• 제목/요약/키워드: Indentation Test

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와이블 통계 해석에 의한 ZrO2 복합 세라믹스의 기계적 특성 (Determining Mechanical Properties of ZrO2 Composite Ceramics by Weibull Statistical Analysis)

  • 김선진;김대식;남기우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권10호
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    • pp.955-962
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    • 2015
  • 비커스 경도 시험은 모든 재료에 적용할 수 있으며, 경도 시험 중에서 가장 광범위하게 사용된다. 경도는 기계적 성질을 평가하는 하나의 확률변수로 볼 수 있다. 본 연구는 $ZrO_2$ 단상 세라믹스와 $TiO_2$ 첨가량에 따르는 $ZrO_2/SiC$ 복합 세라믹스의 굽힘강도와 비커스 경도의 통계적 성질을 조사하였다. 굽힘강도와 비커스 경도는 와이블 확률 분포를 잘 따랐다. 척도 및 형상 파라메터는 $ZrO_2$ 모재 세라믹스, $ZrO_2/SiC/TiO_2$ 모재 세라믹스 및 이들을 열처리한 세라믹스를 사용하여 평가하였다. 또한 압입하중의 증가에 따른 영향도 평가하였다.

냉간성형 각형강관 모살용접 T형 접합부의 최대내력(I) - 주관 플랜지 파괴모드 - (Ultimate Strength of Fillet-welded T-joints in Cold-formed Square Hollow Sections - Chord flange failure mode -)

  • 배규웅;박금성;강창훈;문태섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.311-318
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    • 2002
  • 본 논문은 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력과 변형제한치에 대한 연구이다. 전회의 실험적 연구로부터, T형 접합부는 주관폭에 대한 지관폭의 비(${\beta}$) 0.8이하의 범위에서 변형의 증가와 함께 내력이 계속적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 따라서, 일정한 변형량(주관플랜지에서의 변위)에 대응하는 하중을 T형 접합부의 최대내력으로 정의할 수 있을 것이다. 폭비(${\beta}$)와 주관 두께에 대한 폭의 비(B/T)가 주관 플랜지 파괴모드에 미치는 영향을 검토하였다. 기존의 Kato에 의해 수행된 실험을 포함한 실험결과로부터 $16.7{\leq}B/T{\leq}41.6$ 이고 $0.27{\leq}{\beta}{\leq}0.8$ 인 범위의 T형 접합부에 대하여, 최대내력을 정의를 위한 변형제한치는 주관폭의 3% 변형량(3%B)으로 제안하였다. CIDECT의 설계식 및 기존의 제안내력식과 실험결과를 비교하였고, 최종적으로 항복선이론에 근거한 내력식을 제안하였다.

AlCr계 절삭공구 코팅의 미세조직 및 우수한 기계적 물성 분석 (Analysis microstructure and mechanical properties of AlCr-based cutting tool coatings)

  • 임기성;김영석;박혜진;문상철;정세일;김광식;박영군;김기범
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.131-131
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    • 2018
  • 최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

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Biocompatibility and Surface Characteristics of PEO-treated Ti-40Ta-xZr Alloys for Dental Implant Materials

  • Yu, Ji-Min;Cho, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.23-23
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    • 2018
  • In this study, new titanium alloys were prepared by adding elements such as tantalum (Ta), zirconium (Zr) and the like to complement the biological, chemical and mechanical properties of titanium alloys. The Ti-40Ta-xZr ternary alloy was formed on the basis of Ti-40Ta alloy with the contents of Zr in the contents of 0, 3, 7 and 15 wt. %. Plasma electrolytic oxidation (PEO), which combines high-voltage sparks and electrochemical oxidation, is a novel method to form ceramic coatings on light metals such as Ti and its alloys. These oxide film produced by the electrochemical surface treatment is a thick and uniform porous form. It is also composed of hydroxyapatite and calcium phosphate-based phases, so it has the characteristics of bone inorganic, non-toxic and very high bioactivity and biocompatibility. Ti-40Ta-xZr alloys were homogenized in an Ar atmosphere at $1050^{\circ}C$ for 1 hour and then quenched in ice water. The electrochemical oxide film was applied by using a power supply of 280 V for 3 minutes in 0.15 M calcium acetate monohydrate ($Ca(CH_3COO)_2{\cdot}H_2O$) and 0.02 M calcium glycerophosphate ($C_3H_7CaO_6P$) electrolyte. A small amount of 0.0075M zinc acetate and magnesium acetate were added to the electrolyte to enhance the bioactivity. The mechanical properties of the coated surface of Ti-40Ta-xZr alloys were evaluated by Vickers hardness, roughness test, and elastic modulus using nano-indentation, and the surface wettability was evaluated by measuring the contact angle of the coated surface. In addition, cell activation and differentiation were examined by cell culture of HEK 293 (Human embryonic kidney 293) cell proliferation. Surface properties of the alloys were analyzed by scanning electron microscopy(FE-SEM), EDS, and X-ray diffraction analysis (XRD).

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A Study on the Lower Body Somatotype Characteristics of 20~59 Aged Women by Age Groups

  • Lee, Mi-Sung;Kim, So-Ra
    • 대한인간공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.727-737
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    • 2011
  • Objective: This study aimed to analyze somatotype characteristics of the women of 20's, 30's 40's and 50's and thus to provide the basis for developing pants patterns by the age groups. Background: Despite many previous researches for the somatotype characteristics of adult women, few studies have considered age groups. Method: The data of the $5^{th}$ anthropometry by Size Korea were analyzed for the purpose. The 32 direct body measurements and the 32 indexes of 2,213 women aged 20~59 were analyzed. In order to compare somatotype characteristics among the age groups, an ANOVA and a Tukey test were used. Results: The women in 20's were the tallest among the age groups, and had the smallest waist circumference and hip circumference. Their waist breadths were also the narrowest. They had a slim and long body type but their calves were relatively thick. The 30's women were smaller, shorter with the height and length items than the 20's were. They were bigger, wider and deeper with the circumference, breadth and depth items than the 20's were and they were heavier. On the other hand, their hip circumference and crotch length were in the same group as the women in 20's. The crotch length(omphalion) of the 40's women was the longest among all the age groups and the crotch length(natural indentation) of the 40's women was in the same as the women in 50's. The women in 50's were the smallest and heaviest among all the age groups. The difference between their hip circumferences and waist circumferences was the smallest. They had an obese abdomen and sagged hips. Conclusions: The somatotype characteristics of the age groups were significantly different, and thus it is suggested to develop skirt and pants patterns for each age group. Application: The skirt and pants patterns for the somatotype characteristics of the women by age groups will be developed through the body feature data of this study.

Comparison of two fracture toughness testing methods using a glass-infiltrated and a zirconia dental ceramic

  • Triwatana, Premwara;Srinuan, Phakphum;Suputtamongkol, Kallaya
    • The Journal of Advanced Prosthodontics
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    • 제5권1호
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    • pp.36-43
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    • 2013
  • PURPOSE. The objective of this study was to compare the fracture toughness ($K_{Ic}$) obtained from the single edge V-notched beam (SEVNB) and the fractographic analysis (FTA) of a glass-infiltrated and a zirconia ceramic. MATERIALS AND METHODS. For each material, ten bar-shaped specimens were prepared for the SEVNB method ($3mm{\times}4mm{\times}25mm$) and the FTA method ($2mm{\times}4mm{\times}25mm$). The starter V-notch was prepared as the fracture initiating flaw for the SEVNB method. A Vickers indentation load of 49 N was used to create a controlled surface flaw on each FTA specimen. All specimens were loaded to fracture using a universal testing machine at a crosshead speed of 0.5-1 mm/min. The independent-samples t-test was used for the statistical analysis of the $K_{Ic}$ values at ${\alpha}$=0.05. RESULTS. The mean $K_{Ic}$ of zirconia ceramic obtained from SEVNB method ($5.4{\pm}1.6\;MPa{\cdot}m^{1/2}$) was comparable to that obtained from FTA method ($6.3{\pm}1.6\;MPa{\cdot}m^{1/2}$). The mean $K_{Ic}$ of glass-infiltrated ceramic obtained from SEVNB method ($4.1{\pm}0.6\;MPa{\cdot}m^{1/2}$) was significantly lower than that obtained from FTA method ($5.1{\pm}0.7\;MPa{\cdot}m^{1/2}$). CONCLUSION. The mean $K_{Ic}$ of the glass-infiltrated and zirconia ceramics obtained from the SEVNB method were lower than those obtained from FTA method even they were not significantly different for the zirconia material. The differences in the $K_{Ic}$ values could be a result of the differences in the characteristics of fracture initiating flaws of these two methods.

LED용 실리콘 봉지재의 경화방법이 신뢰성에 미치는 영향 (Effect of Curing Method on the Reliability of Silicone Encapsulant for Light Emitting Diode)

  • 김완호;장민석;강영래;김기현;송상빈;여인선;김재필
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제25권10호
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    • pp.844-848
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    • 2012
  • Encapsulant curing in terms of convection oven leads to thermal induced stress due to nonuniform thermal conductivity in LED package. We have adopted infrared (IR) light for silicone curing in order to release the stress. The light uniformity irradiated on an encapsulant surface is confirmed to be uniform by optical simulation. Shear strength of die paste using IR compared to convection oven is increased 19.2% at the same curing time, which indicates curing time can be shortened. The indentation depth difference between center and edge of silicone encapsulant in terms of convection oven and IR are 14.8% and 3.4%, respectively. Curing by IR also shows 2.3% better radiant flux persistency rate of LED at $85^{\circ}C$ after 1,000 h reliability test compared to convection curing.

Antifungal Activities of Crude Extractum from Camellia semiserrata Chi (Nanshancha) Seed Cake Against Colletotrichum musae, Colletotrichum gloeosporioides and Penicillium italicum in vitro and in vivo Fruit Test

  • Meng, Xiangchun;Li, Jun;Bi, Fangcheng;Zhu, Lixue;Ma, Zhiyu
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제31권4호
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    • pp.414-420
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    • 2015
  • Antifungal activities of crude extractum of Nanshancha Seed Cake (NSC), to inactivate postharvest pathogens were investigated. Highest inhibitory rate was found against C. musae, C. gloeosporioides and C. papaya P.Henn, which was much stronger than that by tea saponin. Compared to tea saponin, effects of NSC extractum was relatively weak and similar on C. gloeosporioides Penzig and P. italicum. In an in vivo study, best controlling effects by NSC extractum was found with banana anthracnose disease development, which showed no inhibitory effects by tea saponin. NSC extractum controlled in vitro C. musae growth through directly inhibiting germination rate and germ tube elongation, and causing distortation, rupture and indentation of C. musae mycelium. In banana fruit subject to C. musae inoculation, higher PAL, POD, GLU and CHT activity was observed in banana fruit treated with crude NSC extractum than that of water control fruits. Current study proved the best controlling effects of crude NSC extractum in C. musae in vitro and in vivo development, which through direct inhibition of C. musae growth and increasing defense system of the banana fruit.

Freehang 방법을 이용한 DLC 필름의 탄성 특성 평가

  • 정진원;이광렬;은광용;고대홍
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.128-128
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    • 2000
  • 박막의 탄성 특성을 평가하는 방법으로 nano-indentation, Brillouin light scattering measurement, ultrasonic surface wave measurement, bulge test, vibration membrane method 등 여러 가지가 제시되어 왔다. 이러한 방법들은 필름의 두께가 일정 두께 이상이 되어야 정확한 측정이 가능한 방법으로 매우 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang, bridge 방법이 제시되었으며, 이 방법은 간단한 식각 공정을 통해 매우 얇은 박막에도 적용시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 아주 얇은 박막에서도 탄성특성을 평가할 수 있는 freehang 방법을 이용하여 순수한 Diamond-like carbon (DLC) 필름과 Sidl 첨가된 DLC 필름의 탄성 특성을 평가하고자 한다. 실험에서 사용한 필름은 rf-PACVD 장비를 이용하여 증착하였다. 이때 전극과 플라즈마 사이의 바이어스 음전압은 -400 Vb로 합성압력은 10mTorr로 고정하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H6), 그리고 벤젠과 희석된 실렌(SiH4 : H2 = 10 : 90)이며, 희석된 실렌의 첨가량을 조절하여 필름 내에 일정량의 Si을 함유시켰다. 각각의 조건에서 증착시간을 조절하여 필름의 두께를 변화시켰으며, KOH(5.6mol) 용액을 이용하여 습식 식각을 함으로써 freehang을 제작하였다. 이때 식각액에 의한 DLC 필름의 손상은 관찰되지 않았다. 필름의 잔류 응력을 측정하기 위해 200$\pm$10 혹은 100$\pm$5$\mu\textrm{m}$ 두께의 얇은 (100) Si wafer를 5$\times$50 mm2의 strip 형태로 절단하여 사용하였다. 필름의 압축 잔류 응력에 의해 발생한 필름/기판 복합체의 곡률은 laser 반사법과 $\alpha$-step profiler를 이용하여 측정하였으며, 이 결과를 Brenner 등에 유도된 식을 이용하여 잔류 응력을 계산하였다. 또한 제작된 frddhang은 광학 현미경과 전자주사현미경에 의해 관찰되었다. 이렇게 제작된 freehang을 이용하여 필름이 기판에 부착되기 위해 필요한 변형률을 측정하고, 독립적으로 측정된 필름의 잔류 응력을 박막의 응력-변형률 관계식에 적용하여 biaxial elastic modulus, E/(1-v)를 구할 수 있었다. 측정 결과 필름의 잔류 응력과 biaxial elastic modulus는 필름의 두께가 감소함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 같은 두께의 필름인 경우, 식각 깊이에 따른 biaxial elastic modulus 의 변화를 통해 최적의 식각 깊이를 알 수 있었다.

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Comparison of tooth movement and biological response in corticotomy and micro-osteoperforation in rabbits

  • Kim, Junghan;Kook, Yoon-Ah;Bayome, Mohamed;Park, Jae Hyun;Lee, Won;Choi, Hojae;Abbas, Noha H.
    • 대한치과교정학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.205-213
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    • 2019
  • Objective: The aim of this study was to evaluate the amount of tooth movement and histologic changes with different corticotomy designs and micro-osteoperforation in rabbits. Methods: The sample consisted of 24 rabbits divided into three experimental groups (triangular corticotomy [TC] and indentation corticotomy [IC] with flap, and flapless micro-osteoperforations [MP]) and a control. A traction force of 100 cN was applied by connecting the first premolars to the incisors. The amount of tooth movement was measured. Kruskal-Wallis test was used to assess differences in tooth movement between the groups. Micro-computed tomography, hematoxylin and eosin staining, and tartrate-resistant acidic phosphatase (TRAP) analysis were performed. Analysis of variance was applied to assess differences in TRAP-positive osteoclast count between the groups. Results: The amount of tooth movement increased by 46.5% and 32.0% in the IC and MP groups, respectively, while the bone fraction analysis showed 69.7% and 8.5% less mineralization compared to the control. There were no significant intergroup differences in the number of TRAP-positive osteoclasts. Conclusions: The micro-osteoperforation group showed no significant differences in the amount of tooth movement compared to the corticotomy groups, nor in the TRAP-positive osteoclast count compared to both corticotomy groups and control.