• Corrosion Science and Technology
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• 제22권4호
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• pp.257-264
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• 2023

Ti-6Al-4V alloys are mainly used as dental materials due to their excellent biocompatibility, corrosion resistance, and chemical stability. However, they have a low bioactivity with bioinertness in the body. Therefore, they could not directly bond with human bone. To improve their applications, their bone bonding ability and bone formation capacity should be improved. Thus, the objective of this study was to improve the bioinert surface of titanium alloy substrate to show bioactive characteristics by performing surface modification using wollastonite powder. Commercial bioactive wollastonite powder was successfully deposited onto Ti-6Al-4V alloy using a room temperature spray process. It was found that wollastonite-coated layer showed homogeneous microstructure and uniform thickness. Corrosion resistance of Ti-6Al-4V alloy was also improved by plasma electrolytic oxidation treatment. Its wettability and bioactivity were also greatly increased by wollastonite coating. Results of this study indicate that both plasma electrolytic oxidation treatment and wollastonite coating by room temperature spray process could be used to improve surface bioactivity of Ti-6Al-4V alloy substrate.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권2호
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• pp.231-248
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• 2022

Hybrid Steel-Trussed Concrete Beam (HSTCB) is structural typology suitable for light industrialization. HSTCBs usually cover long span with small depths, which lead to significant amount of longitudinal rebars. The latter make beam-column joints more prone to damage due to earthquake-induced cyclic actions. This phenomenon can be avoided using friction-based BCCs. Friction devices at Beam-to-Column Connections (BCCs) have become promising solutions to reduce the damage experienced by structural members during severe earthquakes. Few solutions have been developed for cast-in-place Reinforced Concrete (RC) and steel-concrete composite Moment Resisting Frames (MRFs), because of the difficulty of designing cost-effective damage-proof connections. This paper proposes a friction-based BCC for RC MRFs made with HSTCBs. Firstly, the proposed connection is described, and its innovative characteristics are emphasized. Secondly, the design method of the connection is outlined. A detailed 3D FE model representative of a beam-column joint fitted with the proposed connection is developed. Several monotonic and cyclic analyses are performed, investigating different design moment values. Lastly, the numerical results are discussed, which demonstrate the efficiency of the proposed solution in preventing damage to RC members, and in ensuring satisfactory dissipative capacity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.42-48
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• 2021

본 연구에서는 LiNi0.85Co0.15O2의 전기화학적 특성과 열적 안정성을 향상시키기 위하여 LiNi0.85Co0.15O2에 이종원소인 Zn와 Al을 함께 첨가하여 고상법으로 합성하였다. 물질의 결정 구조, 크기 및 표면 상태는 XRD, SEM을 이용하여 분석하였고 전기화학적 특성은 충방전기를 이용하여 CV(cyclic voltammetry), 초기 충·방전 프로파일, 출력 특성, 수명 특성 등을 측정하였다. Al-O의 강한 결합에너지는 양극활물질의 구조적 안정성을 향상시켰으며, Li+와 Ni2+의 양이온 혼합을 막아 전기화학적 특성 또한 향상되었다. Zn의 큰 이온반경은 양극활물질의 격자상수를 증가시켜 단위 셀의 부피가 확장되었다. Zn와 Al을 0.025몰씩 첨가한 물질의 경우, 0.5 C-rate의 전류밀도에서 100 사이클 동안 80%의 용량 유지율을 보여주었으며 이 결과는 NC 양극활물질보다 12% 높은 수치이다. 또한, 5 C-rate에서의 방전용량은 104 mAh/g으로 기존의 NC 양극활물질보다 36 mAh/g 높은 수치를 보였다. Zn과 Al이 0.025몰씩 첨가된 NC 양극활물질은 출력 특성, 수명 특성에서 우수한 특성을 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-38
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• 2002

탄화수소가스를 고온$(1000^{\circ}C)$에서 열분해 하여 고상화하는 기상 열분해법을 사용하여 저결정질 탄소재를 제조하고 같은 방법으로 붕소를 첨가한 저결정질 탄소재$C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$를 제조하여, 리튬 이온 이차전지의 부극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, 붕소를 첨가하지 않은 저 결정질 탄소재(x=0.00)는 초기 방전용량 374mAh/g을 나타내었으며, 제 2싸이클부터는 싸이클 성능이 비교적 우수하여 제 10싸이클에서 258mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, $C_{1-x}B_x(x=0.00,\;0.05,\;0.10\;0.20)$ 시료들 중에서 x=0.05 조성의 시료는 가장 큰 초기 방전용량 860mAh/g을 나타내었으며, 10번째 싸이클에서 181mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 제 2싸이클부터 싸이클 성능은 모두가 비슷하게 나타났다 초기방전 용량(PVDF $10wt.\%$ 사용시, 853mAh/g), 싸이클 성능, 방전용량(PVDF $10wt.\%$사용시 10번째 싸이클에서 400mAh/g)면에서 $C_{0.90}B_{0.10}$ 시료가 리튬이온 이차전지의 부극으로서의 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 합성한 탄소에 NMP를 용매로 한 액상 혼합 바인더(PVDF)를 90:10의 무게비로 첨가한 경우가 95:5의 무게비로 첨가한 경우보다 대체로 모든 조성에서 충$\cdot$방전용량이 크게 나타났다. 붕소가 첨가되어 덜 disordered된 구조가 됨으로써 1.25V보다 낮은 전압 부분에서 평탄구역이 증가하는 것으로 판단된다. 붕소가 첨가된 경우 충$\cdot$방전용량이 제 2싸이클에서부터 급격히 감소하였는데, 이는 첨가된 붕소가 제 1싸이클에서 삽입되는 Li과 일부는 강하게 결합하여 추출이 안되고 일부만이 다시 가역적으로 추출$\cdot$삽입되기 때문으로 생각된다. 붕소 첨가에 의한 충$\cdot$방전용량의 증가는, 붕소가 electron acceptor로 작용하여 삽입된 Li와 붕소-탄소 host 사이의 결합 강도를 증가시킴으로써 붕소치환 된 탄소에서 Li의 전위를 상승시키기 때문에 일어난다고 사려된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.571-583
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• 2013

박층 뿜칠 라이너(Thin Spray-on Liner, TSL)는 1990년대에 개발되어 광산에 처음 적용된 이후로 숏크리트의 대체 재료로서의 활용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 폴리머 함량이 다른 두 가지 TSL 재료에 대하여 인장강도시험, 부착강도시험, TSL 코팅 시험편에 대한 압축강도시험 및 EFNARC(2008)에서 제안한 TSL의 지지 성능평가 시험을 수행하여 지보재로서 사용하기 위한 TSL의 역학적 성능을 평가하였다. 실험결과, 본 연구에서 사용된 두 가지 재료 모두 지보재로서의 최소 성능 규정은 만족하는 것으로 나타났으며, 특히, 폴리머 성분이 높을수록 인장강도가 증가하는 반면, 시멘트계 성분이 높을수록 상대적으로 초기 재령에서 부착강도가 크게 나타남을 실험적으로 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.61-69
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• 2004

신설교량의 경우 최근 개정된 도로교설계기준에 의해 내진설계를 수행하여 시공되었으나, 내진설계규정이 적용되기 이전에 시공되어 사용중에 있는 철근콘크리트 교각의 경우에는 지진에 의한 횡하중에 대해 취약할 수 있다. 특히 형상비가 큰 기존 교각에서는 기초와 교각 접합부에 주철근 겹침이음이 존재하므로 지진이 발생할 경우 피복콘크리트 파손에 따른 부착파괴 형태의 급격한 취성파괴 거동을 나타낸다. 이러한 부착파괴가 일어나는 소성힌지 구간에 FRP 적층 원통관으로 보강하여 부착강도를 크게 함으로써 횡하중에 대한 급격한 파괴를 예방할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 FRP 적층 원통관으로 보강된 원형교각에서 FRP 적층 원통관이 주는 구속효과를 효과적으로 산정하기 위한 이론식을 유도하여 제안하고자 하였다. 이를 위해 FRP 적층 원통관이 철근콘크리트 원형교각에 발생시키는 구속응력을 이론적으로 유도하여 제안하였으며, 제안된 식의 타당성을 검증하기 위해 기존의 타 연구에서 수행한 실험결과와 비교, 검토하였다. 또한 다양한 FRP 적층조건에 따른 구속응력의 변화를 고찰하기 위한 매개변수 연구를 수행하였다. 이와 같은 연구를 통해 본 연구에서 제안하는 식이 FRP 적층 원통관을 이용하여 보강한 기존 원형교각의 거동을 잘 예측할 수 있음을 확인하였으며, 적층수, 섬유배향각, 섬유방향의 탄성계수가 FRP 적층 원통관에 의한 내진보강효과에 가장 지배적인 매개인자임을 알 수가 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.659-666
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• 2010

현행 설계기준식에 따르면 초고강도 콘크리트에서는 철근 인장이음길이보다 압축이음길이가 더 길어지는 현상이 발생된다. 압축이음은 단부 지압이 존재하므로, 인장이음보다 길 필요는 없다. 초고강도 콘크리트의 경제적 실용화를 위해 합리적인 압축이음강도의 평가가 필요하다. 이를 위해 설계강도 80, 100 MPa 콘크리트를 이용하여 횡보강근이 없는 압축이음 실험을 수행하였다. 실험 결과 압축이음강도는 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 지압에 의해 발현되는 이음강도는 이음길이와 무관하며 콘크리트 강도의 제곱근에 비례하는 것으로 평가되었다. 58개 실험체의 평균은 $16.5\;\sqrt{f_{ck}}$이다. 부착에 의해 발현되는 강도를 ACI 408식으로 평가한 결과 [실험값]/[이론값]의 비는 평균 0.94로, 인장이음의 부착강도와 거의 유사하였다. 따라서 인장이음강도에 대비한 압축이음강도의 향상은 단부 지압효과로 설명될 수 있다. 실험결과에서 분석된 이음길이와 콘크리트 강도의 영향 특성을 고려하여 압축이음강도 평가식과 압축이음길이 설계식을 제안하였다. 제안된 설계식은 통계적 기법에 기반을 두어, 이음부가 철근 재료강도와 동일한 수준의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제39권3호
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• pp.260-272
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• 2001

All-ceramic restorations have had a more limited life expectancy than metal ceramic restorations because of their low strength. Their relatively lower strength and resistance to fracture have restricted the use of all-ceramic crowns to anterior applications where occlusal loads are lower. But there has been increasing interest in all-ceramic restorations because patients are primarily concerned with improved esthetics. Many efforts have been made to in prove the mechanical properties of dental ceramics. This study was designed to elucidate the influence of the luting agent on the strength of the Empress 2 crown (staining technique) cemented on human teeth. Seventy extracted human permanent molar teeth were chosen. Teeth were prepared for Empress 2 crowns with milling machine on a surveyor. A dental bur was placed in the mandrel that was positioned so that the long axis of the bur was perpendicular to the surveyor base. Dimensions of the Empress 2 crown preparation were $6^{\circ}$ taper on each side, $1.5{\pm}0.1mm$ shoulder margin, and 4mm crown height. The luting cements used in this study were as follow: 1. Uncemented 2. Zinc phosphate cements (Confi-Dental) 3. Conventional glass ionomer cement : Fuji 1 (GC) 4. Resin-modified glass ionomer cements : Fuji plus (GC) 5. Adhesive cements : Panavia F (Kuralay), Variolink II (Vivadent), Choice (Bisco). Fracture test using Instron. The crowns were loaded in compressive force to evaluate the effect of these cements on the breaking strength of these all-ceramic crowns. A steel ball with a diameter of 4mm was placed on the occlusal surface and load was applied to the steel ball by a cylindrical bolt with a crosshead speed of 0.5mm per minute until fracture occurred. The fractured surface was examined using Scanning Electron Microscopic Image (SEM) to discover the correlation between fracture strength and bonding capacity. Within the limitation of this in vitro study design, the results were as follows : 1. fomentations significantly increased the fracture resistance of Empress ceramic crowns compared to control. Uncemented (206.9 N): ZPC (812.9 N): Fuji 1 (879.5 N): Fuji Plus (937.7 N): Choice (1105.4 N): Variolink II (1221.1 N): Panavia F (1445.2 N). 2. Resin luting agent, treated by a silane bond enhancing agents, yielded a significant increase in fracture resistance. In some of the Panavia F group, a fracture extended into dentin. 3. According to SEM images of fractured Empress crowns, the stronger the bond at both interfaces(crown and die), the more fracture strength was acquired.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권2호통권69호
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• pp.235-245
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• 2004

현재 합성 구조가 사용성 측면에서 경제적이고 작업성이 좋으며, 시공상의 편의성 등의 장점이 있다는 것은 일반화된 사실이지만, 자체의 춤이 깊기 때문에 철골조 건물에 적용하기에 여러 가지 비효율적 측면이 있다. 따라서 본 연구에서는 합성보의 전체 춤을 절감할 수 있도록 철골보의 춤내에 콘크리트를 삽입하여 일체화함으로써 철골조 고층건물에서 층고를 최소화 할 수 있는 이른바 "슬림플로어" 공법에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 콘크리트에 매입된 비대칭 철골보를 가지는 부분 합성 슬림플로어 시스템의 휨거동에 관한 것이다. 총 8개의 실대형 실험체를 철골보 춤, 전단연결 유무, 슬래브 유효폭, 및 콘크리트 토핑두께 별로 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 별도의 전단연결재를 설치하지 않은 실험체는 자체가 가지고 있는 기계적 화학적 부착응력으로 인해 완전합성보에 비해서 $0.53{\sim}0.95$의 전단합성비를 나타내었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제58권3호
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• pp.577-596
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• 2016

FRP-concrete interfacial mechanical properties determine the strengthening effect of RC beams strengthened with FRP. In this paper, the model experiments were carried out with eight specimens to study the failure modes and the strengthening effect of RC beams strengthened with FRP. Then a theoretical model based on interfacial performances was proposed and interfacial mechanical behaviors were studied. Finite element analysis confirmed the theoretical results. The results showed that RC beams strengthened with FRP had three loading stages and that the FRP strengthening effects were mainly exerted in the Stage III after the yielding of steel bars, including the improvement of the bearing capacity, the decreased ultimate deformation due to the sudden failure of FRP and the improvement of stiffness in this stage. The mechanical formulae of the interfacial shear stress and FRP stress were established and the key influence factors included FRP length, interfacial bond-slip parameter, FRP thickness, etc. According to the theoretical analysis and experimental data, the calculation methods of interfacial shear stress at FRP end and FRP strain at midspan were proposed. When FRP bonding length was shorter, interfacial shear stress at FRP end was larger that led to concrete cover peeling failure. When FRP was longer, FRP reached the ultimate strain and the fracture failure of FRP occurred. The theoretical results were well consistent with the experimental data.