• 폴리머
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• 제38권1호
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• pp.74-79
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• 2014

두 가지 서로 다른 실란 화합물인 3-aminopropyltriethoxysilane(APS)과 3-mercaptopropyltriethoxysilane(MRPS) 그리고 lauroyl chloride를 이용하여 마이크로피브릴화 셀룰로오스(MFC) 표면을 화학적으로 개질하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC의 구조 및 특성은 FTIR, EDX, TGA, 접촉각 등을 측정하여 분석하였다. 이렇게 유기 관능기로 치환된 MFC와 폴리아마이드(PA) 섬유를 사용하여 복합 페이퍼를 제조하였다. MFC의 표면 개질은 MFC 사이의 응집을 막아줄 뿐만 아니라 PA 섬유와의 접착성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 단섬유인 PA 섬유를 연결시켜주는 바인더 역할을 하는 MFC 없이는 페이퍼를 제조할 수가 없었다. 즉, 표면 개질된 MFC는 PA 섬유 내에서 분산되어 PA 섬유들을 연결시켜 복합페이퍼의 제조를 가능하게 하였다. 두 가지 실란 화합물로 개질된 MFC를 이용한 복합페이퍼의 인장강도와 인장탄성률의 기계적 물성은 lauroyl 그룹으로 치환된 MFC를 이용한 복합페이퍼에 비하여 우수하였다. 화학적으로 표면 처리한 MFC와 PA 섬유로 제조된 복합페이퍼의 모폴로지와 기계적 물성은 SEM과 UTM을 통하여 분석하였다.

• 지구물리
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• 제4권1호
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• pp.57-69
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• 2001

경상북도 경주시 불국사 삼층석탑(석가탑)의 구조 안전 진단을 목적으로 탑의 각 부재에 대한 비파괴 정밀 조사가 실시되었다. 암석의 역학적 성질을 추정하기 위하여 전체 44개 부재의 456개 지점에서 초음파 속도를 측정하였다. 측정된 속도의 범위는 1217～4403 m/sec의 분포를 가지며 평균 속도는 3227 m/sec이다. 각 부재의 일축 압축강도가 초음파 속도와의 관계를 나타내는 경험식을 이용하여 구하여 졌으며 범위는 134～844 kg/cm^2이고 전체 평균치는 463 kg/cm^2이다. 암석의 파괴강도가 각 부재에서 정상분포를 보인다고 가정하고 석가탑의 각 부재에 대하여 파괴확률을 구하였다. 각 부재가 상위 하중에 의해 전단 파괴가 일어날 확률을 지극히 미약하지만 부재 사이의 접촉면적이 적어 부분파괴의 가능성이 있으며 실제적으로도 접촉면 부근의 모서리 부근에서 부분파괴가 발생하였다. 본 탑의 기단부는 구조적으로 가장 취약하며 하대갑석의 인장 파괴확률은 6～18%로 나타나며 대부분의 부재에서 대각선 방향으로 한 개 이상의 인장 파괴면이 관찰된다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.317-322
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• 2021

적층 복합재의 특성상 두께 방향 물성이 취약하여 비틀림, 저속충격, 피로 하중 등 복합 하중을 받게 되면 재료 내부의 미세크랙 진전을 통해 층간분리 현상이 발생하게 된다. 이를 방지하고자 Z-pinning, Stitching 등 다양한 3차원 보강 공법과 구조물의 미세균열을 실시간으로 검출하는 구조 건전성 감시 기법이 꾸준히 연구되고 있다. 본 논문에서는 I-fiber 스티칭 공법으로 보강된 Single-lap joint를 Co-curing 방법으로 제작하였으며, 제작된 시편의 강도 및 파손신호 검출 특성을 평가하였다. 균열과 파손신호 검출을 위하여 전기저항법과 AE법을 사용하였으며, 신호분석을 위한 전용회로를 제작하여 인장시험 중의 파손신호를 분석하였다. 실험결과, I-fiber 스티칭으로 보강된 Single-lap joint 시편은 보강이 없는 Co-cured single-lap joint 시편에 비해 강도가 약 44.6% 향상되었다. 또한, I-fiber로 보강된 Single-lap joint 시편은 강도 향상과 더불어 전기저항법과 AE법에 의한 파손 검출이 모두 가능하므로 파손 모니터링에도 효과적인 구조임을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.149-156
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• 2021

FRP 보강근은 철근-콘크리트 부재의 부식 문제를 해결하기 위해 제안되어왔으나, FRP는 높은 인장강도, 낮은 연성 및 선형 탄성 거동으로 인해 하중이 전달될 때 콘크리트와 보강재 사이의 부착 메커니즘이 다르다. 그러므로, FRP-Rebar와 콘크리트 사이의 부착 거동은 주의 깊게 검토해야 한다. 이를 위해 직접 인발 실험이 간단하게 부착 거동을 평가할 수 있으므로 사용됐으나, 직접인발의 실험 결과는 실제 FRP를 보강근으로 사용한 콘크리트 부재의 휨-부착 거동과 다르다. 그러므로 실제 휨-부착 거동을 평가할 방안이 필요하다. 본 연구에서는 FRP를 보강근으로 사용한 콘크리트 부재의 휨-부착 거동에 대한 평가방법을 검토하고 비교하였다. 그 결과, 겹침이음이 있는 부재의 실험 방법이 실제 휨-부착 특성을 잘 반영할 수 있으나 다른 실험방법보다 시험체의 단면 및 지간이 커야 하고 시험체의 설계 및 해석이 복잡하다. 한편, 아치가 있는 부재 실험은 모멘트 팔길이의 변화를 무시하는 평형 방정식을 기반으로 한 힌지가 있는 부재 실험과 달리 콘크리트의 영향을 반영할 수 있으나, 휨-부착에 의한 파괴 이전에 전단파괴의 우려가 있다.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.106-111
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• 2010

본 연구는 일정한 실험조건 하에서 골심지 시료에 따른 골 성형 실험을 행하여 골심지에 의한 하이로골의 발생과 골판지상자의 압축강도의 관계에 대하여 조사하였다. 골판지의 골 높이가 낮은 골(low corrugation)의 비율이 많은 골심지 그레이드는 장력 변동의 저항에도 약하며 골심지의 이탈력에 의한 강탈(stealing)이 일어나기 쉽고, 결과적으로 낮은 골 비율이 높아졌으며, 골심지 두께 편차가 큰 골심지는 골 성형 시에 슬립현상을 발생하기 쉽기 때문에 불규칙한 골을 연속 형성하는 경향이 있었다. 또한 골심지의 그레이드에 따른 하이로골 분포비율의 실험결과 일반적 경향으로는 그레이드가 높은 골심지 일수록 낮은 골비율이 적었다. 골 성형된 골판지 시트의 두께의 경우는 원지 평량과의 상관성은 적고 골심지 두께와 상관하며 y=3.9732x+4.2712, $R^{2}=0.8142$), 골심지의 밀도에 역상관한다((y=-3.1213x+6.8736, $R^{2}=0.9919$). 하이로골 중에서 낮은 골 분포를 크게 나타낸 골심지 재료의 골판지로 만든 골판지상자의 압축강도가 현저히 낮고 골심지 시료의 그레이드에 따라 13%의 차이가 있었으며 압축강도의 편차도 골심지의 시료에 따라 21%로 크며, 골심지 골은 원지의 두께 및 밀도 등 물리적 특성치의 변동과 관계한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.688-694
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• 2018

이액형 액상 실리콘 혼합비율은 혼합된 액상 실리콘 원재료를 통해 완성된 제품이 갖추어야하는 고유의 물리적 특성에 더 부합되며 제품 품질에 중요한 요소이기 때문에 주재료와 부재료의 균일한 비율제어는 필요하다. 본 연구에서는 주재료와 부재료 각각의 원재료 이송유량을 확인할 수 있는 디지털 유량계와 유량제어시스템, 압력을 일정하게 유지함과 동시에 원재료 이송을 위한 펌핑 시스템으로 구성 되도록 혼합 비율 제어시스템을 설계 하였다. 또한 시스템과의 유기적인 연동과 혼합비율 제어를 위한 프로그램을 개발 하였다. 개발된 시스템의 검증을 위해 펌핑을 통한 실제 계량된 원재료의 중량과 유량계의 측정값을 비교 하였으며, 혼합 비율 향상 알고리즘의 적용 유무에 따른 테스트 시편을 제작하여 혼합된 재료의 물리적 특성을 측정하였다. 테스트 결과 알고리즘을 적용한 시편의 경우 경도는 46~47 범위, 인장 강도는 9.3MPa~9.5MPa 범위로 기준값에 가까운 측정값을 얻을 수 있었다. 이 결과들은 이액형 실리콘의 혼합 비율을 ${\pm}0.5%$이내의 오차 범위에서 제어됨을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.114-123
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• 2019

본 논문은 IV 및 HIV 절연전선의 가속열화에 따른 절연피복의 성능변화에 관한 연구이다. IV 및 HIV 절연전선의 절연열화를 가정하기 위해 가속수명시험 모형 중 아레니우스 방정식을 이용한 가속수명시험을 진행하였고, 등가수명 0년, 10년, 20년, 30년, 40년 실험시료를 제작하였다. IV 및 HIV 절연전선의 가속열화가 진행됨에 따라 최대인장하중은 커지는 반면, 절연전선의 신장률, 파단시간, 유연성이 점차 감소되는 것으로 나타났다. 추가적인 주사전자현미경을 이용한 등가수명별 절연전선 표면 분석 결과 가속열화가 진행됨에 따라 시료 표면에 결정형 구조 및 천공 등의 현상이 발생되어 노후화에 따른 절연열화가 진행 될수록 절연체의 기계적 특성이 감소되는 것으로 나타났다. 따라서 절연성능 저하에 따른 전기화재 위험성을 사전에 예방하기 위해선 건축물 내에 설치되는 절연체의 성능저하를 고려한 제도적인 절연전선의 교체 및 보수시기의 마련이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국주조공학회지
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• 제39권2호
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• pp.26-31
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• 2019

In this study, the mechanical characteristics and microstructure of hypereutectic Al-17Si-5Fe extruded alloys prepared by a rapid solidification process (RSP) were investigated. The hypereutectic Al alloy was fabricated by means of RSP and permanent casting. For RSP, the Al alloy melted at $920^{\circ}C$, cooling the specimens at a rate of $10^6^{\circ}C/s$ when the RSP was used, thus allowing the refining of primary Si particles more than when using permanent casting, at a rate of about 91%. We tested an extrusion RSP billet and a permanent-cast billet. Before the hot-extrusion process, heating to $450^{\circ}C$ took place for one hour. The samples were then hotextruded with a condition of extrusion ratio of 27 and a ram speed of 0.5 mm/s. Microstructural analyses of the extruded RSP method and the permanent casting method were carried out with OM and SEM-EDS mapping. The mechanical properties in both cases were evaluated by Vickers micro-hardness, wear resistance and tensile tests. It was found that when hypereutectic Al-17Si-5Fe alloys were fabricated by a rapid solidification method, it becomes possible to refine Si and intermetallic compounds. During the preparation of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy by the rapid solidification method, the pressure of the melting crucible was low, and at faster drum speeds, smaller grain alloy flakes could be produced. Hot extrusion of the hypereutectic Al-17Si-5Fe alloy during the rapid solidification method required higher pressure levels than hot extrusion of the permanent mold-casted alloy. However, it was possible to produce an extruded material with a better surface than that of the hot extruded material processed by permanent mold casting.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.289-297
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• 2019

현재 건축물에 사용되는 접착제는 주로 유기질 재료인 에폭시 수지 접착제가 사용되고 있다. 유기질 재료인 에폭시 수지 접착제는 유기성 물질로 접착제 생산 시 유해물질이 발생하며, 시공 후에도 유해물질이 실내거주공간에서 높게 나타난다. 또한 건축물 화재 시 유기 재료에서 발생되는 다량의 일산화탄소가 인명피해로 이어진다. 본 연구는 순수무기계 재료인 산화마그네시아, 인산염, 붕사를 사용한 무기 접착재에 대해 기존 유기 접착제를 대체 할 무기 접착재로의 활용가능성을 평가한 연구이다. 적정 인산염 선정에 관한 실험과 지연제로서 활용한 붕사의 첨가율에 대한 특성을 실험한 결과 적정 인산염으로 제1인산칼륨이 도출되었으며, 붕사 첨가율에 따른 특성을 측정한 결과 KS F 4923의 품질기준과 비교하여 경화수축률과 가열변화율은 품질기준을 만족하였으며, 인장강도는 붕사 첨가율 4% 이상에서 만족하는 결과가 나왔지만 접착강도의 경우 품질 기준을 충족하지 못하였다. 향후 접착강도 증진을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.51-57
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• 2021

함정의 해수냉각 시스템은 화생방전에 의한 유해물질의 세척과 선체 외부의 적외선 신호를 저감하기 위해 설치된다. 시스템은 압력펌프, 각종 배관 그리고 해수분사용 노즐로 구성된다. 그리고 해수의 분사 압력과 노즐 종류에 따라 산포 범위가 결정된다. 따라서 해수의 산포 범위를 넓히고 해수냉각 시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 적절한 분사 압력의 설정과 노즐의 최적 설계가 필요하다. 금속재료로 만들어지는 해수분사용 노즐은 초기 개발단계에서 금속 틀을 만들고 최적 성능을 만족할 때까지 수정된다. 이는 많은 시간과 비용을 유발하여 노즐개발에 어려움을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 해수분사용 노즐의 초기 개발단계에서 시제품을 생성하기 위한 3D 프린팅 기술의 적용 가능성을 확인하였다. 이를 위해 3D 프린팅 기술을 이용하여 압출 플라스틱 시험편을 제작하고 인장시험을 통해 시험편의 물리적 특성 값을 측정하였다. 그리고 측정 결과를 유한요소해석 조건에 적용해 해수의 분사 압력에 따른 노즐의 변형과 응력을 계산하였다. 유한요소해석 결과 노즐은 최적 압력에서 탄성 범위 내로 변화하였으며, 구조적으로 안정하다고 판단되어 본 연구의 가능성을 확인하였다.