• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.60-66
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• 2021

광물자원의 개발 적합성을 가늠하기 위하여 굴착 장비로 지반 굴착을 통하여 코어를 채취한다. 코어를 채취하기 위해서는 시추장비의 가장 앞부분에 굴착을 위한 비트를 설치하여 직접지반을 굴착한다. 굴착을 진행 중에 드릴 비트는 지반과 직적접인 마찰로 인하여 국부에 응력을 받게 된다. 또한 마찰로 인하여 드릴 비트의 파손이 발생할 수 있기 때문에 지반의 조건에 따라 적합한 비트의 사용이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 시추장비에 일반적으로 사용되는 세립비트를 기준으로 현재 개발 되어있는 비트의 모델을 이용하여 각각 이종재료와 동종재료의 보강재를 삽입한 새로운 비트 모델의 형상 및 재질을 비교·분석하였다. 그리고 세립비트의 형상을 각각의 형태로 모델링하여 절삭에 필요한 경도 및 항절력을 이론적 수식을 이용하여 계산하여 적합성을 확인하였다. 또한 기존의 모델과 새로운 형태의 설계모델을 Amsys Program을 이용하여 FEM해석을 실시하여 응력과 변형률을 계산한 결과, 응력이 1.92E+7Pa, 변형율 9.6E-5m/m인 응력과 변형율이 최소화된 새로운 모델을 설계하였고 그에 따른 세립비트 형상 및 구조의 최적화 설계를 진행하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제15권5호
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• pp.378-385
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• 2008

This article presents the successful consolidation of the mixed Co and Diamond powders for a drilling segment by the combined application of magnetic pulsed compaction (MPC) and subsequent sintering, and their properties were analyzed. Homogeneous hardness (Hv 220) and density (97%) of sintered bulks fabricated by MPC were obtained by the new technique, where higher pressure has been employed for short period of time than that of general process. A fine microstructure and homogeneous hardness in the consolidated bulk were observed without cracks. Relatively higher drilling speed of 9.61 cm/min and life time of 6.55 m were found to the MPCed specimens, whereas the value of the specimens fabricated by general process was 11.71 cm/min and 7.96 m, respectively. A substantial improvement of mechanical properties of segment was achieved through this study.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.160-166
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• 2015

Ultrasonic machining (USM) has been considered a new, cutting-edge technology that presents no heating or electrochemical effects, with low surface damage and small residual stresses on brittle workpieces. However, nowadays, many researchers are paying careful attention to the disadvantages of USM, such as low productivity and tool wear. On the other hand, in this study, a high-performance rotary ultrasonic drilling (RUD) spindle is designed and assembled. In this system, the core technology is the design of an ultrasonic vibration horn for the spindle using finite element analysis (FEA). The maximum spindle speed of RUM is 9,600 rpm, and the highest harmonic displacement is $5.4{\mu}m$ noted at the frequency of 40 kHz. Through various drilling experiments on glass workpieces using a CVD diamond-coated drill, the cutting force and cracking of the hole entrance and exit side in the glass have been greatly reduced by this system.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.127-135
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• 2002

시추공영상자료와 시추조사에서의 RQD자료 및 완전파형음파검층에 의해 측정된 탄성파속도를 이용하여 각 암상에서의 탄성파속도와 RQD와의 상관관계를 검토하였다. 탄성파속도와 절리틈과의 상관관계는 유성일대의 화강암과 팔당일대의 호상 편마암에서 높은 상관성을 보인 반면, 사북일대 퇴적암에서 상관성이 없는 것으로 나타났다. 사북지역의 퇴적암에서는 상관성이 없고, 특히 누적 절리틈이 0∼20mm구간에서 탄성파속도 분포의 분산이 크게 나타나며, 이는 탄질 세일의 파쇄구간이 넓게 분포하여 절리틈 크기의 측정에 무리가 있었을 것으로 추측된다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.329-340
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• 2013

국내의 이산화탄소 지중저장을 위한 후보부지로 북평분지와 포항분지가 우선 선정되어 저장성 및 안전성 평가를 위한 지질조사가 이루어졌다. 저류층 및 상부 덮개층의 역학적 안정성을 분석하기 위해 두 분지에서 회수된 시추코어를 이용하여 공극률, 탄성파 속도, 일축압축강도, 내부 마찰각 및 영률을 실내시험을 통해 측정하였다. 시추공의 전 구간에 걸쳐 실내시험을 수행하는 것이 어려우며 연속적 물리검층 자료로부터 역학적 파라미터를 직접 측정할 수도 없다. 따라서 본 연구에서는 시추코어의 실내실험으로 측정된 물리적 성질(탄성파 속도, 공극률, 동역학 영률)과 역학적 성질(일축압축강도, 내부 마찰각)간의 상관관계를 파악하여, 물리검층자료로부터 지층의 역학적 안정성 분석에 필요한 인자를 추출하였다. 기존에 제안된 여러 경험식을 본 연구의 시추코어 시험 자료와 비교하여 두 분지에 가장 잘 맞는 경험식을 산출하였다. 북평분지와 포항분지의 일축압축강도와 영률 및 공극률간의 관계는 지역에 관계없이 암종에 따라 같은 식을 따르는 경향을 보였다. 본 연구에서 산출된 경험식을 이용하여 탄성파 검층자료를 이용하여 검층 전 구간에 대하여 지층의 강도물성을 예측하였다. 예측된 강도물성은 이산화탄소의 주입 전 단계에서 지층의 역학적 안정성을 규명하기 위한 모델분석에서 입력인자로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.99-114
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• 2004

방사성폐기물의 처분연구와 관련하여 대전 유성지역 화강암내 심부시추공 시추코아의 단열 광물들에 대한 광물학적 특성을 연구하였다. 유성지역의 심부시추공들에는 다수의 단열대가 발달해 있으며 국지적인 열수변질작용이 중첩되어 있다. YS-01 시추코아에 대한 전암분석결과 -90 m∼-130 m 구간과 -230 m ∼-250 m 구간에서 급격한 $SiO_2$ 함량 감소와 $_Al2$$O_3$, CaO, L.O.I 값의 증가가 관찰되며 이는 단열충전광물의 생성과 관련이 있다. 이러한 단열충전광물에 대한 XRD분석결과 불석광물(로몬타이트, 휼란다이트), 방해석, 일라이트($2M_1$과 $1M_{d}$ 다형), 녹니석, 녹염석, 카올리나이트 등이 확인되었으며, 산출되는 양은 방해석 불석광물 > 일라이트 > 녹염석 녹니석 > 카올리나이트의 순이다. SEM관찰 및 EPMA 분석결과, 단열충전광물들의 심도에 따른 조직 및 화학특성의 변화는 관찰되지 않는다. 연구지역은 화강암반내에 발달된 단열대가 지하수의 유동로로 작용하여 오랜 기간에 걸친 물-암석 반응이 진행되었고, 또한 저온의 열수변질작용이 중첩되었기 때문에 이들에 의한 단열충전광물의 생성기원 연구가 필요하다.

• 구강회복응용과학지
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• 제16권1호
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• pp.51-60
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• 2000

주조 포스트코아와 치질 계면에서 시멘트 종류에 따른 미세누출의 변화를 알아보기 위해 상악 전치부 및 하악 견치, 총 40개의 단근치를 백악-법랑 경계 2mm 상방에서 절단하고 백악-법랑 경계 1mm 상방에 chamfer 변연 형성 후, 통상적 근관 형성, 및 충전을 시행하고 주조용 Parapost를 이용하여 40개의 주조 포스트코아를 제작하였다. 각 군당 10개씩 4군으로 분배하여, 실험 I군에서는 인산아연 시멘트인 Fleck's를, 실험 II군에서는 글래스아이오노머 시멘트인 Fuji I을, 실험 III군에서는 4-META계 레진 시멘트인 Superbond C & B를, 실험 IV군에서는 인산 에스테르계 레진 시멘트인 Panavia 21로 각각 접착한 다음, 500회 thermocycling 및 1% basic fuchsin 염색액 침액을 거친 후 시편을 협설면으로 절단하고 광학 현미경상에서 포스트와 치질 계면사이의 미세누출정도를 지수로 산정하여 시편 협설면의 지수 평균을 계산한 후 각 군간의 비교 분석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 모든 시편의 계면에서 미세누출이 관찰되었다. 2. 실험 I군에서 실험 II군, 실험 III군, 및 실험 IV군에 비해 유의성있게 가장 높은 미세누출지수를 보였고, 실험 II군에서 실험 III군, 및 실험 IV군에 비해 유의성있게 높은 미세누출지수를 보였다(p<0.05). 3. 실험 IV군에서 가장 낮은 미세누출지수를 보였으나 실험 III군과의 통계학적 차이는 없었다(p>0.05).

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.167-185
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• 2014

포항분지 374-3390 m 심도에서 채취한 3개 시추공 코어 시료의 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정과 함께 주원소 및 Sr-Nd 동위원소 분석을 실시하였다. 주성분 원소 분석 결과 총알칼리-규산 도표에서 천부화산암은 유문암으로, 심부심성암은 반려암과 화강암으로 도시되었으며 AFM 다이아그램에서는 칼크-알칼리 계열의 분화경향을 보인다. $K_2O-SiO_2$ 상관도에 따르면 모두 High-K 영역에 속하며 일부 주성분원소들은 $SiO_2$ 함량에 따른 상관성을 보인다. SHRIMP 저어콘 U-Pb 연대측정 결과 한 시추공의 천부화산암에 대해 $66.84{\pm}0.66Ma$ (n=12, MSWD=0.02)와 $66.52{\pm}0.55Ma$ (n=12, MSWD=0.46)의 일치곡선연령 값을 획득하였으며, 다른 시추공의 화산암에 대해서는 $71.34{\pm}0.85Ma$ (n=11, MSWD=0.79)와 $49.40{\pm}0.37Ma$ (n=11, MSWD=1.9)의 일치곡선연령 값과 가중평균 값을 획득하였다. 또 다른 시추공의 화강암에서 추출한 저어콘은 $261.8{\pm}1.5Ma$(n=31, MSWD=1.3)의 가중평균값을 나타내었고 반려암에서 추출한 저어콘은 조직적 특징에 따라 $262.4{\pm}3.6Ma$ (n=21, MSWD=4.5)와 $252.4{\pm}3.6Ma$ (n=8, MSWD=1.9)의 연대를 보였다. 천부화산암 상부 퇴적암의 연대측정 결과 신원생대에서 신생대까지 다양한 분포를 보였으며 $21.89{\pm}1.1Ma$ (n=15, MSWD=0.04)와 $21.68{\pm}1.2Ma$ (n=10, MSWD=19)의 가장 젊은 일치곡선연령이 구해졌다. 이 연구 결과는 포항분지 심부가 페름기 후기에서 에오세에 이르기까지 비교적 긴 시간에 걸쳐 형성된 심성암 및 화산암체로 구성되어 있으며 그 상위에 아마도 동해확장과 관련되어 마이오세 초기 이후에 퇴적된 지층이 피복하고 있음을 지시한다. 페름기 심부심성암의 전암 $^{87}Sr/^{86}Sr$ 초기치 (0.7034-0.7042)와 ${\varepsilon}_{Nd}$ 초기치 (4.0-5.1)는 비슷한 연대범위를 가지는 영덕 지역의 화강암류와 유사하며 이들 화강암류가 백악기-제3기의 경상분지 화강암 기원물질로 재순환되었을 가능성을 시사한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2197-2202
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• 2011

본 논문에서는 중공을 가지는 짧은 치과용 임플란트의 생체역학적인 특성을 3차원 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 고려된 치과용 짧은 임플란트는 골유착성을 향상시키기 위해 트리패닝 드링 등에 의해 남겨진 치골과 결합될 수 있는 중공부를 가진다. 연구를 위해 Bicon사의 길이가 짧은 임플란트를 기본 모델로 삼아 중공부가 임플란트 주변 치골의 응력분포에 주는 영향을 분석하였다. 중공부 길이, 직경 및 나사산 등의 형상변수에 따른 반복적인 유한 요소해석을 효과적으로 수행하기 위하여 ANSYS APDL을 이용하여 매개변수화된 유한요소모델을 구성하였다. 해석결과 중공부를 가지는 경우 특히 경사하중 하에서 해면골에서 발생하는 최대응력값이 크게 감소하였으며, 중공부의 형태가 해면골에서의 응력분포에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제28권4호
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• pp.327-335
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• 1995

카나다 극지의 보포트-맥켄지 (Beaufort-Mackenzie) 분지에 분포하는 일라이트/스멕타이트 (illite/smectite)에 대한 광물학적 특성 연구가 육상 및 대륙붕의 석유시추공으로부터 215개 코아와 파쇄시료를 대상으로 수행되었다. 보포트-맥켄지 분지의 일라이트/스멕타이트는 구성층의 배열 양상에 따라 불규칙, R1-배열, R>1-배열, 불규칙과 R1-배열의 혼합으로 구분된다. 불규칙과 규칙적인 배열의 혼합 양상을 보이는 일라이트/스멕타이트는 불규칙으로부터 R1-배열로 변화하는 전이대에서 나타나는데 혼합층의 배열이 규칙화하는 과정에서 불안정하게 나타나는 준안정상으로 해석된다. 불규칙과 규칙 배열을 갖는 일라이트/스멕타이트가 함께 나타나는 현상은 느린 화학반응에서 흔히 관찰되는 반응물과 생성물이 공존하는 현상과 일맥 상통한다. K-포화 실험결과는 일라이트/스멕타이트 내의 스멕타이트층의 층전하가 다양함을 보여준다. 높은 층전하의 스멕타이트층은 K-포화시 준 일라이트층으로 변한다. K-포화는 일라이트/스멕타이트의 구성비와 배열을 변화시키는데 이는 자연에서의 일라이트화 현상도 기존 격자결합의 교란이 없이 일어날 수 있다는 것을 의미한다.