• Composites Research
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• 제22권5호
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• pp.15-23
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• 2009

가압주조법으로 제조한 $Al_2O_3$ 섬유와 SiC 입자 혼합 보강 금속복합재료(MMCs)의 상온과 고온에서 윤활마모특성을 조사하였다. 마모시험은 거리와 온도의 변화에 따라 속도를 고정시켜 25Kgf의 하중하에서 수행하였으며 MMCs의 시험편은 가압의 수평(PR)방향과 수직(N)방향에서 채취하였다. 혼합비의 영향을 관찰한 결과 상온에서는 20%섬유만 보강한 PR방향 MMCs의 마모거동은 N방향 보다 우수한 결과를 보였으나, 혼합보강 MMCs는 반대로 나타내었다. 고온($100^{\circ}C$)에는 모든 MMCs에서 PR방향의 마모거동이 N 방향보다 우수한 결과를 보인 것은 보강재와 마찰면간 윤활필름이 강호작용에 기인한 것으로 밝혀졌다. $150^{\circ}C$에서는 혼합 MMCs의 마모거동은 온도영향으로 PR이 N 보다 우수한 결과를 보였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권6호
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• pp.356-361
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• 2019

The friction and wear between machine components directly influence the energy loss and failure in various machines. Therefore, there is always a demand for finding methods to reduce friction and wear. Of the possible methods, lubrication is a widely used method for reducing friction and wear. In the case of lubrication, it is important to analyze the tribological behavior in the boundary lubrication because most of friction and wear occurs in the boundary lubrication regime. Cast iron has been regarded as a good material for industrial applications due to the excellent mechanical properties and high productivity. Especially, nodular cast iron is a material that shows better mechanical properties and wear-resistance compared with cast iron due to inclusion of spheroidal graphite. In this work, we investigated the tribological characteristics of nodular cast iron with respect to different counter parts in boundary lubrication regime. Sliding tests were conducted with SUJ2, ZrO₂, Si₃N₄ balls as counter parts using a pin-on-disk type tribotester. The results showed different friction and wear behaviors with different counter parts. The case of ZrO₂ showed the lowest wear rate in specimen and no significant ball wear. In case of SUJ2, it showed similar wear rate with ZrO₂ case in specimen and the highest friction coefficient. The case of Si₃N₄ showed the lowest friction coefficient, 33% lower than the case of SUJ2. It showed 16.9 times larger wear rate in specimen and 43% larger wear rate in ball compared to that of the SUJ2 case.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권3호
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• pp.136-141
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• 2012

In this paper, we investigated the friction characteristics of $W100^{\circ}{\o}L25m$ ellipse type surface pattern, on bearing steel. These characteristics are researched by utilizing a pin-on-disk wear test machine, under various velocities and other conditions. The reduction of friction is a necessary requirement for the improved efficiency of industrial parts. As the speed increases, there is a decrease in the effect of the dimple of friction characteristic in low velocity, with substantially little change to density. Conversely, as the load increases, the test direction of ellipse type dimple pattern, resulting in a difference in the texture of these two components. At a dimple density of 7.5% the friction characteristic is easily demonstrated, with a consistent change in both speed and load.

• Tribology and Lubricants
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• 제29권1호
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• pp.46-50
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• 2013

In this study, the frictional behaviors of articular cartilage against a Co-Cr alloy in two types of kinematic motions were compared. Cartilage pins were punched from the femoral condyles of porcine knee joints, and Co-Cr alloy disks were machined from orthopedic-grade rods and polished to a surface roughness ($R_a$) of 0.002. Friction tests were conducted by using a pin-on-disk-type tribotester in phosphate buffered saline (PBS) under pressures of 0.5, 1, and 2 MPa. All tests were performed in the repeat pass rotational (ROT) and the linear reciprocal (RCP) sliding motions with the same sliding distance and speed of 50 mm/s. The coefficients of friction of the cartilage against the Co-Cr alloy increased with the sliding time in both kinematic motions for all contact pressures. The maximum coefficients of friction in RCP motion were 1.08, 2.82, and 1.96 times those in ROT motion for contact pressures of 0.5, 1, and 2 MPa, respectively. As the contact pressure increased, the coefficients of friction gradually increased in RCP motion, whereas they decrease and then increased in ROT motion. The interaction between the directional change of the shear stress and the orientation of collagen fiber in the superficial layer of the cartilage could affect the change in the frictional behaviors of the cartilage. A large difference in the coefficients of friction between the two kinematic motions could be interpreted as differences in the directional change of shear stress at the contact surface.

• 구강회복응용과학지
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• 제21권1호
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• pp.69-81
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• 2005

The objective of this study was to evaluate the toothbrush abrasion characteristics of class V restorations. Thirty extracted human premolars, which were collected from oral surgery clinics were used. We mounted five teeth in a metal ring mold of 50 mm in diameter and 15 mm in height using chemically cured acrylic resin. Class V cavities were prepared in lingual cervical root surfaces and restored using one of following restorative materials : Dentin Conditioner/Fuji II LC (Group FL), All Bond II/Z-250 (Group ZT), One-up Bond F/Palfigue Estelite (Group PE), F2000 Primer/Adhesive (Group FT), and Prime & Bond 2.1/Dyract AP (Group DR). They were stored under distilled water at $37^{\circ}C$ for seven days. The toothbrush abrasion test was conducted using a wear testing machine of pin-on disk type under a load of 1.5 N for 100,000 cycles. We have examined the bonded interfaces, the changes of surface roughness and color of abraded surfaces. From this experiment, the following results were obtained. 1. The change of surface roughness showed high degree: RMGIC>compomer>composite resin (p<0.05). 2. Because of the protrusion and missing of filler particles, SEM observation of abraded surfaces of RMGIC and compomers revealed the increase of surface roughness due to the selective removal of matrix resin. 3. The color change by toothbrush abrasion was affected in large part by the change of $L^*$ and $b^*$ of resin composites (p<0.05). 4. The color change by toothbrush abrasion was so small to detect by human eyes. 5. SEM observation of abraded surfaces revealed the interface bonding was the best in the FT group.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.349-349
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP(metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 현재 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D(Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재에 질소 이온을 주입 한 후 NbN 박막을 증착하여 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)의 마모량을 줄이고자 하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tribometer를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, NbN 박막을 단순 증착한 경우, 현재 인공관절용 헤드(Head) 소재로 가장 널리 사용되고 있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 약 20% 감소시키는 것을 알 수 있었다. 또한, Co-Cr-Mo 합금 소재에 질소 이온주입을 하여 표면을 개질한 후, NbN 박막을 증착한 경우, 마모량이 최대 50%까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.189-189
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP (metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 따라서 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속 헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대제인 UHMWPE (ultra high molecular polyethylene)의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량을 감소시키기 위하여, 박막 증착전에 질소를 이온주입하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, 또한 Co-Cr 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tester를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에 대한 마모 특성이 향상 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제15권3호
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• pp.333-340
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• 1994

임상병리과 정보관리시스템은 임상병리과에서 검사결과를 관리하는데 필수적인 요소이다. 저자들은 일반혈액 검사실의 전반적인 업무와 백혈구 감별검사에 대해 개인용 컴퓨터인 IBM 486 PC의 호환기종과 SCO foxbase 데이터베이스를 사용하여 일반 혈액검사실 정보관리시스템을 개발하였다. 사용한 컴퓨터는 주 기억용량이 16MB이고 하드디스크가 210MB, 9개의 RS-232C를 가진 IBM 호환 486 개인용 컴퓨터이고, 출력은 24핀 도트 프린터를 사용하였다. 이 시스템은 두대의 자동혈구분석기와 연결하여 검사결과를 자동으로 입력받고 병원의 주 컴퓨터와 API 기능을 사용하여 검사정보 및 검사결과를 전달할 수 있도록 하였다. 프로그램의 개발은 SCO foxbase에 내장된 Xbase 언어를 사용하였으며, 병원 주 전산기와 자동혈구분석기와의 연결은 C언어를 사용하였다. 이 시스템은 저렴한 비용으로 일반 혈액 검사실의 전산화를 구축할 수 있어 향후에 추진될 임상병리과 전체의 정보관리시스템을 구축하는데 일부분이 되고 다른 병원에서 임상병리과 전산화를 구축할 때에 모델이 될 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.347-351
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• 2004

[ $Si_3N_4$ ] composites have been extensively studied for engineering ceramics, because it has excellent room and high temperature strength, wear resistance properties, good resistance to oxidation, and good thermal and chemical stability. In the present work, carbon short fiber reinforced $Si_3N_4$ ceramics were fabricated by hot press method in $N_2$ atmosphere at $1800^{\circ}C$ using $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$ as sintering additives. Content of carbon short fiber was $0\%,\;0.1\%\;and\;0.3\%$. The composites were evaluated in terms of density, flexural strength and elastic modulus through the 3-point bending test at room temperature. Also, The wear behavior was determined by the pin on disk wear tester using silicon nitride ball. Experimental density and flexural strength decreased with increasing content of carbon fiber. But specific modulus increased with increasing content of carbon fiber. In addition, friction coefficient and specific wear loss decreased with increasing content of carbon short fiber by reason of interfacial defects between matrix and fiber.

• 한국재료학회지
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• 제20권4호
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• pp.194-198
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• 2010

Cubic boron nitride (c-BN) is a promising material for use in many potential applications because of its outstanding physical properties such as high thermal stability, high abrasive wear resistance, and super hardness. Even though 316L austenitic stainless steel (STS) has poor wear resistance causing it to be toxic in the body due to wear and material chips, 316L STS has been used for implant biomaterials in orthopedics due to its good corrosion resistance and mechanical properties. Therefore, in the present study, c-BN films with a $B_4C$ layer were applied to a 316L STS specimen in order to improve its wear resistance. The deposition of the c-BN films was performed using an r.f. (13.56 MHz) magnetron sputtering system with a $B_4C$ target. The coating layers were characterized using XPS and SEM, and the mechanical properties were investigated using a nanoindenter. The friction coefficient of the c-BN coated 316L STS steel was obtained using a pin-on-disk according to the ASTM G163-99. The thickness of the obtained c-BN and $B_4C$ were about 220 nm and 630 nm, respectively. The high resolution XPS spectra analysis of B1s and N1s revealed that the c-BN film was mainly composed of $sp^3$ BN bonds. The hardness and elastic modulus of the c-BN measured by the nanoindenter were 46.8 GPa and 345.7 GPa, respectively. The friction coefficient of the c-BN coated 316L STS was decreased from 3.5 to 1.6. The wear property of the c-BN coated 316L STS was enhanced by a factor of two.