• 한국세라믹학회지
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• 제48권5호
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• pp.439-446
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• 2011

Yttria stabilized zirconia (YSZ) coating was formed on AA1050 Al alloys by aerosol deposition (AD), and its electrochemical corrosion properties were investigated in 3.5 wt% NaCl and 0.5M $H_2SO_4$ solutions. The crack-free, dense, and ~5 ${\mu}m$ thick YSZ coating was successfully obtained by AD. The as-deposited coating was composed of cubic-YSZ nanocrystallites of ~10 nm size. The potentiodynamic test indicated that the YSZ coated Al alloy had much lower corrosion current densities (2 nA/$cm^2$) by comparison to uncoated sample and exhibited a passive behavior in anodic branch. Particularly, a pitting breakdown potential could not be identified in $H_2SO_4$. EIS tests revealed that the impedance of YSZ coated sample was ${\sim}10^6{\Omega}cm^2$ in NaCl and ${\sim}10^7{\Omega}cm^2$ in $H_2SO_4$, which was about 3 or 4 orders of magnitude higher than that of uncoated sample. Consequently, the corrosion resistance of Al alloy had been significantly enhanced by the YSZ coating.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7917-7924
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• 2015

본 연구에서는 친환경 제설제로 사용이 증가되고 있는 CMA를 바탕으로 고성능흡습제로 사용되어지고 있는 SAP와 sodium carbonate, $MgCl_2$/MgO (M/M)에 대하여 제습MB를 제조하고 필름으로서의 흡습율 및 제습성능을 분석하고, 제습필름 적용물질에 대한 Data를 확보하고자 한다. CMA와 SAP를 혼합한 제습MB의 경우 발포현상과 수분문제로 필름가공성이 어려웠으나, Bentonite와 calcium carbonate 첨가로 해결할 수 있었다. 필름가공시 물질들 간의 표면적 공간을 넓히는 역할로서 발포제를 첨가한 경우, CMA와 M/M의 경우 큰 차이성은 없었지만, 발포제가 첨가된 SC의 제습성은 3.15 g/g로 높은 결과를 알 수 있었다. 또한 방청성 테스트의 결과 CMA 제습필름 경우 부식발생은 없었으며, SC의 경우 점 부식 발생, M/M의 경우 부식발생이 일어났다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권4호
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• pp.431-439
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• 2021

This research work aims to investigate the effect of the aerobic bacterium, Pseudomonas aeruginosa on the mechanical and electrochemical properties of the 316L stainless steel and α-brass. These properties of both the alloys were determined after 7 days of exposure to the controlled and inoculated media at 37℃. The microstructural and electrochemical test results revealed the deleterious effects of Pseudomonas aeruginosa. After exposure to the inoculated medium, the scanning electron microscopy (SEM) results showed the larger pitting and formation of relatively dense biofilm on α-brass compared to 316L stainless steel. The tensile strength and hardness of 316L stainless steel were slightly affected after exposure to the controlled and inoculated media. After exposure to the controlled medium and inoculated media, the tensile strength of the α-brass was least affected but a significant decrease in the hardness (from 165 HV to 124 HV) was observed due to the severe attack induced by the Pseudomonas aeruginosa. Similarly, the open-circuit potential of the 316L stainless steel in the inoculated medium was measured to be less active (-410 mV vs Ag/AgCl) than α-brass (-550 mV vs Ag/AgCl). In the inoculated medium, potentiodynamic polarization curves confirmed the severe attack of Pseudomonas aeruginosa on α-brass (7.15 × 10^-2 mm/year) compared to 316L stainless steel which registered a corrosion rate of 5.14 × 10^-4 mm/year.

• 전기화학회지
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• 제27권1호
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• pp.8-14
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• 2024

오스테나이트계 스테인리스강은 내식성 및 성형성이 양호하여 다양한 분야에 적용되며, 구리계의 합금을 용가재로 하는 브레이징을 통하여 다양한 형상의 제품으로 가공되어 활용되고 있다. 이때, 구리 기반의 용가재와 스테인리스강의 계면에서 갈바닉 셀을 형성하여 부식을 촉진할 수 있으며, 확산을 통해 스테인리스강에 고용 시 형성되는 구리 과다 영역(Cu-rich region)은 공식 발생의 기점이 되어 내식성을 저하시킨다. 본 연구에서는 브레이징이 적용된 스테인리스강의 내식성을 개선하고자, AISI 316L 스테인리스강에 암모니아 가스를 이용한 질화처리를 적용하였다. 질화처리한 시편은 처리 온도가 증가함에 따라 두께가 증가하고 표면 경도가 높아졌다. 동전위분극시험을 통해 내식성을 평가한 결과 질화층 내 고용된 질소의 용출 및 부동태 거동으로 모재대비 내식성이 개선되었지만 처리온도가 높아 크롬질화물(CrN) 분율이 증가하는 경우 내식성이 감소하였다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제2권2호
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• pp.75-79
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• 2001

Objective: To evaluate the biodurability of the covering material in retrievable metallic stents covered with polycarbonate polyurethane. Materials and Methods: Using a peristaltic pump at a constant rate of 1ml/min, bile was recirculated from a reservoir through a long tube containing four stents. Each of these was removed from the system every two weeks and a radial tensile strength test and scanning electron microscopy (SEM) were performed. Each stent, removed at 2, 4, 6 and 8 weeks, was compared with a control stent not exposed to bile juice. Results: Gross examination showed that stents were intact at 2 weeks, but at 4, 6 and 8 weeks cracks were observed. The size of these increased gradually in accordance with the duration of exposure, and at 8 weeks several large holes in the polyurethane membrane were evident. With regard to radial tensile strength, extension and peak load at break were 84.47% and 10.030 N/mm, 54.90% and 6.769 N/mm, 16.55% and 2.452 N/mm, 11.21% and 1.373 N/mm at 0, 2, 4 and 6 weeks, respectively. Scanning electron microscopy at 2 weeks revealed intermittent pitting and cracking, and examination at 4, 6 and 8 weeks showed that the size of these defects was gradually increasing. Conclusion: When the polyurethane membrane was exposed to bile, biodegradation was first observed at week two and increased gradually according to the duration of exposure.

• Corrosion Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.70-80
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• 2014

Duplex stainless steels with nearly equal fraction of the ferrite(${\alpha}$) phase and austenite(${\gamma}$) phase have been increasingly used for various applications such as power plants, desalination facilities due to their high resistance to corrosion, good weldability, and excellent mechanical properties. Hyper duplex stainless steel (HDSS) is defined as the future duplex stainless steel with a pitting resistance equivalent (PRE=wt.%Cr+3.3(wt.%Mo+0.5wt.%W)+30wt.%N) of above 50. However, when HDSS is welded with gas tungsten arc (GTA), incorporation of nitrogen in the Ar shielding gas are very important because the volume fraction of ${\alpha}$-phase and ${\gamma}$-phase is changed and harmful secondary phases can be formed in the welded zone. In other words, the balance of corrosion resistance between two phases and reduction of $Cr_2N$ are the key points of this study. The primary results of this study are as follows. The addition of $N_2$ to the Ar shielding gas provides phase balance under weld-cooling conditions and increases the transformation temperature of the ${\alpha}$-phase to ${\gamma}$-phase, increasing the fraction of ${\gamma}$-phase as well as decreasing the precipitation of $Cr_2N$. In the anodic polarization test, the addition of nitrogen gas in the Ar shielding gas improved values of the electrochemical parameters, compared to the Pure Ar. Also, in the erosion-corrosion test, the HDSS welded with shielding gas containing $N_2$ decreased the weight loss, compared to HDSS welded with the Ar pure gas. This result showed the resistance of erosion-corrosion was increased due to increasing the fraction of ${\gamma}$-phase and the stability of passive film according to the addition $N_2$ gas to the Ar shielding gas. As a result, the addition of nitrogen gas to the shielding gas improved the resistance of erosion-corrosion.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권2호
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• pp.62-67
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• 2009

Ti and Ti-alloys have good biocompatibility, appropriate mechanical properties and excellent corrosion resistance. However, the widely used Ti-6Al-4V is found to release toxic ions (Al and V) into the body, leading to undesirable long-term effects. Ti-6Al-4V has much higher elastic modulus (100 GPa) than cortical bone (20 GPa). Therefore, titanium alloys with low elastic modulus have been developed as biomaterials to minimize stress shielding. The electrochemical behavior of surface-modified and MC3T3-E1 cell-cultured Ti-30(Nb,Ta) alloys with low elastic modulus have been investigated using various electrochemical methods. Surfaces of test samples were treated as follows: $0.3{\mu}m$ polished; $25{\mu}m$, $50{\mu}m$ and $125{\mu}m$ sandblasted. Specimen surfaces were cultured with MC3T3-E1 cells for 2 days. Average surface roughness ($R_a$) and morphology of specimens were determined using a surface profilometer, OM, and FE-SEM. Corrosion behavior was investigated using a potentiostat(EG&G PARSTAT 2273), and electrochemical impedance spectroscopy was performed (10 mHz to 100 kHz) in 0.9% NaCl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. The microstructures of the Ti-30(Ta,Nb) alloys had a needle-like appearance. The $R_a$ of polished Ti-30Ta and Ti-30Nb alloys was lower than that of the sandblasted Ti alloy. Cultured cells displayed round shapes. For polished alloy samples, cells were well-cultured on all surfaces compared to sandblasted alloy samples. In sandblasted and cell-cultured Ti-30(Nb,Ta) alloy, the pitting potential decreased and passive current density increased as $R_a$ increased. Anodic polarization curves of cell-cultured Ti alloys showed unstable behavior in the passive region compared to non-cell-cultured alloys. From impedance tests of sandblasted and cell-cultured alloys, the polarization resistance decreased as $R_a$ increased, whereas, $R_a$ for cell-cultured Ti alloys increased compared to non-cell-cultured Ti alloys.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권10호
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• pp.192-199
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• 2000

The design of multi-stage gear drives is a time-consuming process because it includes more complicated problems, which are not considered in the design of single-stage gear drives. The designer has no determine the number of reduction stages and the gear ratios of each reduction stage. In addition, the design problems include not only dimensional design but also configuration design of gear drive elements. There is no definite rule or principle for these types of design problems. Thus the design practices largely depend on the sense and the experiences of the designer, and consequently result in undesirable design solution. A new and generalized design algorithm has been proposed to support the designer at the preliminary phase of the design of multi-stage gear drives. The proposed design algorithm automates the design process by integrating the dimensional design and the configuration design process. The algorithm consists of four steps. In the first step, the user determines the number of reduction stages. In the second step, gear ratios of every stage are chosen using the random search method. The values of the basic design parameters of a gear are chose in the third step by using the generate and test method. Then the values of the dimensions, such as pitch diameter, outer diameter and face width, are calculated for the configuration design in the next step. The strength and durability of each gear is guaranteed by the bending strength and the pitting resistance rating practices by using AGMA rating formulas. In the final step, the configuration design is carried out using simulated annealing algorithm. The positions of gears and shafts are determined to minimize the geometrical volume (size) of a gearbox while avoiding interferences between them. These steps are carried out iteratively until a desirable solution is acquired. The proposed design algorithm is applied to the preliminary design of four-stage gear drives in order to validate the availability. The design solution has considerably good results in both aspects of the dimensional and the configuration design.

• 대한치과교정학회지
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• 제25권2호
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• pp.187-200
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• 1995

국산 Ni-Ti합금 교정용 선재(ORTHOLLOY)의 특성을 평가하기 위하여 성분, 인장특성, 굽힘특성, 열처리성, 내식성, 이온용출 등에 대해 조사하고 외국산 Ni-Ti합금 선재(SENTALLOY)의 특성과 비교 분석한 결과는 다음과 같았다. ORTHOLLOY는 초탄성 효과를 나타내는 범위내에서의 Ni과Ti 함량을 포함하고 있었다. 인장실험에서 ORTHOLLOY는 연신율 $2\%$에서 $8\%$정도 범위내에서 하중의 변화가 거의 없는 초탄성 효과를 나타내었다. 3점 굴곡실험에서 ORTHOLLOY는 SENTALLOY 보다 같은 변위량에서 높은 하중값을 나타내었고, 초탄성을 나타내는 변위영역에서의 하중 범위는 ORTHOLLOY의 경우 0.014" 에서 80-100g, 0.016"에서 140-180g, 0.018" 에서 150-200g의 값을 나타내었다. $400^{\circ}C,\;500^{\circ}C$의 열처리에 의해 초탄성을 나타내는 하중범 위가 낮아졌고, 각 열처리 온도에서는 시간이 증가함에 따라 초탄성을 나타내는 하중값의 범위가 낮아졌으며 $600^{\circ}C$에서는 10분간의 열처리로 초탄성 효과가 소실되었다. 용출되어 나온 Ni 이온의 양은 SENTALLOY의 0.01ppm미만의 극소량에 비해 ORTHOLLOY에서는 0.3ppm 전후로 높게 나타났다. 침적 실험후 주사전자현미경 관찰을 통한 표면조직 소견은 SENTALLOY에서는 침적 전후 및 침적 시간의 경과에 관계없이 전체적으로 비교적 균일한 양상을 보였으나 ORTHOLLOY에서는 pitting corrosion양상을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.96-96
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• 2018

금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.