Friction and Wear behavior of continuous graphite fiber composites was studied for different fiber orientations against the sliding direction. The effect of fiber orientation on friction and wear of the composite and on the deformation of the counterface was investigated experimentally. Pin on disk type testing machine was built and employed to generate the friction and wear data. A graphite fiber composite plate was produced by the bleeder ply molding in an autoclave and machined into rectangular pin specimens with specific fiber orientations, i.e., normal, transverse, and longitudinal directions. Three different wear conditions were employed for two different periods of time, 24 and 48 hours. The wear track of the worn specimens and the metal counterface was examined with a scanning electron microscope (SEM) to observe the damaged fibers on the surface and wear film generation on the counterface. Wear mechanism of the composite during sliding wear is proposed based on the experimental results.
Partial or complete prosthesis is needed when teeth are lost due to various kinds of reason. Artificial teeth recover occlusion instead of natural teeth. Artificial teeth are required of esthetics, fragile resistance and abrasive resistance. Artificial tooth is made of acrylic resin or porcelain. Nowadays, acrylic resin artificial teeth are mainly used. Acrylic resin teeth are occluded with natural teeth, gold alloy, Ni-Cr alloy or porcelain etc. Acrylic resin teeth have similar translucency, gloss of natural teeth. And it has good chemical bond with denture base material, but it has low wear resistance. The aim of this study is to compare wear resistance among several denture teeth(Endura, SR-orthosit-PE, Planustar) and between artificial resin denture teeth and opposing 3 restorative materials(gold, Ni-Cr alloy, porcelain). Wear tests were conducted with a rotating wear testing apparatus(pin-on-disk type wear tester) under conditions of rpm 180, 75 minutes and constant loading of 50N. The upper part was the cusp of maxillary first molar and the lower part was a disk type restorative materials. To make similar oral environment, water was supplied continually. The acrylic resin teeth wear was determined by weighing the cusp each 5 minutes during 75 minutes test. Vicker's hardness tester was used to evaluate the surface hardness of test specimens. The SEM was used to evaluate the wear surfaces. The results were as follows: 1. Wear rates of acrylic resin teeth opposing to the restorative materials were high in order of Porcelain, Gold, Ni-Cr alloy (p<.05). 2. Wear resistance rate opposing to the Porcelain disk, was shown in order of Endura, SR-orthosit-PE, Planustar. The wear rate of opposing to porcelain disk was above two times more than that of other groups (p<.05). 3. Wear resistance rates opposing to the Gold, Ni-Cr alloy disk, was shown in order of Endura, SR-orthosit-PE, Planustar (p<.05). 4. A degree of the surface hardness is directly proportional to the degree of wear resistance. There are statistically significant differences between each groups (p<.05).
The friction and wear behavior of undulated surfaces made of tin base babbit are examined experimentally at the low sliding speed with severe loading condition. Steel is used as counterface disk material under pin-on-disk type sliding condition. Undulated surfaces can improve the friction and wear properties under dry friction condition since undulated surfaces trap wear particles in their cavities and prohibit wear particles from agglomerating. However, under boundary lubrication condition, friction and wear properties of undulated surfaces are inferior to those of flat surfaces. It is shown that land width and the ratio of wear volume to cavity volume are the most important factors in friction behavior of undulated surfaces under dry friction condition, and there exists optimum land width minimizing friction and wear of undulated surfaces.
There are 5 kinds of architectural fabrics in our country recently. The test piece were made by attaching on the steel disk which has been tested of various range of the test conditions in pin-on-disk wear testing machine. The results show that the friction coefficient and wear rate of the architectural fabrics are heavily dependent on the load and materials. PVDF type was better than others in wear rate and friction coefficient.
타이타늄(CP Ti)과 타?늄합금은 인체의 골격을 구성하고 있는 물질과 가장 흡사한 물리적 성질과 우수한 생체적합성으로 인해 임플란트용 재료로 많이 사용되고 있으며, 최근에 인공관절이나 치근으로의 사용이 증가하고 있다. 그러나 교합면에서의 취약한 마모특성으로 인해 wear debris에 의한 골 흡수 및 이완 등을 야기하는 문제점으로, 이의 개선에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 다이아몬드상 카본 (Diamond-Like-Carbon) 박막은, 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성 그리고 화학적 안정성 등의 매우 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있는 박막재료로 고체 윤활박막으로서 hard disk나 VCR head drum의 보호막, 우주항공기의 bearing 재료코팅 등으로의 적용이 최근에 급격히 증가하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 특성을 지닌 다이아몬드상 카본 박막의 생체재료로의 적용을 위해, CP Ti과 Ti-6Al-4V에 13.56MHz를 사용하는 r.f PACVD법으로 DLC를 증착하여 생체적합적 특성을 조사하였다. C6H6 가스를 사용하여 1$\mu\textrm{m}$의 두께로 DLC 박막을 증착하였으며, 기판과의 밀찰력 향상을 위해 Si을 증간층으로 합성하였다. 마모특성은 pin-on-disk type wear tester을 사용하였으며 직경 5mm의 ruby ball로 실험을 수행하였다.
Aluminum based metal matrix composites(MMCs) are well known for their high specific strength, stiffness and hardness. They are gaining further importance because of their high wear resistance. In this study, Al/Saffil-20%, Al/Saffil-5%/Al2O3(particle type)-15% and Al/Saffil-5%/SiC(particle type)-15% hybird MMCs' wear behavior were characterized by the pin-on-disk test under various normal load The superior wear resistance was exhibited at Al/Saffil-5%/SiC(particle type)-15% MMCs. And this MMCs' predominant wear mechanism is subsurface cracking in the low load wear regime. Others(Al/Saffil-20%, Al/Saffil-5%/Al2O3(particle type)-15%) showed the similar wear resistance with each other at the same test condition. In the low load & room temperature condition, the wear resistance was improved due to the high hardness of the ceramic reinforcements. As the test load increased, the wear properties were governed by the wear properties of matrix.
In this study, the influence of contact pressure on the variation in coefficients of friction between porcine knee joint cartilage and Co-Cr alloy in a repeat pass sliding motion was investigated. Flat-ended cartilage pin specimens(9 mm diameter, 8 mm long) were prepared from porcine(6 months old) knee joints by a drill-type punch. Friction tests were conducted by using a pin-on-disk type friction tester for an hour in PBS lubricated condition under the contact pressures of 0.5, 1 and 2 MPa with 50 mm distance per a cycle at ambient condition. As a result, coefficients of friction increased as the test duration increased for all contact pressures. The maximum coefficients of friction were 0.082, 0.06 and 0.098 for 0.5, 1, and 2 MPa, respectively. It showed that coefficients of friction of porcine knee joint cartilage against Co-Cr alloy depended on the level of contact pressure and related to squeeze film lubrication mechanism.
This study aims to visualize the friction and wear behaviors of metal coatings in real time. The main mechanism of wear is identified by observing all the processes in which wear occurs. The friction coefficients of the moments are monitored to confirm the relationship between the friction and wear characteristics of the coating. Thin Ag coatings, which are several hundred nanometers in thickness, are prepared by depositing Ag atoms on silicon substrates through a sputtering method. A pin-on-disk-type tribo-tester is installed inside a scanning electron microscope (SEM) to evaluate the friction and wear characteristics of the Ag coating. A fine diamond pin is brought into contact with the Ag coating surface, and a load of 20 mN is applied. The contact pressure is calculated to be approximately 15 GPa. The moments of wear caused by the sliding motion are visualized, and the changes in the friction characteristics according to each step of wear generation are monitored. The Ag coating can be confirmed to exhibit a wear phenomenon by gradually peeling off the surface of the coating on observing the friction and wear characteristics of the coating in real time inside the SEM. This can be explained by a typical plowing-type wear mechanism.
철도판형교는 한국철도 교량에서 약 40%를 차지하고 있는 중요교량 형식중의 하나이다. 그러나 판형교의 대표적인 교량받침은선받침으로 거동 및 유지관리에 상당한 문제들을 발생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안연구의 일환으로 본 연구에서는 판형교의 실교량을 선정하여 선받침을 폴리우레탄 디스크 받침으로 교체하였다. 폴리우레탄 디스크 받침은 탄성받침의 일종으로 폴리우레탄 패드를 사용하여 탄성을 구현한다. 철도 판형교에 이와 같이 탄성받침을 설치하는 경우 실교량의 동특성의 변화 및 동적 거동의 변화를 디젤기관차 재하실험 및 운행차량에 의한 거동 계측을 통해서 분석 평가하였다. 탄성받침에 의해서 판형교의 1차모드 고유진동수가 3% 감소하였으며, 2차 및 3차모드의 고유진동수는 7 및 15% 감소하였다. 디스크 받침에 의해서 판형교의 동적 수직 처짐은 증가하였으나, 디스크의 변형을 제거한 교량의 순수 변형에 의한 처짐은 거의 증가하지 않는다. 교축직각방향의 변위는 디스크 받침의 전단핀 역할에 의해서 감소하는 경향을 보였다. 또한, 수평방향의 가속도도 탄성 받침에 의해서 거의 변화가 없었다.
최근 다양화된 합섬소재의 등장으로 인해 원사가 다양화되고 그에 따른 가공기술 등의 공정이 복잡해짐에 따라 이들 소재의 기본이 되는 원사의 물성은 여러 공정들을 거치게 되면서 그 역학적 물성들이 변화하게 된다. 원사이후의 공정 특히 사가공 공정에서의 공정에 따른 絲의 물성을 파악하는 것은 직물의 물성 예측에 중요하다. 원사를 가공하는 공정 중 Belt type의 가연기구는 絲손상이 크고 가연 torque가 크며 특히 belt spped의 변화에 의해 적당한 장력이 선정되기 때문에 Pin type과 frictin disk type에서 설정 불가능한 낮은 T$_2$(Untwisting Tension) 장력범위의 가공도 가능하여 부가가치가 높은 絲의 가공이 가능하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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