• 한국재료학회지
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• 제1권3호
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• pp.156-167
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• 1991

본 연구의 목적은 항공기용 터어보팬 엔진의 재료선정을 위한 데이타 베이스를 구축하는 것이다. 터어보팬 엔진은 고성능이면서도 연료소모율이 적어 경제적인 운용이 가능하므로 최근 여러 용도로 사용되고 있는 엔진이다. 현재 서로 다른 특성을 가진 수백종의 초내열재료들이 개발되어 있는데, 한 엔진설계자가 어떤 엔진요소에 사용할 재료를 선택한다는 것은 매우 어려운 작업이다. 따라서 수 많은 재료에 대한 정보를 관리할 수 있는 데이타 베이스가 절실히 요구되고 있으나, 국내에서는 아직 이 방면의 기초연구가 이루어져 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 재료공학적 관점에서 초내열재료의 대표적 성질로서 고온강도, 내식성, 내산화성, 항복강도, 열팽창계수, 융정등을 고려해서 후보재료를 선정할 수 있도록 하였다. 이외에도 성 형성이나 제조단가등도 고려해야할 변수가 된다. 본 연구에 의해 사용자의 편의를 고려한 전산프로그램이 개발되었으며, 이를 이용하여 새로운 재료정보의 입력, 요구 재료선정 및 선정결과의 출력등이 가능하다. 끝으로 선정된 재료에 대한 성능검토도 실시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.119-127
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• 2011

본 연구의 목적은 폐도자기 분말도 변화에 따른 순환골재 강도 증진에 관한 연구로 유동성은 폐도자기 분말 치환율이 증가할수록 유동성이 감소하는 경향으로 나타났으며, 공기량은 KS 한도범위를 만족하는 것으로 나타났다. 압축강도는 순환골재 및 폐도자기 분말 치환율이 증가할수록 증가경향이고, 내구성으로 건조수축에 의한 길이변화는 폐도자기 미분말이 커질수록 다소 완만한 건조수축율을 나타내었고, 또한 단열온도상승은 순환골재 대체율 및 폐도자기 미분말이 증가할수록 최고온도에서 약 $6{\sim}10^{\circ}C$정도 낮게 나타내어 수화열에 의한 균열저감 효과를 발휘하였다. 순환골재 사용량을 30%정도 권장 하고 있지만 점토인 폐도자기의 분말도를 조절하여 사용할 경우 순환골재의 다량 사용시에는 콘크리트의 제반성상에 문제가 없을 것으로 판단되었다.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.77-83
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• 2017

섬유강화 세라믹 복합재료 제조 방법 중 실리콘 용융 침투 공정법(Liquid Silicon Infiltration-LSI)은 낮은 제조단가 및 짧은 공정 시간 등의 장점을 가진다. 본 연구에서는 고온 내산 특성이 우수한 SiC 섬유를 LSI 공정에 적용하기 위해 결정화도와 산소함량이 다른 세 가지 SiC 섬유(Tyranno SA, LoxM, Tyranno S)를 이용하여 $SiC_f/SiC$ 복합재료를 제작하고 그 적용 가능성을 확인하였다. LSI 공정을 통해 제조된 $SiC_f/SiC$ 복합재료는 모두 2% 미만의 기공률로 치밀화 되었지만, 섬유의 결정화도와 산소함량에 따라 3점 굽힘강도는 큰 차이를 나타냈다. 이는 $1450^{\circ}C$ 이상의 높은 LSI 공정 온도에 SiC 섬유가 노출 될 경우 비정질 SiOC상이 결정화되며 수축하는 현상과 섬유 내 잔존 산소-모재 내 탄소의 반응으로 인한 미세구조 차이에 기인하는 것으로 판단된다. 이는 SEM, XRD 및 TEM 분석을 통해 섬유 종류별 공정온도에서의 특성 변화로 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권3호
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• pp.303-313
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• 1997

용융탄산염 연료전지(Molten Carbonate Fuel Cell) 메트릭스의 성형성 및 강도 증진을 위한 알루미나/${\gamma}$-LiAlO2 화이버 강화 매트릭스에 대하여 연구하였다. ${\gamma}$-LiAlO2 입자에 10~30wt%의 화이버를 첨가한 슬러리를 테이프캐스팅 한 후 $650^{\circ}C$까지 열처리하여 두께가 500~600$\mu\textrm{m}$인 MCFC 매트릭스를 제조하였다. 화이버의 첨가량이 증가할수록 매트릭스의 기공율은 감소하였으나 입자크기가 대략 50$\mu\textrm{m}$인 ${\gamma}$-LiAlO2 분체의 첨가비를 50wt%까지 증가시킴으로써 MCFC 매트릭스에 적합한 기공율(50~60%)을 얻을 수 있었다. 알루미나 화이버의 첨가량이 20wt% 이고 길이가 250$\mu\textrm{m}$이하인 화이버를 사용하였을 때 매트릭스내의 분산성 및 강도 증진 효과가 가장 우수하였다. 반면에 본 연구에서 제조한 ${\gamma}$-LiAlO2 화이버를 이용한 강화 매트릭스의 강도(156 gf/$\textrm{mm}^2$)는 알루미나 화이버 강화 매트릭스에 비해 20~40% 정도 증진되었다. 또한 알루미나 화이버 강화 매트릭스는 용융탄산염에 의하여 부식되지만 ${\gamma}$-LiAlO2 화이버 강화 매트릭스는 전혀 부식되지 않음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.691-698
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• 2012

일반적인 클린칭 접합공정에서 고장력강과 알루미늄의 이종소재간의 접합시 고장력강의 낮은 연신율과 높은 강도로 인해 클린칭 접합시 파단이 발생하거나 높은 클린칭 접합하중이 요구된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 클린칭 접합시 고장력강의 변형없이 알루미늄의 변형만을 이용한 홀 클린칭 접합공정을 개발하였다. 고장력강에 홀가공을 적용하여 고장력강의 변형을 배제하였다. 홀 클린칭 접합의 요구접합강도를 기초로 클린칭 접합의 기하학적 구속량을 결정하였으며, 홀 클린칭 금형의 형상은 성형체적 일정조건을 이용하여 설계하였다. 설계된 클린칭 접합공정의 유효성을 평가하기 위해 유한요소해석을 수행하여, 홀 클린칭 접합이 가능함을 확인하였다. 또한 홀 클린칭 접합의 접합강도는 인장전단시험을 통하여 평가하였다. 홀 클린칭 접합강도는 2.56kN으로 요구접합강도와 비교하여 동등수준 이상의 값을 가짐을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.320-326
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• 2017

다단 딥드로잉 기술은 제품의 생산성 향상과 비용 절감을 위해 휴대폰 배터리 케이스 제품의 생산 공정으로 많이 사용하고 있다. 휴대폰 배터리 케이스는 용량과 강성을 목적으로 세장비가 큰 사각 컵 형상으로 제조된다. 사각 컵 형상의 다단 딥드로잉은 세장비가 크고, 복잡한 변형 형태 메커니즘으로 인한 제품의 좌우 높이 차이가 발생한다. 이로 인해 제품 조립과 표면 품질에 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 제품의 높이 차이가 최소가 되는 블랭크 형상에 대해 연구했다. 제품 좌우 높이 차이가 최소가 되는 블랭크 형상을 찾기 위해 최적 설계와 해석을 수행했다. 타원형 블랭크의 장변과 단변을 설계 변수로 설정하고, 목적 함수는 높이 차이가 최소가 되도록, 제품의 두께 감소율이 목표 범위에 도달하도록 설정했다. 또한 최종 제품 형상의 높이를 구속 조건으로 설정하였다. 그 결과 최적 설계를 통한 초기 블랭크 설계로 높이 차이가 최소가 되었으며, 원하는 공정을 지정하여 높이 차이가 최소화 되도록 수행 가능하다. 향후 개발된 자동화 프로세스로 인해 모든 각형 타입의 초기 소재 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 대한화장품학회지
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• 제43권1호
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• pp.27-33
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• 2017

지금까지 저점도 메이크업 유중수형 에멀전을 함침재에 침적시켜 휴대 간편성과 사용 편리성을 높인 화장품이 개발되어 왔다. 종래에는 주로 경도가 높고 다공의 망상구조를 갖는 폴리우레탄 스펀지가 함침재로서 사용되어 왔으며, 이러한 스펀지는 구조적인 특성상 화장료 함침이 잘 되기 때문에 제조가 용이하다는 장점을 가지고 있지만, 초기 토출량이 높고, 사용 횟수에 따라 토출량의 감소가 큰 특징을 가지고 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 발포형태의 스펀지를 개발하고 이를 활용한 다양한 특징을 갖는 메이크업 유중수형 에멀전에 관하여 연구하고자 한다. 우선 상기 목적에 맞는 다양한 소재를 조사하고, 이를 토대로 natural rubber (NR)와 styrene butadiene rubber (SBR)의 조합을 통해 성형성이 우수하며 화장료 조성물의 적절한 흡수 및 배출 능력을 가지는 새로운 물질을 개발하였다. 이러한 함침재는 고무와 같은 탄성성질의 부드러움과 높은 신율 및 균일한 토출력을 가지는 특징을 확인할 수 있었다. 화장료 조성물로 사용되는 여러 종류의 오일의 극성도(polarity)에 따른 신규 스펀지의 특성을 이해하고, 메이크업 유중수형 에멀전의 점성을 조절하여 메이크업 제품 개발이 가능함을 확인하였으며, 향후 새로운 특성을 갖는 화장료 함침재로써의 가치가 매우 높을 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제31권4호
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• pp.139-144
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• 2018

장섬유강화 복합재료는 기존의 연속섬유강화 복합재료에 비해 우수한 생산 효율성과 복잡한 형상의 성형성에 대해 장점을 가지고 있다. 하지만 지나치게 복잡한 복합재료 형상을 제작하거나 서로 다른 재료로 제작된 부품들을 조립/체결해야 하는 경우 다양한 접합 방법들이 필요하다. 일반적으로 LFPS(Long Fiber Prepreg Sheet)는 성형 후 탈형을 쉽게 하기 위해 LFPS안에 이형제가 포함되어 있다. 그러므로 적절한 접합 강도를 위해 접착법과 더불어 기계적인 체결이 요구된다. 본 연구에서 열성형 공정을 통해 LFPS를 경화하고 스테인레스 강 인서트를 접착하는 동시경화 접착을 위한 스테인레스 강 인서트를 제안하였다. 성형공정 동안 펼쳐지는 스테인레스 강 인서트의 날개는 접착력과 기계적인 고정(Mechanical wedging)의 효과를 유발하여 인발력에 저항할 수 있는 갈고리 역할을 한다. 복합재료에 삽입된 인서트 날개들의 펼쳐진 상태를 확인하기 위해 소각 방법을 사용하였다. 그리고 접합 강도를 정량적으로 평가하기 위해 인발시험(Pull-out test)을 수행하였다. 이러한 실험들을 통해 가장 적절한 접합 강도를 보장하는 조건을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.847-853
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• 2011

본 연구는 압출 시 성형온도를 유지하여 Zn-22Al 합금분말의 성형성을 향상시키는 하이브리드 분말 압출 공정의 개발 및 온도 유지시간이 압출된 스퍼기어의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 피치원 지름 1.8mm 의 소형 스퍼기어는 압출온도 290, 300, $310^{\circ}C$에서 성형되었다. 볼밀시간 32h 의 Zn-22Al 합금분말을 압출온도 $310^{\circ}C$에서 압출 시 표면 결함이 없는 소형 기어가 제조되었다. 경도분포는 기어 중심부와 치형부에서 불균일하였고 소결공정 후 내부 변형에너지의 차이로 인해 내부균열이 발생하였다. 위와 같은 문제를 해결하기 위해 온도 유지시간 제어를 이용한 하이브리드 압출 연구를 수행하였다. 압출된 스퍼기어의 평가는 압출하중, 비커스 경도 및 치수정밀도 측정을 통해 이루어졌다. 온도 유지시간 15min 에서 압출된 스퍼기어의 기계적 성질이 가장 우수하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.644-649
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• 2017

자동차 산업에서는 환경 문제와 국제 유가 상승 등으로 인한 차량 경량화에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 알루미늄 합금과 특수 소재 등이 차량 중량을 줄이는데 활용되고 있지만 비용과 강도 측면에서 철강소재를 극복하기 에는 여전히 많은 어려움이 있다. 따라서 강도와 성형성이 좋은 AHSS(Advanced High Strength Steel) 소재의 적용이 증가하고 있다. 특히 운전자 보호를 위한 안전 규제가 강화되면서 센터필러 (Center Pillar), 루프레일 (Roof Rail) 부분에 1.2GPa급 초고강도 강재의 적용이 점차 늘어나고 있으며 이종강재에 대한 자동차 차체 적용 또한 점차 증가하고 있다. 본 연구에서는 SGAFC1180 1.2t 강재의 저항 점용접성 및 용접부의 특성을 파악하였다. 시뮬레이션을 이용하여 너깃의 생성 및 성장 거동을 관찰하였으며 예측 성능은 오차율 10% 이내에서 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이러한 거동이 공정변수인 동저항에 미치는 영향을 파악하였고 전단인장강도 및 너깃 직경과의 상관관계를 고찰하였다. 본 연구를 통하여 동저항의 패턴을 인식하여 패턴의 형태에 따라 용접 상태를 분류하고 용접 품질을 판단하는 시스템도 제안할 수 있을 것으로 사료된다.