• 한국결정성장학회지
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• 제22권6호
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• pp.279-285
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• 2012

BCP, Mg-BCP, Si-BCP 분말을 공침법(co-precipitation process)을 이용하여 합성하였다. 제조된 분말을 X-선 회절 분석(XRD), 적외선분광분석(FTIR)을 이용하여 특성을 분석하였다. Ca/P 몰 비율이 1.602인 칼슘 결손 아파타이트 공침물을 제조하여 $1000^{\circ}C$ 열처리 과정을 통하여 HAp와 ${\beta}$-TCP 상이 혼재된 BCP, Mg-BCP, Si-BCP을 합성할 수 있었다. 제조된 분말의 생체활성 거동을 평가하기 위하여 Hanks' Balanced Salt Solution(HBSS)에 침적시켜 시간에 따라 형상의 변화 및 결정상을 분석한 결과, BCP 분말에 비하여 금속 이온이 치환된 BCP 분말에서 빠른 생체활성을 관찰할 수 있었다. MTT assay를 통한 세포 성장률 평가에서모든 분말에서 시간 경과에 따라 독성을 나타내지 않았으며, 세포의 활성이 증가하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제19권2호
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• pp.369-384
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• 2015

This work presents a free vibration analysis of functionally graded metal-ceramic (FG) beams with considering porosities that may possibly occur inside the functionally graded materials (FGMs) during their fabrication. For this purpose, a simple displacement field based on higher order shear deformation theory is implemented. The proposed theory is based on the assumption that the transverse displacements consist of bending and shear components in which the bending components do not contribute toward shear forces and, likewise, the shear components do not contribute toward bending moments. The most interesting feature of this theory is that it accounts for a quadratic variation of the transverse shear strains across the thickness, and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the beam without using shear correction factors. In addition, it has strong similarities with Euler-Bernoulli beam theory in some aspects such as equations of motion, boundary conditions, and stress resultant expressions. The rule of mixture is modified to describe and approximate material properties of the FG beams with porosity phases. By employing the Hamilton's principle, governing equations of motion for coupled axial-shear-flexural response are determined. The validity of the present theory is investigated by comparing some of the present results with those of the first-order and the other higher-order theories reported in the literature. Illustrative examples are given also to show the effects of varying gradients, porosity volume fraction, aspect ratios, and thickness to length ratios on the free vibration of the FG beams.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권6호
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• pp.899-910
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• 2021

A 4-unknown shear deformation theory is applied to investigate the vibration of functionally graded plates under thermal environment. The plate is fabricated from a functionally graded material mixed of ceramic and metal with continuously varying material properties through the plate thickness. Three types of thermal loadings, uniform, linear and nonlinear temperature rises along the plate thickness are taken into account. The present theory contains four unknown functions as against five or more in other higher order shear deformation theories. The through-the-thickness distributions of transverse shear stresses of the plate are considered to vary parabolically and vanish at upper and lower surfaces. The present model does not require any problem dependent shear correction factor. Analytical solutions for the free vibration analysis are derived based on Fourier series that satisfy the boundary conditions (Navier's method). Benchmark solutions are firstly considered to evaluate the accuracy of the proposed model. Comparisons with the solutions available in literature revealed the good capabilities of the present model for the simulations of vibration responses of FG plates. Some parametric studies are carried out for the frequency analysis by varying the volume fraction profile and the temperature distribution across the plate thickness.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권6호
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• pp.821-837
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• 2022

This research is devoted to study the effects of humidity and temperature on the bending behavior of functionally graded (FG) ceramic-metal porous plates resting on Pasternak elastic foundation using a quasi-3D hyperbolic shear deformation theory developed recently. The present plate theory with only four unknowns, takes into account both transverse shear and normal deformations and satisfies the zero traction boundary conditions on the surfaces of the functionally graded plate without using shear correction factors. Material properties of porous FG plate are defined by rule of the mixture with an additional term of porosity in the through-thickness direction. The governing differential equations are obtained using the "principle of virtual work". Analytically, the Navier method is used to solve the equations that govern a simply supported FG porous plate. The obtained results are checked by comparing the results determined for the perfect and imperfect FG plates with those available in the scientific literature. Effects due to material index, porosity factors, moisture and thermal loads, foundation rigidities, geometric ratios on the FG porous plate are all examined. Finally, this research will help us to design advanced functionally graded materials to ensure better durability and efficiency for hygro-thermal environments.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.729-747
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• 2022

The critical buckling loads and buckling modes of bi-directional functionally graded porous unified higher order shear plate with elastic foundation are investigated. A mathematical model based on neutral axis rather than midplane is developed in comprehensive way for the first time in this article. The material constituents form ceramic and metal are graded through thickness and axial direction by the power function distribution. The voids and cavities inside the material are proposed by three different porosity models through the thickness of plate. The constitutive parameters and force resultants are evaluated relative to the neutral axis. Unified higher order shear plate theories are used to satisfy the zero-shear strain/stress at the top and bottom surfaces. The governing equilibrium equations of bi-directional functionally graded porous unified plate (BDFGPUP) are derived by Hamilton's principle. The equilibrium equations in the form of coupled variable coefficients partial differential equations is solved by using numerical differential integral quadrature method (DIQM). The validation of the present model is presented and compared with previous works for bucking. Deviation in buckling loads for both mid-plane and neutral plane are developed and discussed. The numerical results prove that the shear functions, distribution indices, boundary conditions, elastic foundation and porosity type have significant influence on buckling stability of BDFGPUP. The current mathematical model may be used in design and analysis of BDFGPU used in nuclear, mechanical, aerospace, and naval application.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.221-225
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• 2023

셀룰로오스는 자연의 다양한 공급원에서 쉽게 얻을 수 있는 가장 일반적인 천연 고분자이다. 셀룰로오스의 한 형태인 나노셀룰로오스는 셀룰로오스를 처리해 쉽게 얻을 수 있으며, 그 고유 물성이 상당히 우수하여 광범위한 산업 응용 분야에 사용이 가능하다. 이러한 나노 셀룰로오스는 금속 및 세라믹 필러를 포함하는 고분자 복합재료를 능가하는 뛰어난 기계적 물성 및 열적 안정성을 제공하며, 지속가능한 환경 친화적인 복합소재이다. 이러한 특성을 기반으로 필러, 포장지, 에너지, 의료, 코팅산업 등 다양한 분야에서 광범위하게 연구되고 있다. 본 리뷰에서는 나노셀룰로오스 및 나노복합소재 개발 그리고 응용분야에 대한 연구동향에 대해 고찰해보았다.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권3호
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• pp.299-318
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• 2024

The main objective of this paper is to compute the far-field acoustic radiation (sound radiation) of functionally graded plates (FGM) loaded by sinusoidally varying point load subjected to the arbitrary boundary condition is carried out. The governing differential equations for thin functionally graded plates (FGM) are derived using classical plate theory (CPT) and Rayleigh integral using the elemental radiator approach. Four cases, segregated on power-law index k=0,1,5,10, are studied. A novel approach is illustrated to compute sound fields of vibrating FGM plates using the physical neutral surface with an elemental radiator approach. The material properties of the FGM plate for all cases are calculated considering the power law indexes. An in-house MATLAB code is written to compute the natural frequencies, normal surface velocities, and sound radiation fields are analytically calculated using semi-analytical formulation. Ansys is used to validate the computed sound power level. The parametric effects of the power law index, modulus ratios, different constituent of FGM plates, boundary conditions, damping loss factor on the sound power level, and radiation efficiency is illustrated. This work is the benchmark approach that clearly explains how to calculate acoustic fields using a solid layered FGM model in ANSYS ACT. It shows that it is possible to asymptotically stabilize the structure by controlling the intermittent layers' stiffness. It is found that sound fields radiated by the elemental radiators approach in MATLAB, ANSYS and literatures are in good agreement. The main novelty of this research is that the FGM plate is analyzed in the low-frequency range, where the stiffness-controlled region governs the whole analysis. It is concluded that a clamped mono-ceramic FGM plate radiates a lesser sound power level and higher radiation efficiency than a mono-metallic or metal-rich FGM plate due to higher stiffness. It is found that change in damping loss factor does not affect the same constituents of FGM plates but has significant effects on the different constituents of FGM plates.

• 대한치과보철학회지
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• 제57권3호
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• pp.211-218
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• 2019

목적: 본 연구에서는 CAD/CAM 기술로 제작한 4가지 금속하부구조물의 변연 및 내면 적합도를 비교하여 정확도 및 임상적 효용성을 알아보고자 한다. 재료 및 방법: 상악 중절치 레진모형치아를 삭제한 뒤 복제하여 Ni-Cr 합금 표준 모형을 제작하였다. 이를 공초점 현미경방식의 구강 스캐너를 이용해 12개의 STL 파일을 얻었다. CAD 프로그램 상에서 $50{\mu}m$의 시멘트 공간을 부여한 두께 0.5 mm의 금속하부구조물을 디자인하였다. Co-Cr 금속하부구조물은 다음 4가지 방법으로 제작하였다: Wax pattern milling & Casting (WM), Resin pattern 3D Printing & casting (RP), Milling & Sintering (MS), Selective laser melting (SLM). 변연 및 내면 적합도를 측정하기 위해 실리콘 복제법을 이용하였다. 측정한 결과값은 SPSS 통계 프로그램을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)으로 통계처리하고, 사후검정으로 Scheffe test를 시행하였으며, 5% 유의수준으로 평가하였다(${\alpha}=.05$). 결과: 변연 적합도는 WM군($27.66{\pm}9.85{\mu}m$)과 MS군($28.88{\pm}10.13{\mu}m$)이 RP군($38.09{\pm}11.14{\mu}m$)에 비해 통계적으로 유의하게 작았다. 치경부 적합도는 MS군이 RP군에 비해 통계적으로 유의하게 작았다. 축면 적합도는 WM군과 MS군이 RP군과 SLM군 보다 통계적으로 유의하게 작았다. 절단면 적합도는 RP군이 통계적으로 유의하게 작았다. 결론: Wax pattern milling & Casting, Milling & Sintering법으로 제작한 Co-Cr coping의 변연과 축면에서의 적합도가 더 우수하였다. 모든 군의 Co-Cr coping의 변연, 치경부, 축면 적합도는 임상적으로 허용할만한 범위 안에 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.67-75
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• 2005

경량 전파흡수체 구현 방안의 하나로 저밀도(약 0.2g/cc) 중공미세구 표면에 수 ${\cal}um$ 두께의 Co 피막을 무전해 도금에 의해 코팅하고, 고주파 전자기 특성 및 전파흡수특성을 조사하였다. Co 도금은 활성화 처리와 도금공정 2단계 과정을 거쳐 시행되었다. 도금공정의 반복에 의해 두께 $2{\~}3\mu$m의 균일한 Co 피막을 얻을 수 있었다. 이 분말을 실리콘 고무와 혼합하여 복합체를 제조하고, 고주파 전자기 물성 및 전파흡수특성을 회로망 분석기로 측정하였다. Co 피막의 강자성 특성 및 전도 특성에 의해 높은 자기손실 및 유전상수를 얻을 수 있었다. 이와 같은 전자기적 특성에 의해 GHz 대역에서 우수한 전파흡수특성(두께 2.0$\~$2.5mm, 전파흡수능 20dB 이상)이 확인되었다. 특히 Co 도금 중공미세구의 밀도(0.84 g/cc)는 페라이트(5.0 g/cc)에 비해 약 1/6에 불과하기 때문에 경량 전파흡수체로서 응용가치가 매우 높음을 제시할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.504-509
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• 2018

본 연구에서는 광범위로 사용되고 있는 황색안료 중에서 고기능성을 갖는 티탄옐로우 제조하고자 하였다. Anatase Type의 $TiO_2$를 골격제로 하고 발색제 산화물인 $Cr_2O_3$을 고용시키기 위하여 $Sb_2O_3$ 산화물을 발색보조제로 사용하였으며, 안료의 제조에 사용된 출발원료로는 $TiO_2$(98%), $Sb_2O_3$(99.5%), $Cr_2O_3$(99.5%)를 사용하였다. 출발원료를 건식으로 혼합하고, 고온($1,000{\sim}1,200^{\circ}C$)으로 소결하여 결정화하고 Jar Mill을 이용하여 $1{\mu}m$이하로 습식분쇄한 후에 건조온도 $100^{\circ}C$로 12시간 건조하고 믹서기로 미분쇄하여 안료를 제조하였다. 안료의 최적 소결온도를 선정하기 위하여 소결온도 $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, $1150^{\circ}C$, $1200^{\circ}C$의 4구간을 설정하고, X선 회절분석을 통하여 결정상을 확인한결과 $1150^{\circ}C$에서의 결정구조 Peak가 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이렇게 제조된 Rutile구조를 갖는 황색세라믹안료를 컬러강판의 코팅재료로 적용하고자 하였다. 제조된 안료에 대하여 내후성, 내산성, 내알카리성, 내열성 시험을 하여 색상변화를 측정하였으며, 유해중금속($Cr^{+6}$)검출시험을하였다. 내후성(2000hr)시험결과의 색상변화(${\Delta}E$)는 0.74, 내산성, 내알카리성, 내열성시험의 색상변화(${\Delta}E$)는 각각 0.16, 0.07, 0.29로 거의 변색되지 않은 것을 알 수 있었으며, 유해중금속($Cr^{+6}$)검출시험결과는 34ppm이었다.