• 제목/요약/키워드: high toughness

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측면 치환 그래핀/에폭시 나노복합재료의 인장 특성 평가 (Investigation of Tensile Properties in Edge Modified Graphene Oxide(E-GO)/Epoxy Nano Composites)

  • 이동현;조가인;임형미;김만태;권동준
    • Composites Research
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    • 제37권3호
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    • pp.209-214
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    • 2024
  • 그래핀 옥사이드(graphene oxide, GO)는 높은 강성, 열전도도 및 전기전도도를 가지고 있기 때문에 나노복합재료의 강화재로 적용되고 있다. 본 연구는 GO와 측면 부분에만 수산화기로 치환된 GO (E-GO)를 에폭시 나노복합재료에 적용하여 기계적 물성을 평가하였다. 초음파 분산법을 통하여 에폭시 수지에 GO/E-GO를 균일하게 분산시켰고, 인장 시험을 통하여 기계적 물성을 평가하였다. 나노입자를 첨가함에 따라 인장강도와 인성이 높아지는 것을 확인하였다. 나노 입자를 첨가하지 않은 에폭시의 인장강도는 74.4 MPa이고, E-GO를 0.3 wt% 첨가되었을 때 90.7 MPa로 가장 높은 인장강도 값을 나타내었다. 모듈러스 또한 2.55 GPa에서 나노입자의 첨가에 따라 3.53 GPa까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 전계방사 주사전자현미경을 통하여 파단면을 관찰하였을 때 균열의 성장이 나노 입자에 의하여 저지되며 파단까지 이어지지 못하고, 여러 방향으로 나뉘는 현상을 보였다. 측면 부분에만 표면처리가 일어난 E-GO에서는 높은 분산도와 표면처리에 의하여 GO보다 높은 기계적 물성을 보였다. 이러한 결과를 통하여 고성능 나노복합재료의 개발을 위하여 나노 입자의 표면처리의 중요성을 확인할 수 있다.

에폭시 수지 모르터의 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Studies on the Properties of Epoxy Resin Mortars)

  • 연규석;강신업
    • 한국농공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.52-72
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    • 1984
  • This study was performed to obtain the basic data which can be applied to the use of epoxy resin mortars. The data was based on the properties of epoxy resin mortars depending upon various mixing ratios to compare those of cement mortar. The resin which was used at this experiment was Epi-Bis type epoxy resin which is extensively being used as concrete structures. In the case of epoxy resin mortar, mixing ratios of resin to fine aggregate were 1: 2, 1: 4, 1: 6, 1: 8, 1:10, 1 :12 and 1:14, but the ratio of cement to fine aggregate in cement mortar was 1 : 2.5. The results obtained are summarized as follows; 1.When the mixing ratio was 1: 6, the highest density was 2.01 g/cm$^3$, being lower than 2.13 g/cm$^3$ of that of cement mortar. 2.According to the water absorption and water permeability test, the watertightness was shown very high at the mixing ratios of 1: 2, 1: 4 and 1: 6. But then the mixing ratio was less than 1 : 6, the watertightness considerably decreased. By this result, it was regarded that optimum mixing ratio of epoxy resin mortar for watertight structures should be richer mixing ratio than 1: 6. 3.The hardening shrinkage was large as the mixing ratio became leaner, but the values were remarkably small as compared with cement mortar. And the influence of dryness and moisture was exerted little at richer mixing ratio than 1: 6, but its effect was obvious at the lean mixing ratio, 1: 8, 1:10,1:12 and 1:14. It was confirmed that the optimum mixing ratio for concrete structures which would be influenced by the repeated dryness and moisture should be rich mixing ratio higher than 1: 6. 4.The compressive, bending and splitting tensile strenghs were observed very high, even the value at the mixing ratio of 1:14 was higher than that of cement mortar. It showed that epoxy resin mortar especially was to have high strength in bending and splitting tensile strength. Also, the initial strength within 24 hours gave rise to high value. Thus it was clear that epoxy resin was rapid hardening material. The multiple regression equations of strength were computed depending on a function of mixing ratios and curing times. 5.The elastic moduli derived from the compressive stress-strain curve were slightly smaller than the value of cement mortar, and the toughness of epoxy resin mortar was larger than that of cement mortar. 6.The impact resistance was strong compared with cement mortar at all mixing ratios. Especially, bending impact strength by the square pillar specimens was higher than the impact resistance of flat specimens or cylinderic specimens. 7.The Brinell hardness was relatively larger than that of cement mortar, but it gradually decreased with the decline of mixing ratio, and Brinell hardness at mixing ratio of 1 :14 was much the same as cement mortar. 8.The abrasion rate of epoxy resin mortar at all mixing ratio, when Losangeles abation testing machine revolved 500 times, was very low. Even mixing ratio of 1 :14 was no more than 31.41%, which was less than critical abrasion rate 40% of coarse aggregate for cement concrete. Consequently, the abrasion rate of epoxy resin mortar was superior to cement mortar, and the relation between abrasion rate and Brinell hardness was highly significant as exponential curve. 9.The highest bond strength of epoxy resin mortar was 12.9 kg/cm$^2$ at the mixing ratio of 1:2. The failure of bonded flat steel specimens occurred on the part of epoxy resin mortar at the mixing ratio of 1: 2 and 1: 4, and that of bonded cement concrete specimens was fond on the part of combained concrete at the mixing ratio of 1 : 2 ,1: 4 and 1: 6. It was confirmed that the optimum mixing ratio for bonding of steel plate, and of cement concrete should be rich mixing ratio above 1 : 4 and 1 : 6 respectively. 10.The variations of color tone by heating began to take place at about 60˚C, and the ultimate change occurred at 120˚C. The compressive, bending and splitting tensile strengths increased with rising temperature up to 80˚ C, but these rapidly decreased when temperature was above 800 C. Accordingly, it was evident that the resistance temperature of epoxy resin mortar was about 80˚C which was generally considered lower than that of the other concrete materials. But it is likely that there is no problem in epoxy resin mortar when used for unnecessary materials of high temperature resistance. The multiple regression equations of strength were computed depending on a function of mixing ratios and heating temperatures. 11.The susceptibility to chemical attack of cement mortar was easily affected by inorganic and organic acid. and that of epoxy resin mortar with mixing ratio of 1: 4 was of great resistance. On the other hand, when mixing ratio was lower than 1 : 8 epoxy resin mortar had very poor resistance, especially being poor resistant to organicacid. Therefore, for the structures requiring chemical resistance optimum mixing of epoxy resin mortar should be rich mixing ratio higher than 1: 4.

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원자력발전소 고강도 앵커 볼트의 파괴역학적 건전성평가 (Structural Integrity Assessment of High-Strength Anchor Bolt in Nuclear Power Plant based on Fracture Mechanics Concept)

  • 임은모;허남수;심희진;오창균;김현수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권7호
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    • pp.875-881
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    • 2013
  • 증기발생기 수직 지지대를 고정하고 있는 고강도 앵커 볼트의 응력부식균열에 대한 건전성 평가는 원자력발전소 기기 건전성 유지와 관련하여 중요한 현안 가운데 하나이다. 이에 따라 미국 EPRI에서는 고강도 앵커 볼트의 건전성 평가를 위한 기준균열계수 개념 기반의 평가 절차를 제시한 바 있으며, 본 연구에서는 EPRI에서 제시한 절차에 입각하여 증기발생기 수직 지지대 고정용 앵커 볼트의 응력부식균열 및 취성 파괴에 대한 건전성 평가를 수행하였다. 이를 위해 볼트 예비하중과 운전하중을 고려한 3차원 유한요소 응력해석을 수행하여 볼트 단면에 작용하는 공칭응력을 결정하였으며, 결정된 볼트 응력과 EPRI 절차를 이용하여 앵커 볼트의 균열 건전성을 평가하였다. 또한 3차원 탄성 유한요소 파괴역학 해석을 수행하여 EPRI에서 제시한 기준균열계수의 정확성을 검증하였다.

유-무기 하이브리드 코팅액 제조를 위한 지르코니아 표면의 소수화 개질 연구 (Study on the hydrophobic modification of zirconia surface for organic-inorganic hybrid coatings)

  • 이수;문성진;박정주
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.260-270
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    • 2017
  • 백색을 띄고 물리적 화학적으로 안정한 지르코니아는 열전도도가 낮고 강도와 인성, 내식성이 우수하여 단열재, 내화물과 같은 고온 재료와 각종 산업용 구조세라믹스에 사용되고 있다. 이러한 지르코니아를 낮은 경도 및 굴절률 등과 같은 단점을 가진 고분자 코팅제에 도입하게 되면 화학적, 전기적, 광학적인 특성이 향상된다. 이와 같이 유기 소재에 무기 소재를 혼합하여 사용하는 유-무기 하이브리드 코팅을 목적으로 본 연구에서는 지르코니아 표면에 trimethylchlorosilane(TMCS)과 hexamethyldisilazane(HMDZ)을 사용하여 실릴화반응을 통한 $-CH_3$기를 도입하여 소수성을 나노지르코니아 표면에 도입하였다. 소수화된 지르코니아 표면에서의 TMCS와 HMDZ에 의해 도입된 $Si-CH_3$의 존재는 FT-IR ATR spectroscopy를 통해 확인하였고, silicon 원소의 존재를 FE-SEM/EDS와 ICP-AES를 통해 확인하였다. 또한, 개질 전후의 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 분산하여 침강속도를 확인하여 분산성이 향상되는 것을 확인하였다. 지르코니아 입자의 크기 및 분포는 입도 분석기를 통해 확인하였으며, BET 분석을 통해 개질 반응 전후의 비표면적은 $18m^2/g$ 정도로 큰 변화가 없었다.

슬래그 골재를 사용한 10 mm 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재입도 기준 연구 (A Study on Aggregate Gradation of 10 mm Dense-graded Asphalt Mixture using Slag Aggregate)

  • 조신행;김경남;김낙석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.1367-1375
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    • 2015
  • 제강슬래그 골재를 사용한 박층 아스팔트 포장공법을 위해 10 mm 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도기준을 제시하고자 하였다. 기존 WC-1, WC-3과 같은 밀입도 아스팔트 혼합물의 골재 입도기준은 퓰러모델에 의해 제시되었으나 10 mm 밀입도 아스팔트의 경우 최대밀도선과 유사한 입도를 얻게 되어 부드러운 혼합물이 되는 경향을 나타내었다. 국외 입도기준을 참고하여 골재 맞물림과 최소 골재간극률을 확보하기 유리한 입도를 제시하였다. 제시된 입도의 검증을 위해 골재 입도특성지표인 입도비(GR)와 골재다짐밀도(CAD)를 사용하여 혼합물 물성과의 상관관계를 분석하였다. 골재 입도 및 다양한 특성을 반영할 수 있는 CAD 지표의 $R^2$가 0.86~0.99로 매우 높게 나타났다. CAD 지표를 이용하여 다양한 골재 입도를 검토한 결과 제시 입도기준이 마샬안정도와 VMA 등 배합설계 인자에 보다 안정적인 것으로 나타났다. 또한 균열저항성 향상을 위해 0.3 mm 이하 골재의 통과중량백분율을 10% 이상으로 제한함으로서 터프니스가 약 15% 향상되어 효과적임을 확인 할 수 있었다.

미세구조에 따른 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ 분리막의 산소투과 및 기계적 특성 (Oxygen Permeation and Mechanical Properties of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ Membrane with Different Microstructures)

  • 이시우;이승영;이기성;우상국;김도경
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.994-1000
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    • 2002
  • 고상 반응법을 통해 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ 페롭스카이트계 산소투과 분리막을 제조하였으며, 미세구조에 따른 산소투과 특성 및 기계적 특성을 고찰하였다. 분리막의 미세구조는 소결온도 및 소결 유지시간을 달리함으로써 조절하였으며, 미세구조에 따른 평균 입경 및 상대밀도의 변화를 평가하였다. 입계 분율의 감소에 따라 산소투과유속이 증가하는 경향을 나타내었으며, 본 연구에서 고찰한 소결조건 중에서는 1300${\circ}C$에서 10시간 유지하여 제조한, 상대밀도가 높고 비교적 입경이 조대한 분리막 시편의 경우, 최대 0.37 ml/$cm^2$${\cdot}$min의 산소투과유속이 특정되었다. 파괴강도는 소결체의 상대밀도에 의존적이었으며, 파괴인성은 결정립의 크기에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.

매크로 포타 섬유를 사용한 섬유 보강 콘크리트의 역학적 특성 평가 (Evaluation on Mechanical Properties of Organic of Fiber Reinforced Concrete Using Macro Forta Fiber)

  • 류화성;김득모;신상헌;유일환;조지민
    • 한국건축시공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.321-329
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    • 2017
  • 콘크리트는 반취성 재료로서 우수한 압축력을 갖는 소재이나 인장력은 취약한 단점이 있다. 이러한 콘크리트의 단점을 개선하기 위한 섬유 보강 콘크리의 사용은 효과적인 인성강화에 대한 효과적인 방안이 될 수 있으며, 휨인성에 취약한 구조체에는 강섬유 보강 콘크리트를 사용함으로 성능을 개선하고 있다. 그러나 강섬유의 부식과 시공성 저하의 문제로 인해 대체 소재의 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 확산성이 우수한 매크로 포타섬유를 사용한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트의 특성과 물리적 특성 및 건조수축 특성을 평가함으로 강섬유의 대체 가능성을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 매크로 포타섬유는 강섬유 보강 콘크리트와 비교하였을 때 유동성 향상 및 역학적 성능이 우수한 것으로 나타났다. 매크로 포타 섬유를 사용한 콘크리트의 균열 저항성 부분에서도 강섬유 보강 콘크리트에 비하여 구조적인 균열과 건조 수축 저항성을 개선하는데 효과적인 것을 확인하였다.

도계처리 전후의 환경온도가 계육의 생화학적 대사 및 연도에 미치는 영향 (Effect of Antemortem and Postmortem Environmental Temperatures on Biochemical Metabolism and Tenderness in Chicken Muscels)

  • 이유방
    • 한국가금학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.24-30
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    • 1979
  • 1. 도살전의 환경온도(38$^{\circ}C$, 2$0^{\circ}C$, 4$^{\circ}C$, -2$0^{\circ}C$)가 닭 가슴고기의 연도와 근육내 해당작용에 미치는 영향을 연구하였다. 고온구는 현저하게(p<0.05) 계육의 연도를 저하시켰고 저온구도 다소 연도의 저하를 초래하였다. 고온구는 대조구보다 근육내 glycogen의 함량과 최초 Ph가 높았고 24시간후의 최종 PH는 현저하게 (P<0.05) 낮았다. 저온구는 대조구와 고온구 사이의 중간수치를 보여주었다. 고기의 절단력(즉 연도)와 근육내 glycogen 함량, 최초 및 최종 근육 산도(PH) 간에는 현저하게 (p<0.01) 높은 상관관계를 나타냈고 사후 해당속도와 가열처리후의 고기의 수화도 역시 유의한(p<0.05) 상관관계를 보여 주었다. 근육 혹은 혈청내의 효소(LDH, CPK)의 활력과 고기 연도와는 아무런 상관관계가 없었다. 2. 도살후 가슴고기와 다리고기를 절취하여 각각 다른 보존온도에 방치하여 근섬유의 단축도를 조사하였던 바 4-1$0^{\circ}C$ 사이에서 가장 낮은 단축도를 보여주었다. $0^{\circ}C$에서 보존시 약간의 단축이 있었으나 현저하지 않았고 보존온도가 2$0^{\circ}C$ 이상일 때 온도상승에 따라 비례적으로 단축도의 급격한 증가를 보여주었다. 따라서 계내에서는 저온보다는 고온에서의 근섬유단축이 더 실제적인 중요성을 가지며 도계후 가급적 속히 15$^{\circ}C$이하로 냉각하므로 심한 연도의 저하를 방지할 수 있다.

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발효시간에 따른 동충하초 첨가 증편의 품질특성 (Quality Characteristics of Jeungpyun Added Paecilomyces japonica Powder according to Fermentation Time)

  • 박금순;박어진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.1703-1708
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    • 2004
  • 전통증편에 영양강화와 이용도를 확대시킬 목적으로 눈꽃 동충하초 증편을 제조하여 발효시간별 품질특성을 조사하였다. 발효시간을 달리 하여 제조한 동충하초 첨가 증편의 반죽의 부피변화는 발효전보다 발효 3시간과 2차 발효 30분의 부피가 더 증가하였으며 발효가 더욱 진행될수록 부피는 감소하였다. pH는 발효 전 pH 5.1로 발효가 진행될수록 감소하였으며 수분은 발효시간이 길어질수록 증가하였다 색도는 명도와 황색도는 1차 발효 후의 증편이 가장 높았으며 발효시간이 길어질수록 낮았다. 기계적 texture측정에서 견고성은 2차 발효 90분 후의 증편이 가장 높았으며 껌성과 부서짐성도 발효시간이 경과할수록 높아지는 경향을 보였다. 주사전자현미경 의 표면구조 관찰에서는 2차 발효 시간이 길어질수록 스폰지상의 조직이 파괴되어 기공이 뚜렷하게 나타나지 않았다. 관능검사에서 색의 강도는 2차 발효가 진행될수록 색의 강도가 강하다고 평가하였으며 단단한 정도, 질긴 정도, 쓴맛은 발효시 간이 길어질수록 높게 나타났다. 전반적인 기호도는 1차 발효만을 실시한 증편과 30분동안 2차 발효를 한 증편이 가장 좋은 선호도를 보여 동충하초 첨가 증편의 발효시간은 3$0^{\circ}C$에서 1차 발효 3시간 후와 35$^{\circ}C$에서 2차 발효 30분이 최적 발효조건임을 확인할 수 있었다.

합성경량골재(SLA)를 사용한 경량콘크리트의 파괴, 역학적 특성 및 내구성 (The Fractural-Mechanical Properties and Durability of Lightweight Concrete Using the Synthetic Lightweight Aggregate)

  • 조병완;박승국;박종빈;데니엘 C. 젠슨
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.19-25
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    • 2005
  • 폐플라스틱과 fly ash를 건설분야에서 재활용하는 것은 환경오염의 방지와 함께 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 각종 환경규제 속에 대처할 수 있는 훌륭한 방안이다. 본 연구에서는 $12\%$ 탄소를 함유한 fly-ash와 폐플라스틱를 이용하여 합성경량골재를 제작하였다. 최대치수 9.5mm의 골재는 fly ash 함유량을 $0\%$, $35\%$, $80\%$ 으로 제조하였다. 팽창 점토 경량 골재와 보통 중량 골재를 비교군으로 사용하였다. 골재의 입도, 비중, 흡수율을 실험하였으며 골재종류별로 다섯 변수의 콘크리트 공시체를 제조하였다. 합성경량골재 콘크리트의 특성을 파악하기 위하여 밀도, 압축강도, 탄성계수, 할렬인장강도, 파괴인성, 파괴 에너지등을 구하였다. 또한 콘크리트 내구성을 알 수 있는 표면박리 저항성 실험을 하였다. 실험결과 압축강도와 인장강도는 보통중량 골재와 일반적인 점토 경량골재를 사용한 콘크리트 보다 합성경량골재의 경우가 더 낮았으나 상대적으로 우수한 파괴특성을 나타내었다. 합성경량골재 콘크리트는 상대적으로 낮은 압축 탄성계수를 가졌으나 높은 연성을 나타내었다. 합성경량골재의 av ash 함유량이 증가함에 따라, 콘크리트의 모든 특성이 향상되었다. fly ash 함유량 $80\%$의 합성경량 골재를 사용한 콘크리트가 표면박리 저항성이 가장 우수하였다.