• 한국산업융합학회 논문집
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• 제23권6_2호
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• pp.927-934
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• 2020

Magnesium powder has been widely used in various industries because it is light weight and extremely high mechanical strength including aeronautics and chemicals. However, magnesium, as a combustible metal, poses serious safety issues such as fires and explosions if it is not managed properly. Especially, magnesium's max adiabatic flame temperature is 3,340℃ and it is impossible to extinguish it by using water, CO2 and Halonagents. The aim of this study is to identify the combustion characteristics of magnesium powder. We carried out a combustion experiment, using 1 kg of magnesium (purity > 99 %, particle < 150 ㎛). The features of the magnesium burning process were scrutinized using infrared thermal image analysis. Also, a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) were used employed to analyze particulate composites and properties. It concludes the significant tendency of magnesium fire and light, combustion carbide's particle characteristics. This study contributes to make better prevention and response manners to magnesium fires, as well as fire investigation measures.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권3호
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• pp.180-188
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• 1999

SiC 입자강화 2124Al 금속복합재료의 강화재 부피분율에 따른 탄성 stiffness를 초음파 공명 스펙트로스코피(resonant ultrasound spectroscopy: RUS) 방법을 이용하여 측정하였다. RUS 방법은 한 개의 소형 시편으로 9개의 독립변수를 가진 사방정계(orthorhombic) 탄성계수를 간단한 실험으로 측정 가능함을 보여주었다. SiC 강화재 부피분율 변화에 따른 탄성계수를 측정하였는데 이 경우 초기 추정 탄성계수를 구하기 위해서 부피 분율에 따른 미세조직 사진으로부터 강화재의 형상(aspect ratio)과 방향을 고려한 유효 aspect ratio 개념을 도입하였고. Mori-Tanaka 이론식에 의한 계산결과를 이용하였다. 이로부터 계산된 공진주파수와 RUS의 측정 공진주파수 사이를 최소화함으로 정확한 탄성계수를 측정하였다. 측정된 stiffnesses로부터 공학적 탄성계수인 Young's modulus를 계산하였으며, 계산된 Young's modulus와 압출방향으로 인장 시험한 Young's modulus를 비교분석 하였다. SiC 입자의 부피분율이 증가함에 따라 탄성계수가 증가함을 나타내었고, 탄성 stiffness의 거동은 강화재가 많이 첨가될수록 횡등방성(transversely isotropic)이 강하게 나타났으며 이것은 압출공정에 의해 강화재 입자의 방향성 재배열에 기인한다. 한편 일정크기 시편에 있어서 기본 공진주파수가 강화재 부피분율에 따라 고주파수 영역으로 이동하는 현상이 관찰되었으며, 이로 부터 비파괴적으로 강화재 부피분율을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1713-1721
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• 1994

Intermetallic-matrix composites(IMCs) have the potential of combing matrix properties of oxidation resistance and high temperature stability with reinforcement properties of high specific strength and modulus. One of the major limiting factors for successful applications of these composite at high temperatures is the formation of interfacial reactions between matrix and ceramic reinforcement during composite process and during service. The purpose of the present investigation is to develop a better understanding of the nature of creep fracture mechanisms in a $Ni_{3}Al$ composite reinforced with both $TiB_{2}$ and SiC particulates. Emphasis is placed in the roles of the products of the reactions in determining the creep lifetime of the composite. In the present study, creep rupture specimens were tested under constant ranging from 180 to 350 MPa in vacuum at $760^{\cric}C$. The experimental data reveal that the stress exponent for power law creep for the composite is 3.5, a value close to that for unreinforced $Ni_{3}Al$. The microstructural observations reveal that most of the cavities lie on the grain boundaries of the $Ni_{3}Al$ matrix as opposed to the large $TiB_{2}/Ni_{3}Al$ interfaces, suggesting that cavities nucleate at fine carbides that lie in the $Ni_{3}Al$ grain boundaries as a result of the decomposition of the $SiC_{p}$. This observation accounts for the longer rupture times for the monolicthic $Ni_{3}Al$ as compared to those for the $Ni_{3}Al/SiC_{p}/TiB_{2} IMC$. Finally, it is suggested that creep deformation in matrix appears to dominate the rupture process for monolithic $Ni_{3}Al$, whereas growth and coalescence of cavities appears to dominate the rupture process for the composite.

• Elastomers and Composites
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• 제44권2호
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• pp.106-111
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• 2009

조직공학은 기능을 상실한 인체를 대체하거나 복원하기 위해 인공대체품을 개발하기 위한 중요한 학문이다. 특히, 세포가 자랄 수 있는 지지체 역할을 하는 스캐폴드는 조직공학 연구를 위한 중요한 부분을 차지하고 있다. 그래서, 3차원 조직공학용 스캐폴드 개발을 위한 다양한 제조 방법을 소개하고자 하였다. 스캐폴드의 일반적인 제조방법으로는 염침출법 (solvent-casting particulate-leaching), 염 발포법 (gas foaming/salt leaching), fiber meshes/fiber bonding 법, 상분리법 (phase separation), melt moulding 법, 동결 건조법 (freeze drying)이 있으며, 넓은 표면적을 가진 스캐폴드 개발방법으로 전기방사법이 알려져 있다. 또한, 최근에는 스캐폴드 내부의 균일한 세포의 침투를 유도하기 위해 적당한 공극크기를 조절하고 우수한 공극률을 가진 스캐폴드를 개발하고자 stereolithography (SLA), selective laser sintering (SLS), fused deposition modeling (FDM), 및 3D printing (3DP) 와 같은 다양한 solid freeform fabrication (SFF) 기술이 개발되어지고 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3855-3863
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• 2022

An evaluation of the radiation shielding performance of high-Z-particle-loaded polylactic acid (PLA) composite materials was pursued. Specimens were produced via fused deposition modeling (FDM) using copper-PLA, steel-PLA, and BaSO₄-PLA composite filaments containing 82.7, 75.2, and 44.6 wt% particulate phase contents, respectively, and were tested under broad-band flash x-ray conditions at the Sandia National Laboratories HERMES III facility. The experimental results for the mass attenuation coefficients of the composites were found to be in good agreement with GEANT4 simulations carried out using the same exposure conditions and an atomistic mixture as a model for the composite materials. Further simulation studies, focusing on the Cu-PLA composite system, were used to explore a shield design parameter space (in this case, defined by Cu-particle loading and shield areal density) to assess performance under both high-energy photon and electron fluxes over an incident energy range of 0.5-15 MeV. Based on these results, a method is proposed that can assist in the visualization and isolation of shield parameter coordinate sets that optimize performance under targeted radiation characteristics (type, energy). For electron flux shielding, an empirical relationship was found between areal density (AD), electron energy (E), composition and performance. In cases where ${\frac{E}{AD}}{\geq}2MeV{\bullet}cm{\bullet}g^{-1}$, a shield composed of >85 wt% Cu results in optimal performance. In contrast, a shield composed of <10 wt% Cu is anticipated to perform best against electron irradiation when ${\frac{E}{AD}}<2MeV{\bullet}cm{\bullet}g^{-1}$.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.409-415
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• 2020

노후 지방도 급경사지 도로구간의 지하수 등으로 인한 토립자 유출 및 침하가 발생하여 도로 통행에 대하여 안전성을 확보하기 위하여 통행 중인 구간을 최대한 보존하며 시공성을 고려한 저유동성 몰탈형 주입공법 그라우팅 기술이 선정되었다. 특히, 공사 중 과도한 주입압력에 의한 도로하부의 수압파쇄, 급경사지의 토립자 유출 및 도로의 융기 등의 피해가 발생할 우려가 있어 기존 일반적인 저유동성 공법을 새롭게 개선하여 적용하였다. 본 연구는 ◯◯도 ◯◯군에서 발주한 ◯◯고개지구 급경사지 붕괴 위험지역 정비공사로 도로 지반 보강공사 현장에서 수행하였다. 본 연구에서는 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법은 새로운 자동화그라우팅 관리시스템을 적용하였으며 특히, 고압조건 예비그라우팅시험에 의한 그라우팅 시공조건 결정 및 개선된 자동화 그라우팅 시스템을 이용한 주입시공 기술을 포함하며, 또한, 개선된 기술의 주입효과평가를 위한 연구를 수행하였다. 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법의 적용으로 노후 도로 침하, 건축물 및 토목 구조물의 부등침하 방지 및 지하수 유출 구간에 대한 토립자 유출 방지 등 도로 유지관리 공사 시 원활하게 운영할 수 있는 근거를 마련할 수 있었다. 또한, 향후 노후 도로 침하방지 그라우팅 공사뿐만 아니라 다양한 건축물 및 토목구조물(철도, 지하철, 교량, 지하구조물, 전석 및 석회석 공동구 등) 그라우팅 공사에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.93-107
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• 2013

입상체의 열전도도 산정에 관한 연구는 다공질 매질이나 지반공학에서 다양하게 사용될 수 있다. 입상체의 열전도도 산정은 입자들 사이의 에너지 관계에 대한 모사를 통해 "유효 열전도도"를 획득하는 것으로 발전하였다. 본 연구는 불포화토의 유효 열전도도를 산정하기 위해 3차원 개별 요소법을 이용하여 입자를 생성하고 기존 네트워크 모델을 수정하여 적용하였다. 수정된 네트워크 모델을 검증하기 위해 3가지 다른 크기의 글라스 비즈와 주문진사를 이용하여 실내시험을 통해 흙-수분 특성 곡선과 포화도에 따른 시료의 열전도도를 산정하였다. 수정된 네트워크 모델에서는 흙-수분 특성 곡선을 사용하여 입자 사이의 평균 유효 열전달 실린더 반경을 조정하고 모델에 적용하였다. 일련의 실내시험과 수정된 네트워크 모델을 사용하여 결과를 비교한 결과, 흙-수분 특성 곡선을 적용한 네트워크 모델은 주어진 불포화 조건에서 입상체 시료의 유효 열전도도를 합리적으로 모사할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 포화상태의 유효 열전달 실린더 반경 계수로 정규화한 예측식을 제안하였다. 제안한 예측식을 통해 기존 네트워크 모델을 사용하여 불포화 상태에서 입상체의 유효 열전도도를 산정할 수 있다.