• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.854-867
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• 2014

지속적인 유가의 상승에 따라 국제 석유 자본들의 유전개발에 대한 투자가 활발하고 지속적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 최근 5년 동안(2008~2013)에 인도된 드릴쉽(drill-ship)은 67척으로 그 이전 30년 동안에 인도된 척수의 두 배에 이른다. 그리고 최근에는 3,000 m 내외의 심해유전 개발이 증가하고 있다. 이에 따라 시추 장비와 시스템이 대형화 추세에 있으며, 이들의 운전을 위한 디젤발전기의 용량이 증가하였다. 디젤발전기 용량은 일반 상선과는 달리 고출력 및 고전압이 요구되며, 이를 충족시키기 위하여 V-type 320 mm 실린더 내경의 고출력 엔진에 대한 수요가 증가하게 되었다. 드릴쉽의 경우 일반 상선 대비 선박건조 기간이 길어짐에 따라 커미셔닝 기간 중 장시간 저 부하 운전이 불가피하여 엔진 윤활유 관리의 중요성이 대두되었다. 최근에는 선박인도 전 크랭크핀에 캠마모(Cam wear)와 같은 이상마모가 발생하였으며 시리즈 호선 및 관련 호선들에 대한 크랭크핀의 전수 검사 결과 정도의 차이가 있었으나 모두 크랭크핀에 이상마모가 발생한 것이 확인되었다. 본 논문은 실제 호선에 적용된 엔진 크랭크핀의 이상마모 발생 원인에 대해 이상마모 메커니즘 분석과 실증결과 분석을 통하여 재발방지를 위한 대책 방안에 대하여 논하였다.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.237-244
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• 2013

엔진오일은 다양한 내연기관의 윤활을 위한 가장 기본적인 윤활제이다. 최근 자동차사 및 엔진오일 제조사 등은 엔진오일의 교환주기를 15000~20000 km를 권장하고 있는 반면, 대부분의 정비관련업자 및 운전자들은 엔진오일의 성능진보와는 별개로 관습적으로 매5000 km 마다 엔진오일을 교환권유 또는 인식하고 있다. 빈번한 엔진오일의 교환은 폐엔진오일로 인한 환경오염과 차량 유지비 등의 증가요인으로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 신유와 실제 운행조건의 차량을 활용하여 5000 km, 10000 km를 각각 주행한 후 회수된 사용엔진오일의 다양한 물성으로 인화점, 유동점, 동점도, 저온겉보기점도, 전산가, 4구식 내마모시험 및 금속분을 조사 분석하였다. 결과적으로 사용엔진오일은 신유에 비해 전산가, 마모흔, 철과 구리 성분 증가가 다소 관찰되었지만, 주행거리별 사용엔진오일의 물성 및 금속분 변화는 거의 유사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.692-696
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• 2017

프레스 부품의 형상은 고객 요구와 공정단축 및 비용절감으로 점점 복잡하게 변하고 있다. 또한 프레스공정은 많은 인자의 영향으로 양산 중에도 안정성이 수시로 변하고 있다. 공정의 안정성을 확보하는 데는 형상, 소재, 프레스, 금형 및 윤활에 대한 사전 연구가 충분히 되어 허용된 공차 안에서 재현성이 구현되는 공정을 수립해야 한다. 하지만 예측하지 못한 공정인자들의 변화는 양산라인 정지와 생산계획에 차질을 현장에서 야기 시키고 있다. 이에 프레스금형에 센서를 적용해 실시간 공정을 모니터링 할 수 있는 방법을 본 논문에선 소개한다. 비접촉식으로 판재의 흐름을 측정하는 센서와 그 중 양산에 적용 가능성이 높은 광학센서를 사용한 실험 사례를 제시했다. 원통드로잉금형에 광학센서를 설치해 소재, 블랭크홀더힘, 드로잉비를 변화시키며 센서의 사용 가능성을 테스트했다. 또한 각통드로잉 금형을 사용해 국부적으로 다른 판재의 흐름을 정량화 했고 측정값이 소재의 연신에 의해 드로잉 깊이보다 항상 작다는 것을 정량적으로 측정하였다. 마지막으로 프레스 금형에 센서를 접목시켜 사용할 수 있는 분야에 대해 제안을 하였다. 원가절감에 대한 Needs가 지속적으로 증가하고 이를 통해 글로벌 금형경쟁력을 확보해야하는 시점에 기여가 되었으면 한다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.533-540
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• 2018

그래핀은 표면 에너지가 낮고 원자단위의 얇은 물질로서 다양한 소재의 표면에 코팅시키거나 윤활제에 분산시켜 접착력과 마찰을 줄여주는 우수한 윤활유 첨가제로 보고되고 있다. 본 연구에서는 산화 그래핀 나노시트를 세 가지 종류의 염화알킬(butyl chloride, octyl chloride 및 tetradecyl chloride)을 이용하여 액체 윤활제 첨가제용 기능화 산화 그래핀(alkyl functionalized GO, FGO)을 제조하였다. 제조한 기능화 산화 그래핀의 화학적 및 구조적 특성은 Fourier transform infrared (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, scanning electron microscope (SEM), and transmission electron microscope (TEM)으로 분석하였다. 제조한 기능화 산화 그래핀은 PAO-0W40 오일에 0.02 wt%의 농도로 분산시켰으며, 트라이볼로지적 특성을 high frequency friction/wear tester로 분석한 결과, FGO-14이 첨가된 PAO-0W40 오일은 ball-on-disk의 직선왕복운동 하에서 기유에 비해 ~5.88%의 마찰계수와 ~3.8%의 마모 트랙 폭을 감소시킴으로써 내마모성이 향상됨을 확인하였다. 본 연구에서는 산화 그래핀의 성공적인 기능화와 더불어 다양한 탄화수소사슬 길이에 따른 분산 안정성 및 트라이볼로지적 특성의 향상을 입증하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제42권1호
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• pp.26-33
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• 2009

Recently ultra-supercritical steam power plants operate at $1000^{\circ}F$ ($538^{\circ}C$) and 3500 psi (24.1 MPa). Thermal efficiency of power plant will be increased about 2% if steam temperature increases from $1000^{\circ}F$ to $1150^{\circ}F$ ($621^{\circ}C$). In this study valve materials Incoloy901 (IC901) and Inconel718 (IN718) were nitrided to improve the surface hardness and solid lubrication function of the valve materials. The hardness of both IC901 and IN718 increased about two times by ion nitriding. IC901, IN718 and their nitrided specimens were corroded under ultra super-critical condition (USC) of $621^{\circ}C$. and 3600 psi (24.8 MPa) for 2000 hours. Oxidations of both IC901 and IN718 were very small due to the formation of protective oxide layer on the surface. But the corrosion resistance of both nitrided specimens decreased because of the formation of non-protective nitride layer of $Fe_{4}N$, $Fe_{2}N$ and CrN on the surface layer. The hardness of both nitrided IC901 and IN718 at $20{\mu}m$ depth from the surface decreased about 30% and 20% respectively by USC 2000 hours.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.77-77
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• 2017

Titanium and its alloys offer attractive properties in a variety of applications. These are widely used for the field of biomedical implants because of its good biocompatibility and high corrosion resistance. Titanium anodizing is often used in the metal finishing of products, especially those can be used in the medical devices with dense oxide surface. Based on SAE/AMS (Society of Automotive Engineers/Aerospace Material Specification) 2488D, it has the specification for industrial titanium anodizing that have three different types of titanium anodization as following: Type I is used as a coating for elevated temperature forming; Type II is used as an anti-galling coating without additional lubrication or as a pre-treatment for improving adherence of film lubricants; Type III is used as a treatment to produce a spectrum of surface colours on titanium. In this study, we have focused on Type II anodization for the medical (dental and orthopedic) application, the anodized surface was modified with gray color under alkaline electrolyte. The surface characteristics were analyzed with Focused Ion Beam (FIB), Scanning Electron Microscopy (SEM), surface roughness, Vickers hardness, three point bending test, biocompatibility, and corrosion (potentiodynamic) test. The Ti-6Al-4V alloy was used for specimen, the anodizing procedure was conducted in alkaline solution (NaOH based, pH>13). Applied voltage was range between 20 V to 40 V until the ampere to be zero. As results, the surface characteristics of anodic oxide layer were analyzed with SEM, the dissecting layer was fabricated with FIB method prior to analyze surface. The surface roughness was measured by arithmetic mean deviation of the roughness profile (Ra). The Vickers hardness was obtained with Vickers hardness tester, indentation was repeated for 5 times on each sample, and the three point bending property was verified by yield load values. In order to determine the corrosion resistance for the corrosion rate, the potentiodynamic test was performed for each specimen. The biological safety assessment was analyzed by cytotoxic and pyrogen test. Through FIB feature of anodic surfaces, the thickness of oxide layer was 1.1 um. The surface roughness, Vickers hardness, bending yield, and corrosion resistance of the anodized specimen were shown higher value than those of non-treated specimen. Also we could verify that there was no significant issues from cytotoxicity and pyrogen test.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.75-84
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• 2003

본 연구의 목적은 가압주조법에 의해 제조된 Saffil/Al, Saffil/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al, Saffil/SiC/Al 과 같은 혼합금속 복합재료의 마모 물성을 조사하고자 하는 것이다. 마모 시험은 건조와 윤활상태 하에서 pin-on-disk 형태의 마모 시험기로 수행되었다. 세가지 금속복합재료의 마모 물성시험에서 Saffil섬유, $\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$입자, SiC입자의 효과들을 조사하였다. 마모 메커니즘은 복합재료의 마모된 표면들을 관찰하여 분석하였다. 마모과정 동안 마찰계수(COF)의 변화는 컴퓨터에서 자동적으로 기록되었으며, 건조 조건에서 Saffi1/SiC/Al은 고온과 높은 하중 하에서 가장 좋은 마모 저항을 보여주었다. 한편 Saffil/ Al과 Saffi1/$\textrm{Al}_2\textrm{O}_3$/Al의 마모 저항은 비슷한 결과를 보였다. 건조조건에서 적당한 하중과 상온에서 지배적인 마모 메커니즘은 연삭 마모이며, 하중이나 온도가 증가함에 따라 응착마모로 변화되며, 고온에서는 융착마모를 나타내었다. 건조 상태에서 세가지 복합재료를 비교시 액체 파라핀에 의한 윤활시험시 마모 특성이 가장 좋은 결과를 나타내었다. 윤활조건에서는 Saffil/Al복합재료가 가장 좋은 마모 저항성을 보였으며, 이 경우 마찰계수도 가장 작게 나타났다. 윤활 조건에서 금속복합재료의 주요 마모 메커니즘은 microploughing 이었으나, microcracking 역시 다른 정도에서는 미소 균열도 발생한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.404-410
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• 1989

본 연구에서는 공업용 세라믹(요업재료등)으로 개발된 것 중에서 가장 마찰특성이 우수할 것으로 간주되고 있는 SiC, Si$_{3}$N$_{4}$와 ZrO$_{2}$ 의 건조 및 윤활마찰특성과 금속과의 마찰특성을 실험적으로 밝히려 한다.

• 한국유변학회:학술대회논문집
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• 한국유변학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.81-84
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• 2006

Slot coating process, in continuous and patch modes, has been applied for the many precise coating products, e.g., flat panel displays and second batteries. However, manufacturing uniform coating products is not a trivial task at high-speed operations because various flow instabilities or defects such as leaking, bubbles, ribbing, and rivulets are frequently observed in this process. It is no wonder, therefore, that many efforts to understand the various aspects of dynamics and coating windows of this process have been made both in academia and industry. In this study, as the first topic, flow dynamics within the coating bead in slot coating process has been investigated using the one-dimensional viscocapillary model by lubrication approximation and two-dimensional model by Flow-3D software. Especially, operability windows in both 1D and 2D cases with various slot die lip designs have been successfully portrayed. Also, effects of process conditions like viscosity and coating gap size on slot coating window have been analyzed. Also, some experiments to find minimum coating thickness and coating windows have been conducted using slot die coater implemented with flow visualization device, corroborating the numerical results. As the second topic, flow dynamics of both Newtonian and Non-Newtonian fluids in patch or pattern slot coating process, which is employed in manufacturing IT products such as secondary batteries, has been investigated for the purpose of optimal process designs. As a matter of fact, the flow control in this system is more difficult than in continuous case because od its transient or time-dependent nature. The internal die and die lip designs for patterned uniform coating products have been obtained by controlling flow behaviors of coating liquids issuing from slot. Numerical simulations have been performed using Fluent and Flow-3D packages. Flow behavior and pressure distribution inside the slot die has been compared with various die internal shapes and geometries. In the coating bead region, efforts to reduce irregular coating defects in head and tail parts of one patterned coating unit have been tried by changing die lip shapes. It has been concluded that optimal die internal design gas been developed, guaranteeing uniform velocity distribution of both Newtonian and shear thinning fluids at the die exit. And also optimal die lip design has been established, providing the longer uniform coating layer thickness within one coating unit.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2001년도 제33회 춘계학술대회 개최
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• pp.162-177
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• 2001

분자구조가 서로 다른 7종의 폴리올에스터 오일에 대한 가수분해속도가 측정되었다. 사용된 폴리올에스터는 2가 및 4가의 다가알콜과 서로 다른 탄소수의 직쇄 흑은 분기지방산으로 합성된 다가에스터 화합물이며, 이들의 가수분해반응은 p-톨루엔설폰산을 촉매로 사용하는 온건한 산성조건하에서 수행되었다 폴리올에스터 오일의 가수분해과정에서 생성되 는 부분에스터와 다가알콜 및 지방산 등의 구조가 확인되었고 반응시간의 경과에 따른 가수분해 생성물들의 농도가 측정되었다. 각 반응단계의 속도상수는 속도식과 실험적으로 얻은 각 화합물들의 농도로부터 최소제곱법에 의해 구하였고, 얻어진 가수분해 속도상수가 서로 비교되었다. 폴리올에스터 오일의 가수분해 속도는 지방산의 분자구조에 가장 크게 영향을 받는다. 즉, 직쇄지방산에 의한 폴리올에스터 오일은 분기지방산에 의한 폴리올에스터 오일보다 가수분해속도가 매우 마르며, 분기지방산에 의한 폴리을에스터 오일 중에서는 가지사슬의 모양과 위치가 가수분해속도에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 본연구에서 사용된 7종의 폴리올에스터 오일에 대한 가수분해속도는 물분자가 폴리올에스터 오일의 카르보닐 탄소를 공격할 때 인접한 가지사슬에 의한 입체장애효과를 비교함으로써 효과적으로 설명할 수 있다.