• Tribology and Lubricants
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• 제38권3호
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• pp.101-108
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• 2022

The structure and properties of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) coatings depend on the main process parameters and bending angles of the magnetic field filter used in the filtered cathodic vacuum arc (FCVA). During the process, it is possible to effectively control the plasma flux of carbon ions incident on the substrate by controlling the arc discharge current, thereby influencing the mechanical properties of the coating film. Furthermore, we can control the size and amount of large particles mixed during carbon film formation while conforming with the bending angle of the mechanical filter mounted on the FCVA; therefore, it also influences the mechanical properties. In this study, we consider tribological characteristics for filtered bending angles of 45° and 90° as a function of arc discharge currents of 60 and 100 A, respectively. Experiment results indicate that the frictional behavior of the ta-C coating film is independent of the bending angle of the filter. However, its sliding wear behavior significantly changes according to the bending angle of the FCVA filter, unlike the effect of the discharge current. Further, upon changing the bending angle from 45° to 90°, abrasive wear gets accelerated, thereby changing the size and mixing amount of macro particles inside the coating film.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.104-115
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• 2014

2013년 가을, 한국 통영의 13개 해변에서 해양쓰레기의 풍도와 조성을 조사하였다. 대형쓰레기(25 mm 이상)의 풍도는 평균 약 30개/$m^2$, 소형쓰레기(1 mm-25 mm)의 풍도는 평균 26,971개/$m^2$로서 한국의 다른 지역이나 전세계 다른 지역에 비해 매우 높은 편이었다. 스티로폼, 경질플라스틱, 섬유, 금속, 유리, 목재, 기타 등 7개 재질로 구분했을 때 대형쓰레기 중 스티로폼의 갯수가 차지하는 비율은 약 75%, 소형 쓰레기에서는 약 98%였다. 대형 스티로폼 쓰레기 중 원래 부피의 50% 이상이 남아 있는 '완제품' 쓰레기들을 양식용 부자와 기타 완제품 쓰레기로 구분했을 때 양식용 부자가 차지하는 비율은 갯수로 93%였다. 결국 조사된 해변들에서 쓰레기로 인한 해변 오염은 매우 심각한 수준이며, 쓰레기의 발생 원인의 대부분은 양식장에서 사용되는 스티로폼 부자인 것으로 밝혀졌다. 통영 지역은 한국에서 굴 양식장이 가장 많은 곳이므로 굴 양식장의 스티로폼 부자 쓰레기 관리를 개선하는 것은 통영뿐만 아니라, 다른 지역의 해변 오염을 예방하는 데도 중요한 것으로 보인다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.1
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• pp.61-66
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• 2006

Over the past 20 years there has been a revolution involving the use of nano or macro size particles as drainage and retention systems during the manufacture of paper. More recently a group of patented technologies called Synthetic Mineral Microparticles (SMM) has been invented and developed. This system has potential to further promote the drainage of water and retention of fine particles during papermaking. Prior research, as well as our on preliminary research showed that the SMM system has advantages in both of drainage and retention compared with montmorillonite (bentonite), which one of the most popular materials presently used in this kind of application. In spite of the demonstrated advantages of this SMM system, the properties and activity of SMM particles in the aqueous state have not been elucidated yet. Streaming current titrations with highly charged polyelectrolytes were used to measure the charge properties of SMM and to understand the interactions among SMM particles, fibers, fiber fines, and cationic polyacrylamide (cPAM) as a retention aid. It was found that pH profoundly affects the charge properties of SMM, due to the influence of Al-ions and the Si-containing particle surface. SEM pictures, characterizing the morphology, geometry and size distribution of SMM, showed an broad distribution of primary particle size. Dilution of SMM mixturee appeared to wash out particles smaller than 100 nm from the surface of larger particles, which themselves appeared to be composed of fused primary particles. DSC thermoporometry was used to measure the size distribution of nanopores within SMM particles.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.865-871
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• 2016

조직 공학에서는 전통적인 인공지지체 제작 방식인 가스 발포, 염 침출, 스폰지 복제 그리고 동결주조 법 등이 이용되고 있다. 하지만 다양한 공극 형태 및 크기를 가지고 있어서 세포 상호 작용 효과 및 충분한 기계적 특성에 한계가 있다. 그러나 열 용해 적층 법은 조직공학에서 폴리머 재료를 이용하여 다양한 3차원 인공지지체를 제작할 수 있는 가장 적절한 기술이다. 따라서 본 연구에서는 PCL 몰드를 제작하고 실리카와 알긴산 나트륨 염을 포함하는 세라믹 슬러리를 제조하여 몰드에 주입시켰으며, 1일 동안 자연 건조를 시켰다. 제작된 3차원 슬러리 몰드는 PCL 몰드의 제거 및 슬러리를 경화시키기 위해 $100^{\circ}C$의 오븐에서 2시간 열처리 되었고, 열처리 후에 $1100^{\circ}C$에서 소결되었다. 제작된 인공지지체는 주사전자현미경을 통해 관찰되었고, 압축 시험을 통해 알긴산 나트륨 염의 혼합량에 따른 인공지지체의 기계적 특성은 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.5-12
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• 2011

본 연구에서는 용해성 입자를 포함한 혼합재가 용해과정에서 발생하는 입자구조의 미시적 및 거시적 거동을 수치해석기법을 이용하여 조사하였다. 혼합재는 다양한 부피비의 용해성 입자와 비용해성 입자를 혼합하여 조성하였다. 용해성 입자의 용해과정은 입자의 크기를 감소시킴으로써 모사하였다. 수치해석 결과 일정한 시간까지 시료의 수직변형은 진행되며, 수직변형이 평형에 도달한 후에도 용해작용이 진행되어 간극률은 변화한다. 또한, 간극률과 수직변형은 용해성 입자의 함유량이 증가함에 따라 증가한다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 용해성 입자를 포함한 시료의 용해과정에서 입자구조의 변화는 특정 시간까지 진행되며, 용해성 입자의 부피가 클수록 구조 변화가 큰 결론을 얻었다.

• 대한화학회지
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• 제44권6호
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• pp.611-624
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• 2000

이 연구에서는 확산과 용해에 관련된 3~12학년의 과학교과서와 여러 문헌 자료들, 인터넷 사이트들을 분석하였다. 이 자료들로부터, 교과서에 제시된 확산과 관련된 설명들이 용해, 상태변화, 분출과 혼동되어 사용되고 있었으며 매질과의 충돌 또한 고려되고 있지 않았다는 것을 알았다. 그리고 용해와 관련된 거의 모든 자료도 용해의 원리를 인력에 의한 영향으로 설명하지 못하고 있었으며, 거의 대부분 용해에 관한 설명이 개념의 이해보다는 계산 문제 풀이에 초점이 맞추어져 있었다. 또한, 각종 인터넷 사이트들도 단편적인 교과서의 나열 수준에서 벗어나지 못하였고 단지 시청각적인 효과에 치중하고 있었다. 화학이 입자론적 관점에서 자연현상을 이해해야 함에도 불구하고 대부분의 교과서와 인터넷 사이트들은 그것을 충분히 반영하지 못하고 있었다. 이에 이 연구에서는 올바른 과학적 개념을 형성하고 입자론적인 관점에서 미시세계를 거시적 자연현상과 연결시키고자 했다. 그 방법으로 움직이는 물체를 표현할 수 있는 컴퓨터의 장점을 최대한 활용하여 입자이동의 관점으로 확산과 용해와 관련된 수업보조자료를 개발하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.298.2-298.2
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• 2016

가공이 까다로운 소재를 가공하기 위한 공구에 적용하기 위해서 Al의 함량이 높은 AlTiN 소재가 개발되어 적용되고 있으며, 이 소재는 공구의 수명향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 증착 시 거대입자가 박막에 증착되어 결함을 만들기 때문에 그 밀도를 낮추기 위해서 음극 아크 증착을 이용하여 공정 변화에 따른 AlTiN 박막의 표면형상을 관찰하고 특성을 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제작한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. Al-25 at.%Ti 합금타겟을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 시편은 스테인리스 강판(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 기판 전압과 공정압력이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 이를 통하여 거대입자밀도를 낮추는 기초공정을 도출하였다. AlTiN 박막 제작 시 빗각을 적용한 결과 $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. 본 연구를 통해 음극 아크 증착을 이용하여 거대입자의 밀도가 낮은 박막을 제작할 수 있는 공정을 도출하였고, 빗각증착을 적용하면 경도가 향상되는 결과를 확인하였다. 이를 통해 절삭공구 등과 같이 고경도의 코팅물성 유지를 위한 코팅분야에 응용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권4호
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• pp.402-408
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• 2006

Dissimilar friction welding were produced using 15(mm) diameter solid bar in chrome molybedenum steel(KS SCM440) to carbon steel(KS S45C) to investigate their mechanical properties. The main friction welding parameters were selected to endure good quality welds on the basis of visual examination, tensile tests, Vickers hardness surveys of the bond of area and H.A.Z and microstructure investigations. The specimens were tested as-welded and post-weld heat treated(PWHT). The tensile strength of the friction welded steel bars was increased up to 100% of the S45C base metal under the condition of all heating time. Optimal welding conditions were n=2,000(rpm), $P_1=60(MPa),\;P_2=100(MPa),\;t_1=4(s),\;t_2=5(s)$ when the total upset length is 5.4 and 5.7(mm), respectively. The peak of hardness distribution of the friction welded joints can be eliminated by PWHT. Two different kinds of materials are strongly mixed to show a well-combined structure of macro-particles without any molten material and particle growth or any defects.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권1호
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• pp.92-103
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• 1999

The fuel spray behavior in the intake port of an electronic control port irijection gasoline engine has a strong influence on engine performance, exhaust emission and fuel consumption. Thus, in this study, fuel spray behavior and flow characteristics of the air assist gasoline spray injected into a suction flow in a simulated rectangular intake port have boon investigated. Macro-behavior of spray characteristics was investigated by means of visualization and the measurements of SMD and velocity were made by PDPA. For analysis the flow field with droplets size, droplets are classified five droplets size groups. As a result, the normal distance of suction flow increasing, the relatively large droplets distribution and SMD increase because small droplets easily follow suction flow. Near impinging wail, after impinging against the wall, secondary atomized small droplets of D < $30{\mu}m$ bound from the wall. And the increasement of suction flow progress to the large droplets of D > $100{\mu}m$ distribution. Therefore, SMD are apparently increased near impinging wall, Z/d = 9.0.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권12호
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• pp.992-999
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• 2009

The focus of this study is placed on the behavior characteristics of gasoline spray under condition field of room temperature and pressure. To analyze the behavior and flow characteristics of injected fuel spray is important in speculation of mixture formation process. Also the exhausted emissions from actual engines can be controlled by the analyzed results. The ${\varphi}$(degree of freedom) and K(energy ratio of particle motion) are selected as the simulation parameter. The factors affect characteristics of spray structure, and the factors are included in the sub-program of the KIVA-II code. In this study, the simulation study by modified KIVA-II code was conducted and the calculated results obtained by the modified KIVA-II code show good agreements with experimental results. As a result, applying the improved TAB model with ${\varphi}$=8 and K=2 to simulation analysis of the KIVA-II code is sufficiently useful for analyzing the macro characteristics in spray structure, such as the spray tip penetration of injected fuel spray.