• Steel and Composite Structures
• /
• 제49권4호
• /
• pp.431-440
• /
• 2023

The functionally graded (FG) porous plates are usually characterized by the non-symmetric elastic modulus distribution through the thickness so that the plate neutral surface does not coincide with the mid-surface. Nevertheless, the conventional analysis models were mostly based on the plate mid-surface so that the accuracy of resulting numerical results is questionable. In this context, this paper presents the neutral surface-based static and free vibration analysis of FG porous plates and investigates the differences between the mid- and neutral surface-based analysis models. The neutral surface-based numerical method is formulated using the (3,3,2) hierarchical model and approximated by the last introduced natural element method (NEM). The volume fractions of metal and ceramic are expressed by the power-law function and the cosine-type porosity distributions are considered. The proposed numerical method is demonstrated through the benchmark experiment, and the differences between two analysis models are parametrically investigated with respect to the thickness-wise material and porosity distributions. It is found from the numerical results that the difference cannot be negligible when the material and porosity distributions are remarkably biased in the thickness direction.

• 한국재료학회지
• /
• 제33권10호
• /
• pp.385-392
• /
• 2023

A solution combustion process for the synthesis of hollandite (BaAl₂Ti₆O₁₆) powders is described. SYNROC (synthetic rock) consists of four main titanate phases: perovskite, zirconolite, hollandite and rutile. Hollandite is one of the crystalline host matrices used for the disposal of high-level radioactive wastes because it immobilizes Sr and Lns elements by forming solid solutions. The solution combustion synthesis, which is a self-sustaining oxi-reduction reaction between a nitrate and organic fuel, generates an exothermic reaction and that heat converts the precursors into their corresponding oxide products in air. The process has high energy efficiency, fast heating rates, short reaction times, and high compositional homogeneity. To confirm the combustion synthesis reaction, FT-IR analysis was conducted using glycine with a carboxyl group and an amine as fuel to observe its bonding with metal element in the nitrate. TG-DTA, X-ray diffraction analysis, SEM and EDS were performed to confirm the formed phases and morphology. Powders with an uncontrolled shape were obtained through a general oxide-route process, confirming hollandite powders with micro-sized soft agglomerates consisting of nano-sized primary particles can be prepared using these methods.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제13권4호
• /
• pp.277-291
• /
• 2024

The objective of this work is to study the effects of the modification of material properties on the vibration of the FGM beam using an integral shear strain model. In the present theory, the rotational displacement is replaced by an integral term in the displacement fields. The use of a shear correction factor is not necessary because our model gives a parabolic description of shear stress through the thickness while satisfying the conditions of zero shear stresses on the bottom and top surfaces of the beam. The FGM beam is assumed that the beam is a mixture of metal and ceramic, and that its properties change depending on the power functions of the thickness of the beam such as: linear, quadratic, cubic and inverse quadratic. By applying Hamilton's principle, general formulas were obtained to obtain the frequencies of the FGM beam. The effects of changing compositional characteristics of materials presented by volume fraction of FGM beams with simply supported edges on free vibration and some mode shapes are investigated.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제13권4호
• /
• pp.359-373
• /
• 2024

The present study aims to investigate the free vibration of bi-directional functionally graded (BDFG) beams using a refined shear deformation (RSD) theory. Power law variation of material composition was considered along thickness and longitudinal directions. The beams are considered simply supported. The methodology adopted is the Hamilton principle and the governing equation was solved using Navier's method for simply supported boundary conditions. A metal-ceramic combination of materials was used to provide gradation as per power law variation. The equivalent elasticity modulus and density of BDFG were computed using the rule of mixture. The results of the study were related to published works and found to be a good match. The effect of grading parameters in the thickness and longitudinal direction was studied to investigate its impact on the natural frequency.

• The Korean Journal of Ceramics
• /
• 제6권2호
• /
• pp.100-102
• /
• 2000

Co fine particles were dispersed in Au metal and $AlO_x$ amorphous matrices by vacuum evaporation and rf-sputtering, respectively, thus forming granular composite films having chemical compositions of $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ and $Co_{0.52}/(AlO_x$)_{0.48}$. The films were annealed at 200~$500^{\circ}C$ to increase the size of the Co particles, from 30$\AA$ to 180$\AA$ in the Au matrix and 40$\AA$ to 180$\AA$ in the $AlO_x$ matrix, as revealed by X-ray diffraction analysis. The Co metal in as-deposited films have saturation magnetization equivalent to that of bulk Co, which is unchanged by the annealing, showing that the Co metal is not oxidized by the annealing. Magneto-optical Kerr rotation measured at $\lambda$=400-900nm for the $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ film as deposited is larger than that calculated for the composition. The rotation increases as the film is annealed at $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$, approaching to that of bulk Co. The Kerr rotation for the $Co_{0.52}-(AlO_x)_{0.48}$ film as deposited is smaller than that calculated for the composition based on Bruggeman effective medium theory. However, the rotation increases much, exceeding the rotation of the bulk Co as annealed at $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. As a possible origin of the marked magneto-optical enhancement a weak localization of light in granular structure is suggested.

• 치위생과학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.368-374
• /
• 2012

제한된 조건 하에서 수행된 본 연구에서 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치과용 캐드캠을 이용하여 제작된 지르코니아 코어의 변연 및 내면 적합도보다 전통적인 방식을 이용하여 제작한 금속 코어가 모든 부위에서 우수하였다(p<.001). 2. 두 그룹 모두에서 적합도가 가장 미흡한 부분은 절단부였고, 축벽부가 가장 우수한 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 볼 때 아직까지는 치과용 캐드캠을 이용하여 보철물을 제작하는 것이 기존의 기공 방식을 이용하여 제작된 보철물의 적합도만큼 만족스럽지는 못하였으나 임상적 허용 범위 안에 존재하였다는 점에서 치과용 캐드캠은 임상적으로 사용이 가능한 것으로 판단된다. 앞으로 기계가 개선되고 가공 방식이 지금보다 발전한다면 기존의 기공 방식을 이용하여 제작되는 보철물의 완성도를 능가할 것으로 생각된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제27권5호
• /
• pp.61-68
• /
• 2018

알루미늄 드로스는 알루미늄 용해 공정에서 용탕 표면에 발생하는 산화물 덩어리로서, Salt 유무에 따라 화이트드로스와 블랙드로스로 구분된다. 화이트드로스의 경우 금속 함량이 높아 용해 공정으로 재활용 되지만, 블랙드로스는 금속 함량이 낮고 성분 분리가 어려워 대부분 매립 처리되며, 물과 반응하면 가스와 발열 반응이 일어나 토양오염의 원인으로 작용한다. 하지만 블랙드로스에는 NaCl과 KCl과 같은 Salt 성분과, $Al_2O_3$, MgO와 같은 무기소재가 포함되어 있어 이러한 유가자원을 회수하고 소재화하는 기술 연구가 필요하다. 본 연구에서는 알루미늄 블랙드로스를 재활용하기 위한 공정을 제시하였다. 파쇄-용해(Dissolution)-고액분리-감압증발을 거치는 공정을 통하여 블랙드로스에 존재하는 무기물과 용해성 물질을 분리하였다. 물과 블랙드로스 함량을 제어하여 조건에 따라 분리물의 회수율을 최적화하였으며, 블랙드로스:물 비율이 1:9 일 때 91 wt.%의 Salt flux 회수율을 보임을 확인하였다. 추가적으로, 회수된 무기물을 이용한 제올라이트의 합성을 통하여 블랙드로스의 소재화 가능성을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제27권2호
• /
• pp.199-204
• /
• 2017

본 연구에서는 펄프공정으로부터 배출되는 리그닌 추출물 내의 금속이온분리를 위한 연구를 진행하였다. ${\alpha}$-Alumina 분말에 DMAc (N,N-dimethylacetamide) 용매와 PESf (Polyethersulfone) 고분자를 혼합하고 PVP (Polyvinylpyrrolidone) 분산제를 첨가하여 슬립 캐스팅 방법으로 분리막을 제조하였다. 분리막은 CFP (Capillary Flow Porometer) 장치를 통해 기공크기를 측정하고 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) 장치를 이용하여 실제 분리막 표면과 단면을 관찰하였다. 플럭스는 분리 실험장치를 이용하여 시간당 여과된 무게를 측정하여 계산하였다. 기공크기측정은 0 psi에서 30 psi까지 서서히 증가하는 승압조건에서 진행하였다. 분리막의 기공크기는 $0.4{\mu}m$ 크기를 가지며 플럭스는 분리막의 파울링에 의해 초기 플럭스 값인 $6.36kg{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$에서 $1.98kg{\cdot}m^{-2}{\cdot}h^{-1}$으로 감소하여 3시간 이후부터 일정해지는 것을 확인하였다. 투과 실험 후 막 오염물질은 간단한 세척을 통해 제거 가능하였다. 분리실험을 통해 초기 리그닌 추출물 내에 포함되어 있던 Na은 69%만큼 줄었고, Fe은 87%, K은 95%, Ca은 93%, Mg은 96%만큼 제거됨을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제28권11호
• /
• pp.2089-2092
• /
• 2007

Tantalum-containing metal oxides, well known for their efficiency in water splitting and H2 production, have never been used in visible light driven photodecomposition of H2S and H2 production. The present work is an attempt in this direction and investigates their efficiency. A mixed metal oxide, ZnFe2Ta2O9, with the inclusion of Fe2O3 to impart color, was prepared by the conventional ceramic route in single- and double-calcinations (represented as ZnFe2Ta2O9-SC and ZnFe2Ta2O9-DC respectively). The XRD characterization shows that both have identical patterns and reveals tetragonal structure to a major extent and a minor contribution of orthorhombic crystalline system. The UV-visible diffuse reflection spectra demonstrate the intense, coherent and wide absorption of visible light by both the catalysts, with absorption edge at 650 nm, giving rise to a band gap of 1.9 eV. Between the two catalysts, however, ZnFe2Ta2O9-DC has greater absorption in almost the entire wavelength region, which accounts for its strong brown coloration than ZnFe2Ta2O9-SC when viewed by the naked eye. In photocatalysis, both catalysts decompose H2S under visible light irradiation (λ ≥ 420 nm) and produce solar H2 at a much higher rate than previously reported catalysts. Nevertheless, ZnFe2Ta2O9-DC distinguishes itself from ZnFe2Ta2O9-SC by exhibiting a higher efficiency because of its greater light absorption. Altogether, the tantalum-containing mixed metal oxide proves its efficient catalytic role in H2S decomposition and H2 production process also.

• 대한치과교정학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.613-623
• /
• 2000

교정용 브라켓과 교정선 사이의 마찰력에 관련된 요소들에는 브라켓의 종류, 교정선의 재질과 형태, 결찰방법의 차이, 건조환경과 타액환경의 차이, 브라켓간 offset의 차이, 브라켓간 거리, 이동속도 등이 있다. 이러한 요소들에 따른 마찰력의 변화를 비교, 분석하여 각 요소들 간의 관계를 알아보고자 본 연구를 하였다. 8종류의 0.018"x0.025"상악 견치와 상악 제2 소구치용 브라켓을 슬라이드 위에 부착시키고 0.016 및 0.016"x0.022" 스테인레스 스틸 교정선과 같은 크기의 NiTi 교정선 및 Cu-NiTi 교정선을 이용하여 서로 다른 조건에서 마찰력을 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 브라켓의 종류에 따른 마찰력의 차이는 Polycrystalline세라믹 브라켓인 Allure의 평균 마찰력이 가장 높게 나타났고, 세라믹과 합성된 플라스틱 브라켓인 Vogue, 금속 브라켓인 Mini-Twin, 금속 슬롯을 갖는 플라스틱 브라켓인 Elan, monocrystalline 세라믹 브라켓인 Starfire, single 브라켓인 Lewis/Lang, 자가결찰 브라켓인 SPEED의 순으로 감소하였으며, frictionless 브라켓인 Shoulder의 평균 마찰력이 가장 낮았다. 자가결찰 브라켓은 원형 교정선에서는 낮은 마찰력을 나타냈고, 사각형 교정선에서는 높은 마찰력을 나타냈다. 2. 교정선 재질에 따른 평균마찰력은 스테인레스 스틸 교정선이 다른 교정선들에 비해 통계학적으로 유의하게 낮았으며, NiTi 교정선, Cu-NiTi 교정선 순으로 평균 마찰력이 높았다. 교정선의 형태에 따른 마찰력은 원형 교정선의 평균마찰력이 각형 교정선보다 낮았다. 3. 본 연구에서 스테인레스 강으로 결찰했을 때의 평균마찰력이 탄성모듈로 결찰했을 때에 비해 모든 조건에서 통계학적으로 유의하게 높았다. 4. 건조환경에서의 금속 브라켓에 스테인레스 스틸 교정선, NiTi 교정선 및 Cu-NiTi교정선의 평균마찰력은 타액환경에서 보다 유의하게 낮았다. 5. 브라켓간 offset이 증가함에 따라 평균마찰력은 유의하게 증가하였다. 6. 브라켓간 거리의 변화에 대한 마찰력의 차이는 교정선의 재질에 따라 차이가 나며, 스테인레스 스틸 교정선은 브라켓간 거리가 감소할 때 마찰력이 유의하게 변화하지 않았으나, NiTi 교정선의 경우는 유의하게 증가하였다. 7. 브라켓내의 교정선의 이동속도에 따라 마찰력은 유의하게 변화하지 않았다. 이상의 결과로 볼 때 교정 치료동안 적정 교정력을 유지하기 위해 자가결찰브라켓, 스테인레스 스틸 교정선과 탄성모듈결찰법을 사용하는 것이 유리하며, 치료시기에 따라서 요구하는 마찰력이 다르므로 상황에 따라 재료를 선택하는 것이 중요할 것으로 사료된다.