• 제목/요약/키워드: bonding properties

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의료용 폴리머 소재를 활용한 3D 프린팅 인공치아용 사면체 비정질 카본 코팅 기술 연구 (A Study on the Tetrahedral Amorphous Carbon (ta-C) Coating on Medical Polymer Materials for 3D Printing Artificial Teeth)

  • 장영준;김종국;신창희;유성미
    • Tribology and Lubricants
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    • 제38권6호
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    • pp.255-260
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    • 2022
  • This research presents tetrahedral amorphous (ta-C) coating on the artificial tooth for improving the durability and functionality (esthtics, foreign body of tooth) by filtered cathodic vacuum arc (FCVA). A differentiated coating method is required for a ta-C coating on polymer owing to the low melting point of the polymer, inter-facial adhesion, low friction, and non-conductivity. Herein, ta-C coating is applied below 50℃, and the potential difference of the carbon plasma drawn to the substrate was controlled by applying a positive duct bias voltage without using a substrate bias voltage. Consequently, the ta-C coating with a thickness of 70nm using the duct bias condition of 20V with the highest plasma intensity satisfies the esthetics of the artificial tooth and had a 5B level of inter-facial adhesion. In addition, the composite hardness of ta-C/polymer is 380 MPa, and correlations with esthetics, sp3 bonding, and mechanical properties. The friction coefficient (CoF) of the ta-C coating in a water-lubricated environment is 0.07, showing a six-fold reduction in CoF compared with that of a polymer.

고분자 에폭시 수지혼합물을 이용한 포장기술 연구 (A Study on Paving Technique using Polymer Epoxy Resin Materials)

  • 오승훈;김낙석;김완상
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권2D호
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    • pp.209-216
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    • 2009
  • 본 연구는 내구성능이 우수한 에폭시 재료를 활용한 박층포장 공법을 개발하기 위하여 에폭시 재료의 물리적 성능을 확인하기 위한 실내시험과 에폭시 포장의 내구성능을 평가하기 위해 동결융해 및 자외선 촉진화 과정을 거친 시료에 대해 휨강도 시험과 부착강도 시험을 실시하여 포장재료로서의 공용성능을 확인하였으며, HYUNStay 사장교 구조해석 프로그램을 이용하여 제2진도대교에 에폭시 포장을 실시하는 경우를 가정하여 케이블 장력감소 및 주탑의 안정성을 일반 아스팔트 혼합물 과 비교하였다. 실험 및 해석결과 박층의 에폭시 포장재료가 기존포장면과의 부착력이 우수하고 변형과 파손에 대한 저항성 이 기존 포장재료에 비해 우수한 것으로 나타나 이를 도로현장에 적용할 경우, 공용성능 및 공용년한의 향상이 기대된다.

Influence of Composition of Layer Layout on Bending and Compression Strength Performance of Larix Cross-Laminated Timber (CLT)

  • Da-Bin SONG;Keon-Ho KIM
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제51권4호
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    • pp.239-252
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    • 2023
  • In this study, bending and compression strength tests were performed to investigate effect of composition of layer layout of Larix cross-laminated timber (CLT) on mechanical properties. The Larix CLT consists of five laminae, and specimens were classified into four types according to grade and composition of layer. The layer's layout were composited as follows 1) cross-laminating layers in major and minor direction (Type A), and 2) cross-laminating external layer in major direction and internal layer applied grade of layer in minor direction (Type B). E12 and E16 were used as grades of lamina for major direction layer of Type A and external layer of Type B according to KS F 3020. In results of the bending test of CLT using same grade layer according to layer composition, the modulus of elasticity (MOE) of Type B was higher than Type A. In case of prediction of bending MOE of Larix CLT, the experimental MOE was higher than 1.00 to 1.09 times for Shear analogy method and 1.14 to 1.25 times for Gamma method. Therefore, it is recommended to predict the bending MOE for Larix CLT by shear analogy method. Compression strength of CLT in accordance with layer composition was measured to be 2% and 9% higher for Type A using E12 and E16 layers than Type B, respectively. In failure mode of Type A, progress direction of failure generated under compression load was confirmed to transfer from major layer to minor layer by rolling shear or bonding line failure due to the middle lamina in major direction.

멜라민과의 기계적 혼합을 통한 탄소나노튜브의 선택적 질소 도핑 (Selective Nitrogen Doping of Carbon Nanotubes Through Different Mechanical Mixing Methods with Melamine)

  • 김선연;김태우;전승렬
    • Composites Research
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    • 제36권6호
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    • pp.408-415
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    • 2023
  • 질소 도핑에 의한 Pyridinic-N, Pyrrolic-N, Graphitic-N과 같은 결합 구성의 형성은 탄소나노소재의 물리적 특성을 조절하거나 새로운 물성을 부여하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 멜라민을 도펀트 소스로 혼합하여 탄소 나노튜브(CNT)의 질소 결합 구성을 조절하는 간단하고 비용 효율적인 접근 방식을 제안한다. Stirring, Bath sonication 및 Tip sonication과 같은 세 가지 기계적 방법을 통해 멜라민을 탄소나노튜브와 혼합한 후 열처리를 통해 질소 도핑을 진행하였다. CNT 대비 멜라민 비율이 높을수록 Pyrrolic-N의 비율이 높게 나타났으며 Stirring을 통해 혼합한 경우 가장 높은 Pyridinic-N의 비율을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 방법은 기계적인 혼합 방법을 이용해 탄소나노튜브에 다양한 종류의 질소 도펀트를 선택적으로 형성할 수 있는 손쉬운 방법으로, 향후 질소가 도핑된 탄소나노물질의 응용을 용이하게 할 것으로 기대된다.

Creation of regression analysis for estimation of carbon fiber reinforced polymer-steel bond strength

  • Xiaomei Sun;Xiaolei Dong;Weiling Teng;Lili Wang;Ebrahim Hassankhani
    • Steel and Composite Structures
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    • 제51권5호
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    • pp.509-527
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    • 2024
  • Bonding carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) laminates have been extensively employed in the restoration of steel constructions. In addition to the mechanical properties of the CFRP, the bond strength (PU) between the CFRP and steel is often important in the eventual strengthened performance. Nonetheless, the bond behavior of the CFRP-steel (CS) interface is exceedingly complicated, with multiple failure causes, giving the PU challenging to forecast, and the CFRP-enhanced steel structure is unsteady. In just this case, appropriate methods were established by hybridized Random Forests (RF) and support vector regression (SVR) approaches on assembled CS single-shear experiment data to foresee the PU of CS, in which a recently established optimization algorithm named Aquila optimizer (AO) was used to tune the RF and SVR hyperparameters. In summary, the practical novelty of the article lies in its development of a reliable and efficient method for predicting bond strength at the CS interface, which has significant implications for structural rehabilitation, design optimization, risk mitigation, cost savings, and decision support in engineering practice. Moreover, the Fourier Amplitude Sensitivity Test was performed to depict each parameter's impact on the target. The order of parameter importance was tc> Lc > EA > tA > Ec > bc > fc > fA from largest to smallest by 0.9345 > 0.8562 > 0.79354 > 0.7289 > 0.6531 > 0.5718 > 0.4307 > 0.3657. In three training, testing, and all data phases, the superiority of AO - RF with respect to AO - SVR and MARS was obvious. In the training stage, the values of R2 and VAF were slightly similar with a tiny superiority of AO - RF compared to AO - SVR with R2 equal to 0.9977 and VAF equal to 99.772, but large differences with results of MARS.

섬유시트로 보강된 RC 보의 해석기법 연구 (Analysis of RC Beams Strengthened with Fiber Sheets)

  • 김성도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.154-163
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    • 2006
  • 본 논문에서는 철근 콘크리트보의 인장면에 고강도이며 경량인 섬유시트를 외부 부착한 보강보의 휨 실험결과를 바탕으로 섬유시트로 보강된 RC 휨부재의 비선형 해석 기법을 제시한다. 섬유시트의 인장성능을 측정하기 위하여 총 120개의 섬유시트 인장시험편을 제작하여 시험하였으며, 섬유시트 보강 RC보의 여러 가지 보강특성 및 섬유시트의 적절한 파단변형률을 평가하기 위한 실험적 연구를 위해 75개의 비교적 큰 규모의 보를 시험하였다. 콘크리트의 비선형 압축 분포 및 인장성능을 고려한 비선형 단면 해석과정을 전개하였으며, 이러한 비선형 해석기법이 섬유시트 보강 RC보의 하중-변위 응답 및 휨거동 특성을 정확하게 예측함을 확인하였다.

재활용 산화물로부터 고부가가치 탄화물(맥신) 소재 합성 (Synthesis of High Value-added Carbide Materials (MXenes) from Recycled Oxides)

  • 권한중
    • 자원리싸이클링
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    • 제33권4호
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    • pp.29-35
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    • 2024
  • 폐촉매 등 폐자원에 대한 재활용은 대부분 제련 공정을 통해 금속 성분을 침출 및 추출하는 과정이며 금속 성분은 황산염, 질산염과 같은 염 형태로 회수된다. 회수된 염에 대한 하소를 통해 염은 산화물로 변화하며 산화물은 환원 과정을 거쳐 금속 혹은 세라믹 소재가 된다. 산화물 환원 과정에서 사용되는 환원제는 수소, 탄소 등이 있으며 환원을 통해 금속 분말이 얻어지게 되는데 재활용된 원소가 전이 금속이고 탄소를 환원제로 사용하는 경우 탄화물 합성이 가능하다. 전이 금속 탄화물의 경우 세라믹 물질임에도 불구하고 금속 결합으로 인해 전도성이 우수한 것으로 알려져 있으며 최근 이차원 전이 금속 탄화물인 맥신(MXene)은 전기 전도성뿐 아니라 넓은 표면적이라는 구조적 특징으로 인해 전자파 차폐, 이차전지 전극, 수 처리용 소재로 주목받고 있다. 본 연구에서는 폐자원으로부터 고부가가치 맥신 소재를 합성하기 위한 공정을 개발하고자 하였으며 결과적으로 폐자원을 원료로 합성된 맥신의 특성을 평가하여 폐자원의 맥신 원료 적용 가능성을 확인하였다.

한국(韓國) 낙엽송재(落葉松材)의 목질(木質)세멘트판(板) 재질(材質)에 미치는 전처리(前處理) 및 첨가제(添加劑) 효과(效果) (Effects of Pretreatment and Chemical Additives on Wood Cement Board Qualities from Larix leptolepis Grown in Korea)

  • 박종영;이화형
    • 농업과학연구
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    • 제9권1호
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    • pp.250-259
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    • 1982
  • 낙엽송(落葉松)은 몇가지의 세멘트경화장해물질(硬化障害物質)을 함유(含有)하고 있기 때문에 목질(木質)세멘트판(板)의 제조(製造)에 부적합(不適合)한 수종(樹種)으로 알려져 왔다. 따라서 본(本) 연구(硏究)는 국산(國産) 낙엽송재(落葉松材)의 플레이크를 이용(利用)한 목질(木質)세멘트판(板) 재질(材質)에 미치는 전처리(前處理) 및 첨가제(添加劑)의 효과(效果)를 구명(究明)하고자 실시(實施)되었다. 보드의 재질(材質)을 향상(向上)시키기 위(爲)하여 냉수처리(冷水處理) 및 0.1, 0.5, 2.0%NaOH 용액(溶液)에 원료(原料)flake를 전처리(前處理) 시켰으며, $CaCl_2$, $Al_2Cl_3$$Na_2SiO_4$ 등(等)의 첨가제(添加劑)를 목질(木質)-세멘트혼합시(混合時)에 첨가(添加)시켰다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 0.1%처리(處理)에서의 휨강도(强度)와 박리강도(剝離强度)는 냉수처리(冷水處理)에 비(比)하여 현저(顯著)한 강도증가효과(强度增加效果)를 나타냈다. 2. 휨강도(强度)는 0.1% 이상(以上)의 NaOH처리(處理)와 3% $CaCl_2$ (세멘트 대비(對比)) 첨가조건(添加條件)에서 JIS A-5417의 $60kg/cm^3$ 규격(規格)을 만족(滿足)시켰으며, 각(各) 첨가제(添加劑)는 공(共)히 0.5% 처리농도(處理濃度)에서 최대치(最大値)를 나타냈다. 3. 박리강도(剝離强度)는 0.1% 이상(以上)의 NaOH 처리(處理)에서 $CaCl_2$$Al_2Cl_3$의 첨가(添加)로 강도증가효과(强度增加效果)를 보였다. 4. NaOH처리농도(處理濃度)가 증가(增加)됨에 따라 팽창률(膨脹率)이 감소(減少)하여 치수안정상태(安定狀態)를 나타낸다. 5. 0.1% 이상(以上)의 NaOH처리(處理)에서 $Al_2Cl_3$, $CaCl_2$ 등(等)의 염화물(鹽化物)을 첨가(添加)시켰을 때 9.0~10.5%의 함수율(含水率)을 평형상태(平衡狀態)로 유지(維持)하였다. 6. 비중(比重)은 휨강도(强度) 및 박리강도(剝離强度) 등(等)의 강도적(强度的) 성질(性質)과 밀접(密接)한 관계(關係)가 있는 것으로 나타났다.

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탄소계 경질 박막의 연구 및 산업 적용 동향 (Trend in Research and Application of Hard Carbon-based Thin Films)

  • 이경황;박종원;양지훈;정재인
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-112
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    • 2009
  • Diamond-like carbon (DLC) is a convenient term to indicate the compositions of the various forms of amorphous carbon (a-C), tetrahedral amorphous carbon (ta-C), hydrogenated amorphous carbon and tetrahedral amorphous carbon (a-C:H and ta-C:H). The a-C film with disordered graphitic ordering, such as soot, chars, glassy carbon, and evaporated a-C, is shown in the lower left hand corner. If the fraction of sp3 bonding reaches a high degree, such an a-C is denoted as tetrahedral amorphous carbon (ta-C), in order to distinguish it from sp2 a-C [2]. Two hydrocarbon polymers, that is, polyethylene (CH2)n and polyacetylene (CH)n, define the limits of the triangle in the right hand corner beyond which interconnecting C-C networks do not form, and only strait-chain molecules are formed. The DLC films, i.e. a-C, ta-C, a-C:H and ta-C:H, have some extreme properties similar to diamond, such as hardness, elastic modulus and chemical inertness. These films are great advantages for many applications. One of the most important applications of the carbon-based films is the coating for magnetic hard disk recording. The second successful application is wear protective and antireflective films for IR windows. The third application is wear protection of bearings and sliding friction parts. The fourth is precision gages for the automotive industry. Recently, exciting ongoing study [1] tries to deposit a carbon-based protective film on engine parts (e.g. engine cylinders and pistons) taking into account not only low friction and wear, but also self lubricating properties. Reduction of the oil consumption is expected. Currently, for an additional application field, the carbon-based films are extensively studied as excellent candidates for biocompatible films on biomedical implants. The carbon-based films consist of carbon, hydrogen and nitrogen, which are biologically harmless as well as the main elements of human body. Some in vitro and limited in vivo studies on the biological effects of carbon-based films have been studied [$2{\sim}5$].The carbon-based films have great potentials in many fields. However, a few technological issues for carbon-based film are still needed to be studied to improve the applicability. Aisenberg and Chabot [3] firstly prepared an amorphous carbon film on substrates remained at room temperature using a beam of carbon ions produced using argon plasma. Spencer et al. [4] had subsequently developed this field. Many deposition techniques for DLC films have been developed to increase the fraction of sp3 bonding in the films. The a-C films have been prepared by a variety of deposition methods such as ion plating, DC or RF sputtering, RF or DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD), ion implantation, ablation, pulsed laser deposition and cathodic arc deposition, from a variety of carbon target or gaseous sources materials [5]. Sputtering is the most common deposition method for a-C film. Deposited films by these plasma methods, such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) [6], are ranged into the interior of the triangle. Application fields of DLC films investigated from papers. Many papers purposed to apply for tribology due to the carbon-based films of low friction and wear resistance. Figure 1 shows the percentage of DLC research interest for application field. The biggest portion is tribology field. It is occupied 57%. Second, biomedical field hold 14%. Nowadays, biomedical field is took notice in many countries and significantly increased the research papers. DLC films actually applied to many industries in 2005 as shown figure 2. The most applied fields are mold and machinery industries. It took over 50%. The automobile industry is more and more increase application parts. In the near future, automobile industry is expected a big market for DLC coating. Figure 1 Research interests of carbon-based filmsFigure 2 Demand ratio of DLC coating for industry in 2005. In this presentation, I will introduce a trend of carbon-based coating research and applications.

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합판용(合板用) 고온경화형(高温硬化型) 수용성(水溶性) 요소(尿素)·페놀공축합수지(共縮合樹脂)의 성질(性質)과 그 접착강도(接着強度) (Properties and Glue Shear Strength of the Water Soluble Urea-Phenol Copolymer Adhesive as a High Temperature Curing Binder for Plywood)

  • 이화형
    • 한국산림과학회지
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    • 제60권1호
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    • pp.51-57
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    • 1983
  • 고온경화형(高温硬化型) 수용성(水溶性) 요소(尿素) 페놀공축합수지(共縮合樹脂)의 제조(製造)몰비(比)를 각각 달리 제조(製造)하고 페놀수지(樹脂)의 경우 촉매(觸媒)를 달리 제조(製造)하여 이들 접착제(接着劑)의 성질(性質)과 그 접착강도(接着強度)를 Kapur 합판제조(合板製造)를 통(通)하여 구명(究明)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)를 얻었다. 1) 각(各) 접착제(接着劑)로써 열압(熱壓)하여 제조(製造)된 합판(合板)의 비중(比重)은 단판(單板)의 비중(比重)에 따른 영향(影響)을 받아 0.67부터 0.82까지를 보였으며 합판(合板)의 기건함수율(氣乾含水率)은 모두 KS규격(規格)을 만족시켰다. 2) 상태접착력(常態接着力) 및 준내수접착력(準耐水接着力)의 경우, 페놀수지(樹脂)를 제외하고 60%고형분수지(固形分樹脂)가 50%고형분수지(固形分樹脂)보다 높은 값을 보였고 요소(尿素)와 페놀의 공축합비(共縮合比)에 따른 결과(結果)는 20%페놀함량(含量)의 요소(尿素) 폐놀공축합수비(共縮合樹脂)가 제일 높았고 70% 페놀함량(含量)의 수지(樹脂)가 제일 낮았다. 목분증량(木粉增量)은 50%페놀함량(含量) 이상(以上)의 공축합수비(共縮合樹脂)에서 접착력(接着力) 상승에 유효(有效)하였고 특히 50%고형분(固形分)의 경우, 알카리촉매 페놀수지(樹脂)를 포함하여 현저하였다. 페놀수지제법(樹脂製法) 중 양자겸용법이 최고(最高)의 접착력(接着力)을 과시하였고 알카리촉매법이 제일 낮았다. 준내수접착력(準耐水接着力)의 경우 요소수지(요소수지)는 제일 하위집단(下位集團)에 속하였다. 3) 내수접착력(耐水接着力)의 경우, 페놀수지제법(樹脂製法) 중 알카리 산(酸) 양자겸용법(兩者謙用法)을 택하는 것이 가장 좋고 알카리촉매법(觸媒法)은 반드시 목분증량(木粉增量)을 하는 것이 필요(必要)하다. 10%페놀함량(含量) 요소(尿素) 폐놀 공축합수비(共縮合樹脂)도 유효(有效)한 내수접착력(耐水接着力)을 과시하였다.

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