• 제목/요약/키워드: interfacial analysis

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Determination of Layer Thickness of A/B Type Multilayer Films in SIMS Depth Profiling Analysis

  • Hwang, Hyun-Hye;Jang, Jong-Shik;Kang, Hee-Jae;Kim, Kyung-Joong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.231-231
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    • 2012
  • Correct determination of the interface locations is critical for the calibration of the depth scale and measurement of layer thickness in SIMS depth profiling analysis of multilayer films. However, the interface locations are difficult to determine due to the unwanted distortion from the real ones by the several effects due to sputtering with energetic ions. In this study, the layer thicknesses of Si/Ge and Si/Ti multilayer films were measured by SIMS depth profiling analysis using the oxygen and cesium primary ion beam. The interface locations in the multilayer films could be determined by two methods. The interfaces can be determined by the 50 at% definition where the atomic fractions of the constituent layer elements drop or rise to 50 at% at the interfaces. In this method, the raw depth profiles were converted to compositional depth profiles through the two-step conversion process using the alloy reference relative sensitivity factors (AR-RSF) determined by the alloy reference films with well-known compositions determined by Rutherford backscattering spectroscopy (RBS). The interface locations of the Si/Ge and Si/Ti multilayer films were also determined from the intensities of the interfacial composited ions (SiGe+, SiTi+). The determination of the interface locations from the composited ions was found to be difficult to apply due to the small intensity and the unclear variation at the interfaces.

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기능성 오일을 함유하는 폴리우레탄 마이크로캡슐의 제조 및 분석 (Preparation and Characterization of Polyurethane Microcapsules Containing Functional Oil)

  • 김인회;서재범;김영준
    • 폴리머
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    • 제26권3호
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    • pp.400-409
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    • 2002
  • 기능성 오일 (citronella oil)을 함유하는 폴리우레탄 마이크로 캡슐을 계면중합을 이용하여 tolulene 2,4-diisocyanate (TDI)와 ethylene glycol (EG)로부터 제조하였으며 제조된 마이크로캡슐을 적외선분광분석, 자외선분광분석, 입도분석기, 열중량측정기, 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다. 마이크로캡슐의 제조시 이용된 분산제의 농도 및 교반속도와 같은 변수가 제조된 마이크로캡슐의 입자크기 및 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 적외선분광분석을 통해 citronella 오일이 성공적으로 캡슐화되었음을 알 수 있었고 열중량측정으로 마이크로캡슐은 약 $220^{\circ}C$ 정도까지 안정함을 알 수 있었다. 마이크로캡슐을 메탄올 용매에 넣어 캡슐 속의 citronella 오일의 방출거동을 자외선분광분석을 통해 조사하였다. Citronella 오일의 방출양은 캡슐 제조 시 적용된 교반속도 및 분산제의 농도를 증가시킴에 따라 증가하였다. Citronella 오일을 함유하는 마이크로캡슐은 우수한 방충효과를 나타내었다.

횡하중을 받는 SiC/Ti-15-3 MMC 복합재 계면영역에서의 탄소성 응력장분포거동(II) (Elastic-Plastic Stress Distributions Behavior in the Interface of SiC/Ti-15-3 MMC under Transverse Loading(II))

  • 강지웅;권오헌
    • 한국안전학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.26-31
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    • 2005
  • The strong continuous fiber reinforced metal matrix composites (MMCs) are recently used in aerospace and transportation applications as an advanced material due to its high strength and light weight. Unidirectional fiber-metal matrix composites have superior mechanical properties along the longitudinal direction. However, the applicability of continuous fiber reinforced MMCs is somewhat limited due to their relatively poor transverse properties. Therefore, the transverse properties of MMCs are significantly influenced by the properties of the fiber/matrix interface. In order to be able to utilize these MMCs effectively and with safety, it must be determined their elastic plastic behaviors at the interface. In this study, the interfacial stress states of transversely loaded unidirectional fiber reinforced metal matrix composites investigated by using elastic-plastic finite element analysis. Different fiber volume fractions $(5-60\%)$ were studied numerically. The interlace was treated as three thin layer (with different properties) with a finite thickness between the fiber and the matrix. The fiber is modeled as transversely isotropic linear-elastic, and the matrix as isotropic elastic-plastic material. Using proposed model, the effects of the interface region and fiber arrangement in MMCs on the distributions of stress and strain are evaluated. The stress distributions of a thin multi layer interface have much less changes compared with conventional perfect interface. The analyses were based on a two-dimensional generalized plane strain model of a cross-section of an unidirectional composite by the ANSYS finite element analysis code.

링 압축시험과 유한요소해석을 이용한 미세성형 공정에서의 마찰특성에 관한 연구 (A Study of Friction in Microfoming Using Ring Compression Tests and Finite Element Analysis)

  • 김홍석;김긍록
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1471-1478
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    • 2010
  • 미세성형 공정은 마이크로 크기의 부품 생산에 있어 다양한 재료의 활용, 높은 생산성, 적은 재료의 손실, 고품질 생산을 실현할 수 있는 방법으로 최근 산업계와 학계의 많은 주목을 받고 있다. 하지만 매크로 성형에서 마찰거동을 묘사하기 위한 기존의 모델들은 미세성형에서 많은 오차를 유발하는 것으로 알려져 있다. 따라서 미세성형 공정의 성공적인 개발과 실용화를 위해서는 마찰거동의 크기효과에 대한 심도 있는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 크기의 알루미늄 및 황동 재료를 대상으로 링 압축시험을 실시하여 소재의 크기에 대한 마찰거동의 크기효과를 고찰하였다. 유한요소해석을 이용하여 링 압축 시 접촉면의 마찰력이 링 시편의 변형특성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 미끄럼선장 모델링과 상계해석을 응용한 마찰모델을 활용하여 미세성형에서의 마찰거동 특성을 이론적으로 설명하였다.

Modeling of RC shear walls strengthened by FRP composites

  • Sakr, Mohammed A.;El-khoriby, Saher R.;Khalifa, Tarek M.;Nagib, Mohammed T.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제61권3호
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    • pp.407-417
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    • 2017
  • RC shear walls are considered one of the main lateral resisting members in buildings. In recent years, FRP has been widely utilized in order to strengthen and retrofit concrete structures. A number of experimental studies used CFRP sheets as an external bracing system for retrofitting of RC shear walls. It has been found that the common mode of failure is the debonding of the CFRP-concrete adhesive material. In this study, behavior of RC shear wall was investigated with three different micro models. The analysis included 2D model using plane stress element, 3D model using shell element and 3D model using solid element. To allow for the debonding mode of failure, the adhesive layer was modeled using cohesive surface-to-surface interaction model at 3D analysis model and node-to-node interaction method using Cartesian elastic-plastic connector element at 2D analysis model. The FE model results are validated comparing the experimental results in the literature. It is shown that the proposed FE model can predict the modes of failure due to debonding of CFRP and behavior of CFRP strengthened RC shear wall reasonably well. Additionally, using 2D plane stress model, many parameters on the behavior of the cohesive surfaces are investigated such as fracture energy, interfacial shear stress, partial bonding, proposed CFRP anchor location and using different bracing of CFRP strips. Using two anchors near end of each diagonal CFRP strips delay the end debonding and increase the ductility for RC shear walls.

정적법을 이용한 Mg-Al계 합금과 순수 Ti의 고온 젖음현상 및 Al계면에서의 정합성에 미치는 영향 (Effects of Mg-Al Alloy and Pure Ti on High Temperature Wetting and Coherency on Al Interface Using the Sessile Drop Method)

  • 한창석;김우석
    • 한국재료학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.38-42
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    • 2021
  • In this study, high temperature wetting analysis and AZ80/Ti interfacial structure observation are performed for the mixture of AZ80 and Ti, and the effect of Al on wetting in Mg alloy is examined. Both molten AZ80 and pure Mg have excellent wettability because the wet angle between molten droplets and the Ti substrate is about 10° from initial contact. Wetting angle decreases with time, and wetting phenomenon continues between droplets and substrate; the change in wetting angle does not show a significant difference when comparing AZ80-Ti and Mg-Ti. As a result of XRD of the lower surface of the AZ80-Ti sample, in addition to the Ti peak of the substrate, the peak of TiAl3, which is a Ti-Al intermetallic compound, is confirmed, and TiAl3 is generated in the Al enrichment region of the Ti substrate surface. EDS analysis is performed on the droplet tip portion of the sample section in which pure Mg droplets are dropped on the Ti substrate. Concentration of oxygen by the natural oxide film is not confirmed on the Ti surface, but oxygen is distributed at the tip of the droplet on the Mg side. Molten AZ80 and Ti-based compound phases are produced by thickening of Al in the vicinity of Ti after wetting is completed, and Al in the Mg alloy does not affect the wetting. The driving force of wetting progression is a thermite reaction that occurs between Mg and TiO2, and then Al in AZ80 thickens on the Ti substrate interface to form an intermetallic compound.

폐지 용액화물로부터 성분분리 및 분석 (The Analysis and Isolation of Component from Liquefied Wastepaper)

  • 장준복;양재경;임부국;이종윤
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제32권1호
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    • pp.9-16
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    • 2004
  • 본 연구는 폐지로부터 용액화물을 제조하고, 제조된 용액화물의 성분 분리 및 성상분석을 통해 용액화물의 효율적인 이용방안을 위한 기초자료 제공에 그 연구 목적이 있다. 폐지의 액화에 있어 건식해리된 폐지보다 습식해리된 폐지의 액화가 비교적 용이하였으며, 이러한 이유는 습식해리된 폐지의 약품 침투가 비교적 용이하기 때문으로 판단된다. 폐지의 최적 액화조건은 폐지 1 g에 대해 크레졸 2 ㎖, 물 4 ㎖, 인산 0.5 ㎖로 첨가하여 190℃에서 60분간 액화 시킨 조건이 가장 우수하였다. 폐지 액화물 중 리그닌은 용제인 크레졸 층으로, 탄수화물은 수층으로 용해되어 각각 분리되며, 두 성분의 분리·회수는 비교적 용이하였다. 액화 폐지 중의 리그닌은 80% 이상 회수되었고, 회수된 리그닌의 분자량은 1,000 정도의 저분자량을 나타냈었다.

액상소석회를 이용한 SWRO 생산수의 부식제어 연구 (Research of Corrosion Control Technology for the Product Water of SWRO(Seawater Reverse Osmosis) by using liquid lime)

  • 김민철;황규원;우달식;윤석민;곽명화
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.529-536
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    • 2011
  • 본 연구는 수돗물과 SWRO 생산수의 수질 특성을 분석하여 SWRO 생산수가 지닌 강한 부식성을 확인하였으며, 이를 근거로 해수담수화 시설의 유지관리 및 부식제어를 목표로 진행되었다. 연구 초기 과정에서는 철 시편(mild steel coupon)에 대한 회분식 실험(Batch test)과 전기화학 실험을 통해 수돗물과 SWRO 생산수의 부식성을 비교하였다. SWRO 생산수의 부식성 제어를 위한 수단으로써 액상소석회(liquid lime, $Ca(OH)_2$)와 이산화탄소(Carbon Dioxide, $CO_2$)를 주입하는 방법과 액상소석회와 인산염계 부식억제제(Phosphate Corrosion Inhibitor, $P_2O_5$)의 조합에 이산화탄소를 주입하는 두 가지 방법을 비교하였다. 실험을 통한 각 수질의 평가는 부식성 평가 지수인 LSI(Langelier Saturation Index)를 통해 비교하였고 그 결과를 통해 액상소석회와 인산염계 부식억제제의 최적 주입량을 선정하여 모의배관 실험(Loop system test)에 적용하였다. 모의배관 운전 평가 후 장착된 금속배관(steel pipe)은 내부의 스케일에 대한 기기분석(SEM, EDX, XRD) 평가를 수행하여 형성물의 주성분과 산화상 및 원소 함류량을 비교 할 수 있었다. 실험 결과, SWRO 생산수에 부식제어기술을 적용하지 않은 대조군과 비교하여 적정량의 단일 액상소석회를 주입한 경우 평균 97.4%의 높은 부식억제 효과를 나타내었고, 액상소석회 와 부식억제제 조합이 주입된 경우 평균 90.9%의 부식억제 효과를 나타냈다. 모의배관 실험 과정 중 금속배관 내부에 형성된 스케일은 대조군의 경우 주로 철 산화물인 반면, 실험군의 경우 탄산칼슘($CaCO_3$) 피막이 형성되어 부식방지에 효과적임을 확인하였다.

복합레진 적층계면에서 oxygen inhibition의 영향에 관한 연구 (THE EFFECT OF OXYGEN INHIBITION ON INTERFACIAL BONDING BETWEEN COMPOSITE RESIN LAYERS)

  • 최수미;박재홍;최성철;김광철;최영철
    • 대한소아치과학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.298-307
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    • 2010
  • 복합레진의 적층계면에서 산소억제층(oxygen inhibition layer:이하 OIL)의 영향을 연구하기 위해, 아크릴릭 몰드(하층) 에 복합레진의 shade A3를 충전한 후 표면의 조건을 달리하여 중합하였으며 상층은 shade A1으로 충전하고 중합하였다. 대조군(OIL 존재), 1군(OIL 형성억제), 2군(OIL 형성억제+레진표면의 미반응 모노머 제거), 3군(가압하에 중합), 4군(열중합), 5군(시효처리), 6군(시효처리+본딩제 도포)로 하층의 계면조건을 다르게 하였다. 전단결합강도와 파절양상, 전환률을 분석하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 전단결합강도 측정 결과 대조군과 제 1군 사이에 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 2. 제 2군은 대조군과 1군에 비해 낮은 결합강도를 보였다(p<0.05). 3. 제 3군은 가장 높은 결합강도를 보인 반면, 4군은 가장 낮은 결합강도를 보였다. 4. 6군은 5군보다 두 배 정도 높은 결합강도를 보였다. 5. 대조군과 1군 및 3군에서는 주로 응집성 복합레진파절이 일어난 반면 2군, 4군, 5군과 6군에서는 주로 접착성 계면파절이 일어났다. 6. FTIR로 전환률을 측정한 결과 2군에서는 50.55%로 가장 높았고, 대조군에서는 가장 낮았다(p<0.05). 전단결합강도와 전환률의 결과로 보아, OIL은 복합레진 계면의 결합에 필수적인 요인은 아니며, 표층의 미반응 모노머가 결합강도에 영향을 미치는 것으로 보인다. 향후 계면 결합강도에 영향을 미칠 수 있는 미반응 모노머의 정량적인 분석을 통한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

Dynamic characteristics analysis of partial-interaction composite continuous beams

  • Fang, Genshen;Wang, Jingquan;Li, Shuai;Zhang, Shubin
    • Steel and Composite Structures
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    • 제21권1호
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    • pp.195-216
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    • 2016
  • The dynamic characteristics of continuous steel-concrete composite beams considering the effect of interlayer slip were investigated based on Euler Bernoulli's beam theory. A simplified calculation model was presented, in which the Mode Stiffness Matrix (MSM) was developed. The natural frequencies and modes of partial-interaction composite continuous beams can be calculated accurately and easily by the use of MSM. Proceeding from the present method, the natural frequencies of two-span steel-concrete composite continuous beams with different span-ratios (0.53, 0.73, 0.85, 1) and different shear connection stiffnesses on the interface are calculated. The influence pattern of interfacial stiffness on bending vibration frequency was found. With the decrease of shear connection stiffness on the interface, the flexural vibration frequencies decrease obviously. And the influence on low order modes is more obvious while the reduction degree of high order is more sizeable. The real natural frequencies of partial-interaction continuous beams commonly used could have a 20% to 40% reduction compared with the fully-interaction ones. Furthermore, the reduction-ratios of natural frequencies for different span-ratios two-span composite beams with uniform shear connection stiffnesses are totally the same. The span-ratio mainly impacts on the mode shape. Four kinds of shear connection stiffnesses of steel-concrete composite continuous beams are calculated and compared with the experimental data and the FEM results. The calculated results using the proposed method agree well with the experimental and FEM ones on the low order modes which mainly determine the vibration properties.