The purpose of this study was to examine the shear bond strength of resin-enamel bond formed at specific time intervals after the termination ov vital bleaching. A total of 72 human extracted maxillary premolars were divided into nine groups : untreated control (group 1) ; enamel treated with 35% hydrogen peroxide(group 2, 3, 4, 5) ; and enamel reated with 15% carbamide peroxide gel (group 6, 7, 8, 9). After the treatment with 35% hydrogen peroxide for 2 hours and 15% carbamide peroxide for 24 hours, adhesion of a resin to bleached enamel was formed at 1 hour (group 2, 6) and 24 hours(group 3, 7) ; 3days(group 4, 8) and 7 days(group 5, 9) post-termination of bleaching treatment. A $3{\times}3mm$ mold was filled with Scotchbond Multi-Purpose and Z100. After 24 hours later, the specimens were shear-tested at crosshead speed 1mm/min and analyzed statistically. Fractured specimens from group 1,2, 6 were gold-coated with Eiko ion coater and observed under Scanning electron microscope at 25KV. The following results results were obtained : 1. Bonds formed at 1 hour post-termination of 35 % hydrogen peroxide(P<0.01) and 15 % carbamide peroxide bleaching treatment groups(P<0.05) showed significantly lower shear bond strength than untreated group. 2. Bonds formed at 24 hours, 3 days and 7 days post-termination of 35% hydrogen peroxide and 15 % carbamide peroxide bleaching treatment groups showed no significant differences in shear bond strength with untreated group(p>0.05). 3. SEM examinations of the untreated fracture specimen indicated cohesive fracture within enamel and exposed enamel prisms, but the bleached fracture specimens indicated adhesive fracture.
BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.
표면처리에 따른 Sn-1.2Ag-0.7Cu-0.4In 솔더범프의 접합 강도 평가를 위하여 전단 속도 및 열처리 시간에 따른 볼 전단강도 시험을 실시하였다. 전반적으로, 전단속도가 증가함에 따라 전단강도는 증가하였지만 인성은 감소하는 경향을 나타내었다. 파괴모드 관찰 결과, 전단 속도가 증가함에 따라 파괴모드의 경우, ENIG(electroless nickel immersion gold) 처리는 취성파괴가 대부분 지배적으로 존재하였고, OSP(organic solderability preservative) 처리는 pad open이 주로 발생하였다. 또한, 500 mm/s의 고속전단시험에서는 열처리 시간이 증가함에 따라 표면처리별 전단강도와 인성 값 모두 감소하는 경향을 보였다. ENIG 표면처리가 OSP 표면처리 보다 좋은 접합강도 특성을 보이는 것은 솔더범프 계면의 금속간화합물의 물성 및 두께와 밀접한 연관이 있는 것으로 판단된다.
목적: 다양한 3D 프린팅 의치상 레진과 여러 가지 의치 첨상 재료 간의 전단결합강도를 평가하여 기존의 열중합 의치상 레진과의 전단결합강도를 비교 평가하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 열중합레진(Vertex RS)과 3D프린팅 의치상 레진 두종(DENTCA Denture base II, NextDentTM Base)을 사용하였다. 의치 첨상 재료로는 성분이 다른 총 4종(Tokuyama Rebase II fast, Kooliner, Denture Liner, Denture Liner, Lang Jet Denture Repair Kit)을 사용하여 12개의 군으로 분류하였다. ISO/TS 11405규격에 따라 접착을 시행하였다. 전단결합강도를 측정하였고, 이후 입체현미경과 주사전자현미경을 이용하여 접착 계면을 관찰하고 파절편의 분석을 통하여 파절 양상을 조사하였다. 결과: 3D 프린팅 의치상 레진 군에서 의치 첨상 재료와의 전단결합강도가 열중합레진 군에 비해 유의하게 낮은 전단결합강도 결과를 나타내었다(P < 0.05). Polymethyl methacrylate계열의 첨상재료의 경우, 의치상종류와 관계없이 높은 전단결합강도를 보였다. 파절 양상은 대부분의 군에서 접착성 파절이 나타났고 일부 군에서 응집성 파절과 혼합성 파절 양상이 나타났다. 결론: Polymethyl methacrylate를 주성분으로 하는 의치 첨상 재료가 실험에 사용된 모든 의치상 레진에서 다른 의치 첨상 재료와 비교하여 높은 전단 결합강도 값을 나타내었지만, 직접법으로 의치 첨상을 시행할 경우 단량체로 Isobutyl methacrylate 성분의 의치 첨상재료를 사용하는 것이 전단결합강도면에서 유리할 것으로 사료된다.
Rock mass is an important engineering material. In hydropower engineering, rock mass of bank slope controlled the stability of an arch dam. However, mechanical characteristics of the rock mass are not only affected by lithology, but also joints. On the basis of field geological survey, this paper built rock mass material containing parallel concentrated joints with different dip angle, different number under different stress conditions by PFC (Particle Flow Code) numerical simulation. Next, we analyzed mechanical property and fracture features of this rock mass. The following achievements have been obtained through this research. (1) When dip angle of joints is $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, with the increase of joints number, peak strength of rock mass has not changed much. But when dip angle increase to $45^{\circ}$, especially increase to $60^{\circ}$ and $75^{\circ}$, peak strength of rock mass decreased obviously with the increase of joints number. (2) With the increase of confining stress, peak strengths of all rock mass have different degree of improvement, especially the rock mass with dip angle of $75^{\circ}$. (3) Under the condition of no confining stress, dip angle of joints is low and joint number is small, existence of joints has little influence on fracture mode of rock mass, but when joints number increase to 5, tensile deformation firstly happened at joints zone and further resulted in tension fracture of the whole rock mass. When dip angle of joints increases to $45^{\circ}$, fracture presented as shear along joints, and with increase of joints number, strength of rock mass is weakened caused by shear-tension fracture zone along joints. When dip angle of joints increases to $60^{\circ}$ and $75^{\circ}$, deformation and fracture model presented as tension fracture zone along concentrated joints. (4) Influence of increase of confining stress on fracture modes is to weaken joints' control function and to reduce the width of fracture zone. Furthermore, increase of confining stress translated deformation mode from tension to shear.
본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 연구 현황과 현재까지 수행된 benchmark 해석 결과를 소개하였다. Task G의 명칭은 'Safety ImplicAtions of Fluid Flow, Shear, Thermal and Reaction Processes within Crystalline Rock Fracture NETworks(SAFENET)'로, 결정질 암반 내 균열의 생성과 성장 메커니즘 및 균열에서 발생하는 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. Task G의 첫 번째 연구 테마는 결정질 암석 내 단일 균열의 역학적 거동에 대한 해석해(analytical solution)를 바탕으로 각 연구팀의 수치모델링기법을 개발 및 검증하는 Benchmark 해석이다. 본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델을 이용하여 단일 균열을 포함한 암석의 역학적 거동 특성을 모델링하고자 하였다. 이 모델에서는 상호독립적으로 거동하는 개별입자의 집합체를 통해 암석의 구조적 특징을 모사하고, 입자와 입자간 접촉에서 발생하는 역학적 거동을 개별요소해석모델인 3DEC을 통해 계산하게 된다. 해석 결과, 도메인의 경계응력으로 인해 균열에 유도되는 수직응력과 전단응력 수준은 변위 구속과 응력 재배치로 인해 이론적인 수치보다 낮게 나타났다. 그러나 수치모델에서 계산된 수직변위와 전단변위는 실제 균열의 유도 응력을 통해 추정된 해석해와 비교할 때 상당히 유사한 결과를 보였으며 균열의 응력-변위 관계를 합리적으로 재현할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.
The effect of microstructure on the fracture toughness of multi pass weld metal has been investigated. The micromechanisms of fracture process are identified by in-situ scanning electron microscopy(SEM) fracture observation using single edge notched specimen. The notches of the in-situ fracture specimens were carefully located such that the ends of the notches were in the as-deposited top bead and the reheated weld metal respectively. The observation of in-situ fracture process for as-deposited top bead indicated that as strains are applied, microcracks are formed at the interfaces between soft proeutectoid ferrite and acicular ferrite under relatively low stress intensity factor. Then, the microcracks propagate easily along the proeutectoid ferrite phase, leading to final fracture. These findings suggest that proeutectoid ferrite plays an important role in reducing the toughness of the weld metal. On the other hand, reheated regions showed that the microcrack initiated at the notch tip grows along the localized shear bands under relatively high stress intensity factor, confirming that reheated area showing momogeneous and fine microstructure would be beneficial to the fracture resistance of weld metal.
암반에는 단층, 절리, 층리 등의 불연속면이 많이 포함되어 있다. 이러한 불연속면은 기하학적 복합성에 의해 복잡한 구조로 나타난다. 이 연구는 스텝으로 배열된 두 전단균열의 끝에서 나타나는 구조 발달을 수치해석적으로 연구하였다. 이 연구에서는 PFC2D(Particle Flow Code) 프로그램을 이용하여 두 전단균열의 끝에서 형성되는 초기균열(incipient fracture)뿐만 아니라 초기균열에서 덧자라는 균열의 성장과정을 살펴보았으며, 균열 발생 시 나타나는 주변응력상태를 관찰하였다. 모든 실험 결과에서는 균열 끝에서 발생한 초기 균열 대부분이 인장균열에 의한 것으로 나타났으며, 균열의 전파각은 초기에 $30{\sim}57^{\circ}$에서 실험이 더 진행되면 저각으로 발달하는 것으로 나타났다.
The deformation and fracture behaviors of a bulk amorphous metal, Zr-based one (Zr$\_$41.2/Ti$\_$13.8/Cu$\_$12.5/Ni$\_$10/Be$\_$22.5/: Vitreloy), were investigated over a strain rate range (7x10$\^$-4/~4 s$\^$-1/). The uniaxial compression test and the indentation test using 3mm-diameter WC balls were carried out under quasi-static loading conditions. As a result, at the uniaxial compressive state, the fracture stress of the material was very high (~1,700MPa) and the elastic strain limit was about 2%. The fracture strength showed a strain rate independent behavior up to 4 s$\^$-1/. Using indentation tests, the plastic deformation behavior of the Zr-based BAM up to a large strain value of 15% could be achieved, even though it was the deformation under locally constrained condition. The Meyer hardness of the Zr-based BAM measured by static indentation tests was about 5 GPa and it revealed negligible strain hardening behavior. At indented sites, the plastic indentation occurred forming a crater and well-developed multiple shear bands were generated around it along the direction of 45 degree when the indentation load exceeded 7kN. With increasing indentation load, shear bands became dense. The fracture surface of the specimen after uniaxial compressive tests showed vein-like pattern, typical morphology of many BAMs.
휴대폰과 같은 전자제품의 소형화로 체결 부품도 소형화가 요구된다. 초소형 볼트의 머리부분 두께 감소 요구에 따라 체결시 볼트 머리부 파손으로 충분한 체결력을 확보하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 볼트 깊이에 따른 체결 토크를 해석적으로 예측하여 비트 형상 설계에 활용하고자 한다. 볼트 머리부는 주로 전단 파손이 발생하기 때문에, 볼트용 선재의 전단 실험을 통하여 파손 기준을 설정하였다. 그리고, 설정된 전단파손 기준을 바탕으로 체결시 파손 형상과 최대 체결 토크를 예측하였다. 또한, 머리부에 성형되는 비트의 깊이에 따른 최대 체결토크을 예측하였다. 비트 깊이가 깊을수록 볼트 머리와 나사부의 경계에서 응력 집중으로 파손이 빨리 발생하고, 최대 체결 토크도 작아짐을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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