• Tribology and Lubricants
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• 제33권3호
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• pp.106-111
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• 2017

Sapphire is an anisotropic material with excellent physical and chemical properties and is used as a substrate material in various fields such as LED (light emitting diode), power semiconductor, superconductor, sensor, and optical devices. Sapphire is processed into the final substrate through multi-wire saw, double-side lapping, heat treatment, diamond mechanical polishing, and chemical mechanical polishing. Among these, chemical mechanical polishing is the key process that determines the final surface quality of the substrate. Recent studies have reported that the material removal characteristics during chemical mechanical polishing changes according to the crystal orientations, however, detailed analysis of this phenomenon has not reported. In this work, we carried out chemical mechanical polishing of C(0001), R($1{\bar{1}}02$), and A($11{\bar{2}}0$) substrates with different sapphire crystal planes, and analyzed the effect of crystal orientation on the material removal characteristics and their correlations. We measured the material removal rate and frictional force to determine the material removal phenomenon, and performed nano-indentation to evaluate the material characteristics before and after the reaction. Our findings show that the material removal rate and frictional force depend on the crystal orientation, and the chemical reaction between the sapphire substrate and the slurry accelerates the material removal rate during chemical mechanical polishing.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.40.2-40.2
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• 2011

초경합금은 경도가 높은 재료를 말하며 일반적으로는 탄화텅스텐(WC)계 재료를 말한다. 국내 현재 초경합금 동향은 반도체 산업, 내마모성 공구, 절삭공구, 금형 등 많은 분야에 사용되어지고 있다. 또한 최근 들어 FSW (Friction Stir Welding, FSW)기술이 발전함에 따라 접합기술개발이 다양화되면서 FSW Tool의 고성능의 초경 재료가 요구되어지며 장수명의 Tool개발이 되어야 한다. 국내에서는 초경 합금 재료로 사용되어지고 있는 텅스텐 카바이드(WC)와 코발트(Co)를 이용하여 많은 연구가 진행되었다. 본 실험에서는 텅스텐 카바이드와 코발트 및 몰르브덴 카바이드를 혼합하여 소결체를 제조하였다. 실험에 사용된 텅스텐 카바이드는 높은 경도를 가지고 강한 취성을 나타내며, 소결에 어려운 단점이 있다. 이러한 단점을 코발트와 몰리브덴 카바이드를 첨가하여 소결온도를 낮춰주는 역할과 액상 소결시 텅스텐카바이드 입자사이에 침투하여 액상소결에 의한 치밀화가 가능하게 해주며 인성이 향상되어 고인성 재료를 만들 수 있었다. 본 실험에서는 합성과 치밀화가 동시에 진행되는 SPS (Spark Plasma Sintering:SPS) 장비를 이용하여 실험을 진행하였다. 이 방법은 방전플라즈마 소결 공법으로, 기존의 연소법과 열간 가압기술(Hot-press, HIP)을 결합한 방식으로 단 시간, 단일공정으로 치밀한 소결체를 얻을 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 $WC-5Mo_2C$-5wt%Co 소결체 제조를 위해 원소 분말을 Horizontal ball milling 혼합하였다. 균일하게 혼합된 분말을 흑연다이에 충진하여 펄스전류와 기계적 압력을 동시에 가하여 $WC-5Mo_2C-5Co$ 복합재료를 제조하고 소결체의 밀도, 순도, 상변태, 미세조직 등을 분석 및 평가하였다. SPS공정 조건은 고진공하에서 $1,200^{\circ}C$-60MPa, 펄스비 12:1 조건으로 수행하였으며, 얻어진 $WC-5Mo_2C-5Co$ 소결체의 상대 밀도는 98%이상 이였다. 또한, 결정립 크기는 약 400 nm였으며, 경도는 $2,453kg/mm^2$를 나타내었다.

• 지질공학
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• 제21권3호
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• pp.247-257
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• 2011

본 연구는 사면재해 취약성 평가를 위해 사면모델 중 하나인 무한사면 해석모델을 적용하였다. 그러나 무한사면 해석모델은 광역적인 연구지역에 적용하는데 있어서 데이터획득 및 처리과정에 어려움이 있고 데이터 획득과정에서 불가피하게 불확실성이 개입되는 문제가 있다. 이러한 불확실성을 최소화하기 위해 확률론적 해석기법인 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하였으며, 광역적인 연구지역에 무한사면 해석모델을 적용하기 위하여 GIS를 활용한 무한사면 안정해석법으로 파괴확률을 획득하였다. 연구지역으로는 사면재해가 집중적으로 발생한 보은지역을 선정하였고 사면의 기하학적인 특성과 점착력 및 내부마찰각 등의 강도정수를 획득하였다. 또한 불확실성의 효과를 평가하기 위해 강도정수의 변동계수를 10%에서 30%로 고려하였고 이러한 과정을 통하여 확률론적 해석기법은 자료의 불확실성을 감쇠시킬 수 있다는 결과를 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.1-8
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• 2014

본 연구에서는 2차원 파형 채널의 여러 형상($0.5{\leq}{\in}{\leq}1.5$, $0.1{\leq}{\gamma}{\leq}0.4$)에 대한 층류 열유동 수치해석을 수행하고, 형상변화에 따른 열유동특성을 비교 분석하였다. 전자장비 냉각용으로 적용되고 있는 PAO(Polyalphaolefin)를 작동유체로 고려하였고, 균일한 물성치와 주기적으로 발달한 유동 및 채널벽면에서의 등온 조건을 가정하였다. 층류유량조건($1{\leq}Re{\leq}1000$)에서 레이놀즈수에 따른 유선 및 온도 분포, 등온 Fanning 마찰계수, Colburn 계수를 제시하였고, 분석 결과 낮은 레이놀즈(Re<50) 구간에서는 채널주름비가 크고 채널간격비가 작을수록, 높은 레이놀즈($Re{\geq}50$) 구간에서는 채널주름비와 채널간격비가 모두 클수록 열전달이 향상되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.259-268
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• 2000

마찰접합에 있어서 작용외력은 고력볼트로 체결된 접합부재간의 마찰면에 작용하는 마찰력에 의해 전달된다. 이 마찰력은 마찰면의 미끄럼계수와 고력볼트 조임력의 곱에 비례한다. 그러나 너트회전법에 의한 조임시 고력볼트 조임력은 많은 인자에 의해 영향을 받는다. 여유나사길이와 길이-직경비는 고력볼트 조임력을 지배하는 중요한 인자 중에 하나이다. 따라서 본 논문은 여유나사길이와 길이-직경비에 따른 고력볼트 세트(F10T, M16, M20, M22, M24)의 기계적 특성에 관한 실험을 통하여 고력볼트의 정확한 체결 방법을 제공하고자 한다.

• 한국염색가공학회지
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• 제30권2호
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• pp.77-89
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• 2018

In the case of fiber/rubber composites for tire applications, the interfacial adhesion between fiber and rubber significantly affects the physical properties of the finished products. Generally, organic synthetic fibers used for tire cords are treated with resorcinol formaldehyde latex(RFL) primer on the surface of the fiber to improve the adhesion to rubber. Changes of adhesion between rubber and tire cords might weaken as temperature rises due to overheating of car engine and friction with road. In this study, the effects of temperature on the primer treated polyketone cord/rubber composites and the changes in interfacial adhesion were investigated. Polyketone cord/rubber composites were prepared after RFL solution treatment on the surface of polyketone fibers. After that, composites was thermally aged at different temperature conditions(60, 80, 100, $120^{\circ}C$) and times(1, 5, 10, 15days). The adhesion strength of polyketone cord/rubber composite treated with RFL primer was higher than untreated composite by more than 3 times. After heat aging, the adhesion strength of untreated polyketone cord/rubber composites increased while the RFL treated polyketone cord/rubber composites decreased somewhat.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.267-274
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• 2017

암반은 암석재료 자체의 역학적 성질과 암반내에 분포하는 불연속면의 기하학적 특징에 의해 그 역학적 특성이 좌우된다. 암반사면의 경우에는 불연속면에 의해 특히 파괴면의 위치와 파괴후의 거동 등이 달라진다. 본 논문에서는 불연속면의 규모에 따라 암반사면의 파괴형태가 달라지는 점을 고려하여, 원호파괴와 평면파괴 안정해석을 위한 2개의 3D 해석방법을 개발하고 실제 사면에 적용하여 그 적용성을 검토하였다. 결과, 원호파괴의 경우, 자연건조상태에서는 안정하지만 강우에 의해 표층 함수비가 증가하면 불안정해지는 해석 결과를 얻었다. 평면파괴의 경우도 강우에 의해 불연속면 자체의 마찰각이 감소하는 영향에 의해 건조상태보다 불안정해지는 결과가 나타났다. 이상의 해석 결과로부터 실제 사면에서의 현상을 잘 반영하는 것으로 보아, 개발된 해석방법이 사면안정성 검토 또는 유지관리의 목적으로 적용가능하다고 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권3호
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• pp.345-359
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• 2016

In order to investigate the influence of the interfacial angel on failure characteristics and mechanism of combined coal-rock mass, 35 uniaxial/biaxial compressive simulation tests with 5 different interfacial angels of combined coal-rock samples were conducted by PFC2D software. The following conclusions are drawn: (1) The compressive strength and cohesion decrease with the increase of interfacial angle, which is defined as the angle between structure plane and the exterior normal of maximum principal plane, while the changes of elastic modulus and internal friction angle are not obvious; (2) The impact energy index $K_E$ decreases with the increase of interfacial angle, and the slip failure of the interface can be predicted based on whether the number of acoustic emission (AE) hits has multiple peaks or not; (3) There are four typical failure patterns for combined coal-rock samples including I (V-shaped shear failure of coal), II (single-fracture shear failure of coal), III (shear failure of rock and coal), and IV (slip rupture of interface); and (4) A positive correlation between interfacial angle and interface effect is shown obviously, and the interfacial angle can be divided into weak-influencing scope ($0-15^{\circ}$), moderate-influencing scope ($15-45^{\circ}$), and strong-influencing scope (> $45^{\circ}$), respectively. However, the confining pressure has a certain constraint effect on the interface effect.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.619-626
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• 2007

고무 블록의 마찰에너지에 관한 연구는 고무 마모 연구를 위한 기초 연구이자 마찰과 마모의 관계를 규정짓는 중요한 연구이며, 지금까지의 마모 이론은 대부분 마찰에너지에 근거하여 전개되어 오고 있다. 하지만, 대부분이 실험이나 유한요소 해석에 기초한 연구이며, 해석적 방법에 의한 연구는 많이 이루어지지 않았다. 따라서 본 논문에서는 에너지 방법을 이용하여 재료 물성, 블록의 형상, 수직 및 전단하중, 블록 이동 속도의 함수로 표현되는 마찰에너지를 해석적으로 구하고 그 결과를 시험 결과와 비교 검토하였으며, 이를 통해 마모 특성 해석의 정확도를 높일 수 있는 기반을 마련하였다

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.449-454
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• 2010

본 논문은 균질유동모델을 적용하여 단열 모세관내 R600a의 유동 특성을 이론적으로 조사하였다. 이 모델은 시뮬레이션 해석에 필요한 기본적인 질량, 에너지, 운동량 방정식에 근거하고 있다. 또한 2개의 마찰인자와 점성계수모델을 이용하여 유동특성을 조사하였다. R600a의 열역학 및 전달 물성치는 EES 물성치 코드를 이용하여 계산하였다. 작동변수들에 대한 기초 설계자료를 제공하고자 단열 모세관내 R600a의 유동 특성을 분석하였다. 본 연구의 작동변수에는 응축온도, 증발온도, 과냉각도, 모세관의 직경이 있다. 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. R600a용 단열 모세관내 응축온도, 증발온도, 과냉각도, 관직경은 모세관 전체길이에 영향을 준다. 즉 R600a용 모세관 전체길이는 식(15)와 같은 상관식으로 나타낸다.