• Steel and Composite Structures
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• 제46권1호
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• pp.53-73
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• 2023

Man-made structure materials like concrete usually contain inclusions. These inclusions affect the mechanical properties of concrete. In this investigation, the influence of inclusion length and inclination angle on three-dimensional failure mechanism of concrete under uniaxial compression were performed using experimental test and numerical simulation. Approach of acoustic emission were jointly used to analyze the damage and fracture process. Besides, by combining the stress-strain behavior, quantitative determination of the thresholds of crack stress were done. concrete specimens with dimensions of 120 mm × 150 mm × 100 mm were provided. One and two holes filled by gypsum are incorporated in concrete samples. To build the inclusion, firstly cylinder steel tube was pre-inserting into the concrete and removing them after the initial hardening of the specimen. Secondly, the gypsum was poured into the holes. Tensile strengths of concrete and gypsum were 2.45 MPa and 1.5 MPa, respectively. The angle bertween inclusions and axial loadind ary from 0 to 90 with increases of 30. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Diameter of the hole was 20 mm. Entirely 20 various models were examined under uniaxial test. Simultaneous with experimental tests, numerical simulation (Particle flow code in two dimension) were carried out on the numerical models containing the inclusions. The numerical model were calibrated firstly by experimental outputs and then failure behavior of models containing inclusions have been investigated. The angle bertween inclusions and axial loadind vary from 0 to 90 with increases of 15. The length of inclusion vary from 25 mm to 100 mm with increases of 25 mm. Entirely 32 various models were examined under uniaxial test. Loading rate was 0.05 mm/sec. The results indicated that when inclusion has occupied 100% of sample thickness, two tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusion has occupied 75% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. When inclusions have occupied 50% and 25% of sample thickness, four tensile cracks originated from boundaries of sample and spread parallel to the loading direction until being integrated together. Also the inclusion was failed by one tensile crack. The compressive strength of samples decease with the decreases of the inclusions length, and inclusion angle had some effects on that. Failure of concrete is mostly due to the tensile crack. The behavior of crack, was affected by the inclusion length and inclusion number.

• 한국광물학회지
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• 제22권2호
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• pp.139-151
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• 2009

경북 일원에 분포하는 일부 약수탕(7개)의 침전물의 광물학적 특징을 수질과 관련하여 고찰하였다. 약수탕의 수질유형은 $Ca-HCO_3$, $Na(Ca)-HCO_3$, $Ca-SO_4$로 나타난다. 약수의 가장 풍부한 화학성분은 Ca, Fe, $HCO_3\;^-$이다. 대부분의 pH는 5.76${\sim}$6.81 범위를 보이지만, 황수탕의 경우는 예외적으로 pH 2.8의 강산성을 보인다. 수질분석치를 근거로 한 포화지수 계산에 따르면 모든 약수는 철산화물, 철수산화광물에 대하여 과포화상태에 놓여 있어 이들 광물들은 쉽게 침전될 수 있을 것으로 예측된다. 침전물의 입도분석결과에 따르면 침전물은 다양한 입도의 물질로 구성되어 있는데, 이는 수질변화에 민감한 함철광물의 상변화 가능성 또는 여러 광물종의 혼합물의 존재를 지시한다. 대체로 적갈색 침전물의 입자가 연갈색 침전물에 비하여 더 크다. XRD, SEM분석결과 주요 광물들은 페리하이드라이트(2-line type), 슈베르트마나이트, 침철석 및 방해석로 구성되며, 규산염광물과 망간산화물이 소량 수반된다. 대부분의 약수탕에서 가장 풍부한 광물은 페리하이드라이트인데, 이것의 입자크기는 $0.1{\sim}2\;{\mu}m$ 범위이며, 평균 $0.5\;{\mu}m$의 구형의 극미립질이 주를 이룬다. pH가 매우 낮은 황수탕에서는 슈베르트마나이트가 특징적으로 형성된다. 철박테리아의 일종인 Gallionella ferruginea는 신촌약수탕에서 흔하게 관찰되는데, 극미립질 구형의 철산화물 입자들이 Gallionella stalk 표면에 치밀하게 분포한다. 이같은 특징은 Gallionella 박테리아의 활동이 철광물의 형성에 직접적인 영향을 주는 것임을 의미한다. 조사된 약수탕의 수질특징과 침전광물의 형성은 서로 밀접한 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제44권1호
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• pp.31-41
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• 2011

유해 조류 제거를 위해 기 개발된 천연물질혼합제의 최적화 조건을 찾기 위해 다양한 환경조건에서 조류제거율 및 유기물 응집부상량을 조사하였다. 천연무질혼합제는 천연 식물체(상수리나무, 밤나무, 녹차 잎)와 광물질(황토, 맥반석, 제오라이트)을 단순 추출법을 이용하여 추출한 후 혼합한 물질로 비중이 낮은 유기물질을 응집시켜 부상시키는 특징을 갖는다. 실험은 농도 $0{\sim}1.0\;mL\;L^{-1}$, 광도는 $8{\sim}1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$, 수온은 $10{\sim}30^{\circ}C$, pH는 7~10, 수심은 10~50 cm 그리고 조류종은 cyanobacteria, diatom, green algae의 조건 범위에서 각각 진행하였다. 실험결과 $0{\sim}1.0\;mL\;L^{-1}$ 농도에서 모두 80% 이상의 조류제거율을 나타냈으나 경제성과 안전성을 고려했을 때 가장 낮은 농도인 $0.05\;mL\;L^{-1}$가 적정 농도로 판단되었다. 광도는 $1,400\;{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$에서 약 93%, 수온은 $20{\sim}30^{\circ}C$에서 약 60~74%, pH는 7~9 사이에서 약 93%, 수심은 50 cm 이하 모든 수심에서 90% 이상, 조류종에서는 cyano bacteria가 우점하는 수체에서 약 86%로 각각 가장 좋은 조류제거율을 나타냈으며, 응접부상효과 역시 높게 나타났다. 이상의 실험에서 천연물질혼합제는 수중 부유물보다 조류의 제거에 더 효과적이었으며, 수중 조류나 부유물질의 크기가 효율에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 결국 천연물질혼합제는 수온이 상승하는 봄~여름(수온: $20{\sim}30^{\circ}C$), cyanobacteria와 green algae가 우점하는 수체에 적용 시 높은 효과를 나타낼 것으로 사료되며, 향후 현장 적용을 통한 효과 검증이 필요할 것으로 판단되었다.

• 치위생과학회지
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• 제18권4호
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• pp.218-226
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• 2018

불소 적용 후 교정용 브라켓 접착제 종류에 따른 불소의 재흡수성과 표면의 변화를 비교 평가하고자 하였다. 불소가 방출되지 않은 복합레진 Transbond $XT^{(R)}$, 불소 방출성 복합레진 $Blugloo^{(R)}$와 $LightBond^{(R)}$, 레진강화형 글라스 아이오노머 Rely $X^{TM}$ Luting $2^{(R)}$, 재래형 글라스 아이오노머 Fuji $I^{(R)}$를 사용하였다. 시편에서 방출되는 불소 방출량을 측정하였고, 불소 재흡수 능력을 비교하기 위해서 시편에 3가지의 불소 제품(APF gel, Tooth Mousse $Plus^{(R)}$, Fluor Protector)을 도포하였으며, 불소함유 치약으로 잇솔질을 하여 불소방출량 변화를 측정하였고, 표면조도 측정기와 FE-SEM을 이용하여 시편의 표면 조도 및 변화를 비교 평가하였다. Rely $X^{TM}$ Luting $2^{(R)}$와 Fuji $I^{(R)}$에서는 다른 불소 제품인 Tooth Mousse $Plus^{(R)}$, Fluor Protector뿐만 아니라 불소함유 치약으로 잇솔질한 후에도 불소의 재흡수량을 관찰할 수 있었다. Tooth Mousse $Plus^{(R)}$를 도포한 후에는 Transbond $XT^{(R)}$를 제외하고 표면 조도 값이 유의하게 증가하였으며, 모든 교정용 접착제에서 부분적인 미세 필러 입자의 탈락을 보였다. Fluor Protector를 도포한 후에는 Transbond $XT^{(R)}$, Rely $X^{TM}$ Luting $2^{(R)}$를 제외하고 표면 조도 값이 유의하게 증가하였으며, 모든 교정용 접착제의 표면에 막을 형성하여 기포가 생긴 부분을 제외하고 매끄러운 양상을 나타내었다. 모든 교정용 접착제에 APF gel을 도포했을 때는 표면 조도 값이 유의하게 크게 증가하였다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 교정용 브라켓을 접착할 때 치아우식 예방 효과를 도모하기 위한 불소 방출량을 고려한다면 Rely $X^{TM}$ Luting $2^{(R)}$와 Fuji $I^{(R)}$가적극 추천되며, 불소 제품으로는 Tooth Mousse $Plus^{(R)}$, Fluor Protector가 APF gel보다 우수한 것으로 나타났고, 불소가 함유된 치약으로 잇솔질을 하였을 때도 치아우식을 예방할 수 있을 것으로 생각된다.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.105-112
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• 2013

폴리아닐린 기반 이산화티타늄 복합체(폴리아닐린-이산화티타늄 복합체)를 다른 소성온도 조건에서 제조하여 일반 공기질 수준의 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대한 제어 적용성 연구를 수행하였다. 모든 조사대상 오염물질에 대하여 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 제조 시 적용된 소성온도 변화에도 아무런 경향을 나타내지 않았다. 대신에, 소성온도를 $350^{\circ}C$에서 $450^{\circ}C$로 증가시켰을 때 3시간의 광촉매 공정 동안에 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체의 제어효율은 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌에 대하여 61%에서 72%로, 21%에서 39%로 각각 증가하였다. 그러나, 소성온도를 $450^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$와 $650^{\circ}C$로 더 증가시켰을 경우에는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체에 의한 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 제어효율이 점진적으로 감소하였다. 이러한 결과는 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체 내 아나타제 결정상의 생성량과 입자의 비표면적 변화 때문으로 판단되었고, 이러한 특성 변화는 X-선 회절과 주사전자현미경 분석결과를 통하여 확인하였다. 가장 낮은 주입농도(0.1 ppm) 조건에서 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 72%와 39%이었고, 반면에 가장 높은 주입농도(1.0 ppm) 조건에서는 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율은 각각 52%와 18%로 나타났다. 공급 유량을 0.1 L $min^{-1}$에서 1.0 L $min^{-1}$로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 47% 그리고 약 100%에서 18%로 감소하였다. 또한, 상대 습도를 20%에서 95%로 증가시켰을 때 트리클로로에틸렌과 테트라클로로에틸렌의 평균 제어효율이 각각 약 100%에서 23% 그리고 약 100%에서 8%로 대폭 감소하였다. 본 연구결과를 종합해볼 때, 작동조건을 최적화할 경우 폴리아닐린-이산화티타늄 복합체가 일반 공기질 농도 수준의 염소계 화합물질 제어를 위해서 효율적으로 이용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한치과보철학회지
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• 제53권4호
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• pp.295-300
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• 2015

목적: 레진과 니켈-크롬 합금의 결합력에 미치는 금속 프라이머 및 다용도 접착제의 영향에 대하여 비교 평가하고자 한다. 재료 및 방법: 실험을 위해 120개의 니켈-크롬 합금(Vera Bond 2V) 디스크를 제작하여 아크릴 레진 실린더에 포매하였다. 시편의 표면은 220 grit, 600 grit의 실리콘 카바이드지로 연마한 뒤 $50{\mu}m$의 알루미늄옥사이드 입자를 분사하여 처리하였다. 실험군은 메탈 프라이머의 적용(Metal primer II, Alloy primer, Metal & Zirconia primer, MKZ primer)과 다용도 접착 시스템(Single Bond Universal, All Bond Universal)에 따라 6개 군으로 나뉘었다. 각 시편의 중앙에 높이 2 mm, 직경 3 mm로 복합레진을 충전하였으며, 제작된 모든 시편은 $37^{\circ}C$ 증류수에서 24시간 보관하였다. 만능시험기에 시편을 위치시킨 후 1 mm/min cross head speed로 전단결합강도를 측정하였다. 통계분석은0.05의 유의수준으로 일원분산분석을 시행하였고 Tukey's multiple coMParison test로 사후검정을 하였다. 결과: Single Bond Universal, All Bond Universal, Metal Primer II 3개 군과 Alloy Primer, MKZ Primer, Metal & Zirconia Primer 3개 군 사이에 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(P<.001). 결론: 니켈-크롬 합금에 대한 다용도 접착 시스템의 전단결합강도는 Metal Primer II를 제외한 기존의 금속 프라이머를 적용했을 때 보다 높게 나타났다. 본 실험에서 더 나아가 다용도 접착 시스템 내 실란(Silane) 포함 여부에 따른 효과를 평가할 수 있는 연구가 필요할 것이다.

• 대한치과보철학회지
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• 제48권1호
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• pp.8-15
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• 2010

연구 목적: 본 연구에서는 자가부식 접착제를 이용한 즉시 상아질 봉쇄 (immediate dentin sealing; IDS)와 지연 상아질 봉쇄 (delayed dentin sealing; DDS)에서 상아질 접착제의 결합강도를 비교하고 즉시 상아질 봉쇄에서 접착제 표면의 오염물을 제거하기 위해 사용되는 air abrasion이 상아질에 대한 미세 인장 결합강도에 어떠한 영향을 주는지에 대해 평가하였다. 연구 재료 및 방법: 1개월 이내에 발거된 사람의 건전한 대구치 30개를 6개의 군으로 분리하였고 상아질 접착제로는 자가부식 접착제 Clearfil SE bond (Kuraray, Okayama, Japan)를 사용하였다. 군분류는 치관부를 삭제하여 상아질을 노출시킨 후 즉시 접착제를 도포하고 복합레진 Filtek Z250 (3M ESPE, St Paul, MN, USA)을 충전한 군을 대조군 (Control), 노출된 상아질에 즉시 상아질 접착제를 도포하고 2주 후 재차 접착제를 도포해 복합레진과 같이 광중합하는 즉시 상아질 봉쇄군 (IDS), 상아질 노출 후 상아질 접착을 즉시 시행하지 않고 2주 후 상아질 접착과 복합레진의 충전을 시행하는 지연 상아질 봉쇄군 (DDS)으로 분류하였다. 그후Control군에 air abrasion을 시행한 군을 C-A, IDS군에 air abrasion을 시행한 군을 IDS-A군, DDS군에 air abrasion을 시행한 군을DDS-A군으로 세분화하였다. Control군과 C-A을 제외한 모든 군은 2주간 Fermit을 이용한 임시수복기간을 두었으며 대조군과 실험군 모두 미세인장 결합강도 실험 전 24시간동안 증류수에 보관 후 미세인장 결합강도를 측정하였다. 측정된 미세인장 결합강도는 one-way ANOVA를 이용하여 비교 분석하였으며 유의차가 있는 경우 Scheffe test를 이용한 사후검증을 시행하였다. 결과: 1. 자가부식 상아질 접착제인 Clearfil SE bond를 치아 삭제 직후 상아질 접착을 시행하고 2주간 임시수복 기간을 거친 후 접착제를 재도포하고 복합레진을 수복한 군과 치아삭제 후 2주간의 임시수복기간을 거친 후 상아질 접착을 시행하고 복합레진을 수복한 군 사이에 상아질-레진 간 미세인장 결합강도는 유의한 차이가 없었다 (P>.05). 2. 자가부식 상아질 접착제인 Clearfil SE bond를 상아질 접착 시행 전 $50{\mu}m$ 크기의 aluminum oxide particle로 air abrasion 처리하는 것은 상아질-레진 간 미세인장 결합강도에 유의한 영향을 주지 않았다 (P>.05).

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.192-198
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• 2021

전기차의 수요 및 보급이 확대됨에 따라 차량 내 이음(buzz, squeak, rattle, BSR) 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 풍절음, 도어 글라스 및 차량 진동을 차단하는 인너벨트 웨더스트립(innerbelt weatherstrip)의 댐핑(damping) 특성 향상을 통해 BSR을 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 기존 열경화성(thermoset) 탄성체 대비 가볍고 재활용이 가능한 열가소성(thermoplastic) 탄성체가 주목을 받고 있지만 낮은 소재 댐핑과 영구압축줄음률(compression set)로 인해 도어 글라스와 웨더스트립 간 마찰 소음을 발생하는 문제가 있다. 고분자 댐핑 특성은 점탄성(viscoelastic)에 좌우되므로, 본 연구에서는 인너벨트 웨더스트립과 도어 글라스 간 마찰 소음을 개선하기 위해 EPDM (ethylene-propylene-diene monomer)/PP (polypropylene) thermoplastic vulcanizates (TPV)의 재료설계인자(EPDM/PP 비율, EPDM 내 ENB 함량)에 따른 점탄성 분석을 통해 소재 댐핑 특성을 평가하였다. EPDM/PP 비율에 따른 분석을 통해 PP 비율이 낮을수록 소재가 연화되고, 탄성회복력(resilience)이 증가하여 저장탄성률(storage modulus)은 10.8% 감소하고 댐핑 특성을 의미하는 감쇠계수(tanδ)는 88.2% 증가함을 확인하였다. 또한 EPDM 내 ENB 함량이 높을수록 소재의 가교밀도(crosslink density)가 증가하지만, 동적가교(dynamic vulcanizate) 과정 중 PP에 분산된 EPDM particle의 크기가 감소한다. 이로 인해 증가된 EPDM/PP 계면 간 면적 증가로 인해 계면 미끄러짐에서 기인한 손실탄성률(loss modulus)이 24.7% 증가하여 댐핑 특성이 향상되었다. 재료설계인자에 따른 물성분석을 바탕으로 최적 소재(낮은 PP 비율(14 wt%), 높은 ENB 함량 (8.9 wt%))를 배합한 결과 소재 댐핑 특성(tanδ peak)은 기존 소재(PP27, EPDM/PP 30/27, ENB content 5.7 wt%) 대비 140% 증가하여 재료설계인자에 따라 댐핑 특성을 제어할 수 있음을 확인하였다. 설계된 소재의 글라스 마찰 소음 개선 효과를 확인하기 위해 stick-slip 시험을 통해 마찰 소음을 평가하였다. 소재 댐핑 특성이 향상됨에 따라 마찰 진동의 가속도 peak가 약 57.9% 감소하였다. 이러한 결과로부터 재료설계인자에 따른 소재 댐핑 특성 향상을 통해 인너벨트 웨더스트립의 글라스 마찰 소음을 개선할 수 있음을 확인하였으며, 향후 소재 재료설계인자에 따른 물성 제어를 통해 부품의 요구 성능에 맞는 다양한 재료설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.