• Steel and Composite Structures
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• 제50권3호
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• pp.281-298
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• 2024

Stainless steel bolts (SSB) are increasingly utilized in bolted steel connections due to their good mechanical performance and excellent corrosion resistance. Fire accidents, which commonly occur in engineering scenarios, pose a significant threat to the safety of steel frames. The post-fire behavior of SSB has a significant influence on the structural integrity of steel frames, and neglecting the effect of temperature can lead to serious accidents in engineering. Therefore, it is important to evaluate the performance of SSB at elevated temperatures and their residual strength after a fire incident. To investigate the mechanical behavior of SSB after fire, 114 bolts with grades A4-70 and A4-80, manufactured from 316L austenitic stainless steel, were subjected to elevated temperatures ranging from 20℃ to 1200℃. Two different cooling methods commonly employed in engineering, namely cooling at ambient temperatures (air cooling) and cooling in water (water cooling), were used to cool the bolts. Tensile tests were performed to examine the influence of elevated temperatures and cooling methods on the mechanical behavior of SSB. The results indicate that the temperature does not significantly affect the Young's modulus and the ultimate strength of SSB. Up to 500℃, the yield strength increases with temperature, but this trend reverses when the temperature exceeds 500℃. In contrast, the ultimate strain shows the opposite trend. The strain hardening exponent is not significantly influenced by the temperature until it reaches 500℃. The cooling methods employed have an insignificant impact on the performance of SSB. When compared to high-strength bolts, 316L austenitic SSB demonstrate superior fire resistance. Design models for the post-fire mechanical behavior of 316L austenitic SSB, encompassing parameters such as the elasticity modulus, yield strength, ultimate strength, ultimate strain, and strain hardening exponent, are proposed, and a more precise stress-strain model is recommended to predict the mechanical behavior of 316L austenitic SSB after a fire incident.

• 대한치과기공학회지
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• 제31권1호
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• pp.55-61
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• 2009

Passive fitting of meso-structure and super-structures is a predominant requirement for the longevity and clinical success of osseointegrated dental implants. However, precision and passive fitting has been unpredictable with conventional methods of casting as well as for corrective techniques. Alternative to conventional techniques, electro discharge machining(EDM) is an advanced method introduced to dental technology to improve the passive fitting of implant prosthesis. In this technique material is removed by melting and vaporization in electric sparks. Regarding the efficacy of EDM, the application of this technique induces severe surface morphological and elemental alterations due to the high temperatures developed during machining, which vary between $10,000{\sim}20,000^{\circ}C$. The aim of this study was to investigate the morphological and elemental alterations induced by EDM process of casting dental gold alloy and non-precious alloy used for the production of implant-supported prosthesis. A conventional clinical dental casting alloys were used for experimental specimens patterns, which were divided in three groups, high fineness gold alloy(Au 75%, HG group), low fineness gold alloy(Au 55%, LG group) and nonprecious metal alloy(Ni-Cr, NP group). The UCLA type plastic abutment patterns were invested with conventional investment material and were cast in a centrifugal casting machine. Castings were sandblasted with $50{\mu}m\;Al_2O_3$. One casting specimen of each group was polished by conventional finishing(HGCON, LGCON, NPCON) and one specimen of each group was subjected to EDM in a system using Cu electrodes, kerosene as dielectric fluid in 10 min for gold alloy and 20 min for Ni-Cr alloy(HGEDM. LGEDM, NOEDM). The surface morphology of all specimens was studied under an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS). The quantitative results from EDS analysis are presented on the HGEDM and LGEDM specimens a significant increase in C and Cu concentrations was found after EDM finishing. The different result was documented for C on the NPEDM with a significant uptake of O after EDM finishing, whereas Al, Si showed a significant decrease in their concentrations. EDS analysis showed a serious uptake of C and Cu after the EDM procedure in the alloys studied. The C uptake after the EDM process is a common finding and it is attributed to the decomposition of the dielectric fluid in the plasma column, probably due to the development of extremely high temperatures. The Cu uptake is readily explained from the decomposition of Cu electrodes, something which is also a common finding after the EDM procedure. However, all the aforementioned mechanisms require further research. The clinical implication of these findings is related with the biological and corrosion resistance of surfaces prepared by the EDM process.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.46-51
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• 2015

스테인레스강은 고온, 고압에서 부식에 효과적인 재료로써 액화수소, 가스 등을 저장하는 저장용기 및 고온의 유체들을 이송하는 배관재료로 널리 사용되고 있다. 일반적으로 스테인레스강의 용접은 TIG용접이 이용되어지고 있으며 용접후 용접부위에 발생하는 초기 용접결함 및 사용중 발생하는 열적 피로균열 등이 재료의 신뢰성을 저하하는 요인들로 지적되고 있다. 본 논문에서는 레이저 유도초음파를 이용하여 초기 용접결함에 대한 초음파 특성 규명을 위하여 스테인레스강의 용접부에 인공균열의 크기를 5 mm, 10 mm, 20 mm 길이로 가공후 유도초음파의 결함 길이 변화에 따른 특성을 평가하였다. 배관의 두께 등을 고려하여 L(0,1)모드와 L(0,2)모드를 이용하였으며 각각의 모드가 결함의 길이 변화에 따라 변화를 보였지만 L(0,2)모드가 L(0,1)모드보다 결함 길이에 더욱 민감하게 반응하였다. 본 연구에서는 L(0,1)모드와 L(0,2)모드의 진폭비를 구하여 결함과의 연관성을 평가한 결과 결함 길이와 선형적인 관계를 나타냄으로써 각 모드를 단독적으로 평가하는 것보다는 두 모드의 진폭비를 이용하여 결함을 평가하는 것이 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.393-399
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• 2007

교량 바닥판은 공용 기간 동안 차량하중 및 다양한 환경 조건 (동결융해, 우수 및 융빙제)에 직접적으로 노출되어 있는 부재이다. 이로 인해, 교량 바닥판은 다른 주요부재에 비해서 다양한 결함 및 손상이 자주 발생하여 고속도로 상의 문제 교량은 대부분 바닥판에 결함을 지니고 있다. 따라서 교량 바닥판의 내구성을 확보하기 위한 방안으로 고성능콘크리트 (high performance concrete, HPC)가 대안으로 제시되었다. 교량 바닥판의 내구성을 향상하기 위해, 배합된 고성능콘크리트에 대한 내구성능 실험이 수행되었다. 본 연구에 사용된 배합 변수는 총 4가지로, 1) 보통시멘트 (OPC) 2) 시멘트 중량의 20%의 플라이애쉬 치환(FA), 3) 20%의 플라이애쉬와 4%의 실리카퓸 치환 (FS), 그리고 4) 40%의 고로슬래그미분말 치환 (BS)에 대해서 내구성 실험을 실시한 후 비교 평가를 실시하였으며, 사용된 설계 압축강도는 각각 27 MPa와 35 MPa이다. 고성능콘크리트를 시험 배합한 결과, 결합재의 양을 증가시켜 강도를 증진시키는 것보다는 혼화재를 사용하는 것이 내구 성능이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 특히 혼화재 중, 플라이애쉬와 실리카퓸을 함께 결합재로 사용하는 경우가 균열 저감 및 내구 성능 증진에 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1415-1420
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• 2014

소듐냉각고속로(Sodium-cooled Fast Reactor, SFR)의 증기 Rankine 싸이클 발전시스템을 높은 열효율과 안전성을 가지는 초임계 이산화탄소(Supercritical carbon dioxide, $S-CO_2$) Brayton 싸이클로 대체하는 방안이 고려되고 있다. 다양한 오스테나이트계 합금이 고온 $S-CO_2$ 환경 열교환시스템 구조재료로 제시되고 있다. 구조재료는 장시간 고온 $S-CO_2$ 환경에 노출됨에 따라 미세구조에 변화가 일어나고, 나아가 기계적 특성의 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 오스테니틱 스테인리스강들과 Alloy 800HT를 고온 $S-CO_2$ 환경에 노출시키고, 그에 따른 부식특성 및 인장특성을 평가하였다. 그 결과 $650^{\circ}C$, 250시간 노출 후 316H SS와 800HT에서 큰 연신율 감소를 보였다. $S-CO_2$ 환경이 인장특성 변화에 미치는 영향을 표면 산화막 및 탄화거동을 통해 분석한 결과, 316H 와 800H 의 거동이 큰 차이를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.888-894
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• 2015

무기 복합 입자는 독특한 물리 화학적 특성에 따라 다양한 산업 분야에 응용된다. 최근 마이카와 같은 판상 기질에 유 무기 물질을 코팅하여 광 산란, 굴절 및 투과 특성 등의 광학적 특성을 이용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이카는 높은 화학적 안정성, 내후성 및 무독성의 입자로 안료, 플라스틱, 페인트, 세라믹 등에 널리 적용되고 있다. 산화마그네슘은 높은 빛 투과율, 내식성, 무독성을 갖고 있어, 광학재료 및 고분자 첨가제 등으로 이용되고 있다. 마이카와 산화마그네슘의 광학적 특성을 이용하기 위하여 수산화마그네슘을 용해 재결정하여 마이카 표면에 코팅하였다. 전구체의 농도, pH 변화 등의 공정 변수를 조절하여 적합한 헤이즈 값을 갖는 입자를 합성하였다. 결과적으로 마이카 표면에 수산화마그네슘 층이 형성되고, 4시간 동안 $400^{\circ}C$에서 소성하면 산화마그네슘으로 변환된다. 본 연구에서는 pH와 수산화마그네슘의 첨가량 조절로 헤이즈 값을 쉽게 제어 할 수 있는 것을 보여주었다. 제조된 분체의 광학적 특성은 탁도계(Hazemeter)를 이용해 측정하였고, pH 9에서 가장 높은 값인 85.92%를 얻었다. 복합분체의 물리 화학적 특성은 XRD, SEM, EDS 및 PSA를 통해 확인하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.21-28
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• 2012

이 연구에서는 직교이방성 판의 좌굴 및 직교이방성 판요소로 구성된 구조용 압축재의 국부좌굴에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료는 높은 비강도 및 비강성, 높은 부식저항성, 경량성 등 강재나 콘크리트와 비교해서 많은 장점을 가지고 있다. 특히, 펄트루젼 생산 방식은 섬유보강 폴리머 플라스틱 재료의 여러가지 생산방법 중 구조용 플라스틱 부재를 대량으로 생산하기에 가장 적합한 방법이다. 펄트루젼 생산방식은 부재의 축을 따라 주요 보강섬유가 배치되기 때문에 이 재료는 직교이방성으로 간주된다. 그러나, 펄트루젼 섬유보강 플라스틱 부재는 낮은 탄성을 갖고 있고 얇은 판요소로 구성되어 있기 때문에 압축하중이 재하될 경우 좌굴이 발생할 수 있다. 따라서, 이 부재를 설계하는데 안정성은 매우 중요한 문제가 된다. 이 연구에서는 기존의 연구를 따라서 직교이방성 판 및 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴에 대하여 검토하였으며, 국내에서 생산된 직교이방성 판요소로 구성된 압축재의 국부좌굴강도를 계산하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제18권4호
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• pp.39-42
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• 2011

복합전기도금은 도금 중 반응성이 없는 물질을 첨가하여 도금층 내부에 함께 존재하도록 함으로써 이루어진다. 퍼멀로이는 철과 니켈의 합금을 말하는 것으로써 마모 특성과 내부식성이 우수하고 복합도금을 함으로써 도금층의 잔류응력 완화와 경도증가, 높은 투자율를 나타내기 때문에 산업 여러 분야에 응용된다. 복합도금을 통해 제품의 미세경도를 향상시킬 수 있으며 이는 제품의 수명과 연관된다. 하지만 실리카 나노분말 표면의 수산화기는 표면을 수분에 취약하게 만들고 이는 나노분말의 응집을 발생시켜 균일한 도금층의 형성을 어렵게 하는 요인이 된다. 본 연구에서는 실리카 나노분말의 zeta potential의 측정과 실리카 나노분말의 응집을 줄이기 위하여 전류밀도의 변화, 첨가제의 변화를 살펴보았다. 표면은 전류밀도 20 $mA/cm^2$에서 가장 효과적이었으며 이 때 실리카의 함량은 $50^{\circ}C$에서 9%로 확인되었다. 첨가제에 따라 표면 형상과 공석되는 실리카 나노입자의 함량 차이가 나타났다. 염기성 도금용액에서 sodium lauryl sulfate를 사용하였을 경우 표면이 매끄럽고 공석되는 실리카 나노분말의 양도 높았다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제31권4호
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• pp.749-763
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• 2001

Osseointegrated titanium implants have become an integral therapy for the replacement of teeth lost. For dental implant materials, titanium, hydroxyapatite and alumina oxide have been used, which of them, titanium implants are in wide use today. Titanium is known for its high corrosion resistance and biocompatability, because of the high stability of oxide layer mainly consists of $TiO_2$. With the development of peri-implantitis, the implant surface is changed in surface topography and element composition. None of the treatments for cleaning and detoxification of implant surface is efficient to remove surface contamination from contaminated titanium implants to such extent that the original surface elemental composition. In this sights, the purpose of this study was to evaluate rough surface titanium implants by means of scanning electron microscopy(SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) with respect to surface appearance and surface elemental composition. Moreover, it was also the aim to get the base for treatments of peri-implantitis. For the SEM and XPS study, rough surface titanium models were fabricated for control group. Six experimental groups were evaluated: 1) long-time room exposure, 2 ) air-powder abrasive cleaning for 1min, 3) burnishing in citric acid(pH1) for 1min, 4) burnishing in citric acid for 3min, 5) burnishing in tetracycline for 1min, 6) burnishing in tetracycline for 3min. All experimental treatments were followed by 1min of rinsing with distilled water. The results were as follows: 1. SEM observations of all experimental groups showed that any changes in surface topography were not detected when compared with control group. (750 X magnification) 2. XPS analysis showed that in all experimental groups, titanium and oxygen were increased and carbon was decreased, when compared with control group. 3. XPS analysis showed that the level of titanium, oxygen and carbon in the experimental group 3(citric acid treatment for 1min, followed by 1min of distilled water irrigation) reached to the level of control group. 4. XPS analysis showed that significant differences were not detected between the experimental group 1 and the other experimental groups except of experimental group 3. The Ti. level of experimental group 2, airpowder abrasive treatment for lmin followed by 1min of saline irrigation, was lower than the Ti. level of tetracycline treated groups, experimental group 5 and 6. From the result of this study, it may be concluded that the 1min of citric acid treatment followed by same time of rinsing with distilled water gave the best results from elemental points of view, and can be used safely to treat peri-implantitis.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권2호
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• pp.157-169
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• 2009

본 논문의 목적은 코팅처리의 기계적 성질과 임플란트 지대주나사의 코팅처리가 고정체와의 결합안정성에 미치는 영향을 연구하고자 함이다. 이를 위해 Megagen 임플란트 시스템과 직경 15 mm, 높이 1 mm의 티타늄원판을 사용하였다. 지대주 나사와 원판에 TiN, TiCN, 및 TiC를 코팅하여 실험군으로, 코팅처리하지 않은 것을 대조군으로 하였다. 실험군은 지대주나사를 32 Ncm로 체결한 후 풀림회전력과 조임회전각을 측정하고, 10만 번씩 저작 모방 시험을 실시하여 풀림회전력의 변화를 관찰하였다. 조임회전각은 TiCN, TiC코팅나사에서 코팅하지 않은 나사보다 크게 나타났다(p<0.05). 그러나 풀림회전력은 TiCN, TiC코팅나사에서 코팅하지 않은 나사보다 낮게 나타났다(p<0.05). 저작 모방 시험후 코팅한 나사에서 코팅하지 않은 나사보다 풀림 회전력이 더 높게 나타났으며 풀림회전력은 건조상태와 습윤상태 사이에 유의한 차이가 없었다. 이상의 결과로 TiC 코팅군은 저작 모방 시험 전에는 풀림회전력이 낮았지만 저작 모방 시험 후에는 낮은 마찰계수로 인한 높은 풀림회전력과 조임회전각을 가져 임플란트 지대주나사의 결합안정성에 영향을 미치는 효율적인 방법임을 시사한다.