as a nucleating agent. With these materials a ball-on-disc type wear test was conducted in order to examine the effect of TiO2 whisker prepcipitation on ambient and high temperature wear properties of the glass-ceramic. Wear test results indicated that all specimens exhibited micro-fracture wear mechanism in ambient temperature. As temperature increased the wear rates of the materials were increased. However the in-situ TiO2 whisker reinforced glass-ceramic exhibited the lowest wear rate over the test temperature range. This resulted from the improvement of harness and fracture toughness of the material as the glass converted into the glass-ceramic followed by precipitation of TiO2 whiskers throughout the glass-ceramic matrix.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.149-155
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• 2017

Mechanical properties of carbon coated $SiC_f/SiC$ composites have been investigated, in conjunction with a detailed analysis of microstructure. Especially, the fracture behavior of $SiC_f/SiC$ composites by the induction of carbon coating layers has been examined. The matrix region of $SiC_f/SiC$ composites with ultra-fine SiC powders were consolidated by a liquid phase sintering (LPS) process, using a sintering additive of $Al_2O_3-Y_2O_3$ powder compound. In this composite, plain and satin- woven Tyranno SA fabrics were also utilized as a reinforcing material. A carbon interfacial layer was coated around satin-woven SiC fabrics. The characterization of LPS-$SiC_f/SiC$ composites was investigated by means of SEM and three point bending test.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권5호
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• pp.383-388
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• 2019

To improve the mechanical properties of aluminum, graphene has been used as a reinforcing material, yielding graphene-reinforced aluminum matrix composites (GRAMCs). Dispersion of graphene materials is an important factor that affects the properties of GRAMCs, which are mainly manufactured by mechanical mixing methods such as ball milling. However, the use of only mechanical mixing process is limited to achieve homogeneous dispersion of graphene. To overcome this problem, in this study, we have prepared composite materials by coating aluminum particles with graphene by a self-assembly reaction using poly vinylalcohol and ethylene diamine as coupling agents. The scanning electron microscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy results confirm the coating of graphene on the Al surface. Bulk density of the sintered composites by spark plasma sintering achieved a relative density of over 99% up to 0.5 wt.% graphene oxide content.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권1호
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• pp.24-30
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• 2019

The present study explores the applicability of response surface methodology (RSM) in conjunction with central composite design (CCD) matrix to statistically optimize ettringite crystallization process for the removal of sulphate from landfill leachate. A three factor-five coded level CCD with 20 runs, was performed to estimate the best fitted model. The RSM results indicated that the fitted quadratic regression model could be appropriate to predict sulfate removal efficiency. The pH was identified as the most dominant parameter affecting sulphate removal. 61.6% of maximum sulphate removal efficiency was obtained at pH of 11.06 for a 1.87 of $Ca/SO_4$ and 0.51 of $Al/SO_4$ molar ratios. The operating cost for ettringite crystallization at optimized conditions was calculated to be 0.52 $/$m^3$. The significance of independent variables and their interactions were tested by analysis of variance. Scanning electron microscope (SEM) and SEM coupled with energy dispersive X-Ray spectroscopy results confirmed the formation of ettringite crystal and were used to describe its morphology features.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권6호
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• pp.439-447
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• 1999

복합재료-금속 접착접합부가 사용 중 반복하중을 받을 때 발생하는 피로손상을 실시간에 평가할 수 있는 기법으로 음향초음파(acousto-ultrasonics; AU)법을 채택하였으며, 피로시험 중의 단일겹치기(single-lap) 및 이중겹치기 (double-lap) 평판형 시험편에서 취득한 신호로부터 계산된 음향초음파변수(acousto-ultrasonic parameters: AUP)와 피로손상도 사이의 상관관계를 나타내는 곡선을 얻을 수 있었다. 곡선은 피로손상에 의한 고분자기지 복합재료의 강성율 저하($E/E_o$)를 나타내는 곡선과 매우 유사하며, 이를 바탕으로 피로손상도의 실시간 예측이 가능하다. 다만 단일겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP2를, 이중겹치기 시험편의 경우에는 Amplitude와 AUP1을 기준 변수로 채택할 때 보다 일관성 있는 결과를 얻고 있는 점으로부터 실제 구조물에 적용함에 있어서는 각각의 형상에 따른 최적변수를 선택하여 활용해야 할 것으로 사료된다.