• 제목/요약/키워드: microstructural damage

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On the laboratory investigations into the one-dimensional compression behaviour of iron tailings

  • Ismail A. Okewale;Matthew R. Coop;Christoffel H. Grobler
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권4호
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    • pp.437-447
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    • 2023
  • The failures of tailing dams have caused irreparable damage to human lives, assets and environment and this has ultimately resulted in great economic, social and environmental challenges worldwide. Due to this, investigation into mechanical behaviour of tailings has received some attention. However, the knowledge and understanding of mechanics of behaviour in iron tailings is still limited. This study investigates the mechanics of iron tailings from Nigeria considering grading, effects of fabric resulting from different sample preparations and the possibility of non-convergent behaviour. This was achieved by conducting series of one-dimensional compression tests in conjunction with index, microstructural, chemical and mineralogical tests. The materials are predominantly poorly graded, non-clayey and non-plastic. The tailings are characterised by angular particles with no obvious particle aggregations and dominated by silicon, iron, aluminium, haematite and quartz. The compression paths do not converge and unique normal compression lines are not found and this is an important feature of the transitional mode of behaviour. The behaviour of these iron tailings therefore depends on initial specific volume. The preparation methods also have effect on the compression paths of the samples. The gradings of the samples have an influence on the degree of transitional behaviour but the preparation methods do affect the degree of convergence. The transitional mode of behaviour in these iron tailings investigated is very strong.

Understanding the Pathophysiology and Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis and Neuromyelitis Optica Spectrum Disorders

  • Laura Cacciaguerra;Maria A. Rocca;Massimo Filippi
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제24권12호
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    • pp.1260-1283
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    • 2023
  • Magnetic resonance imaging (MRI) has been extensively applied in the study of multiple sclerosis (MS), substantially contributing to diagnosis, differential diagnosis, and disease monitoring. MRI studies have significantly contributed to the understanding of MS through the characterization of typical radiological features and their clinical or prognostic implications using conventional MRI pulse sequences and further with the application of advanced imaging techniques sensitive to microstructural damage. Interpretation of results has often been validated by MRI-pathology studies. However, the application of MRI techniques in the study of neuromyelitis optica spectrum disorders (NMOSD) remains an emerging field, and MRI studies have focused on radiological correlates of NMOSD and its pathophysiology to aid in diagnosis, improve monitoring, and identify relevant prognostic factors. In this review, we discuss the main contributions of MRI to the understanding of MS and NMOSD, focusing on the most novel discoveries to clarify differences in the pathophysiology of focal inflammation initiation and perpetuation, involvement of normal-appearing tissue, potential entry routes of pathogenic elements into the CNS, and existence of primary or secondary mechanisms of neurodegeneration.

Lidocaine과 dexamethasone 혼합용액의 근육내 주사 후 조직학적 변화 (Microstructural Changes after Intramuscular Injection of Lidocaine and Dexamethasone)

  • 장성민;이경은
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제30권1호
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    • pp.25-34
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    • 2005
  • 측두하악장애 및 구강안면통증 환자들 중 근막통증에 의한 기능제한이나 통증을 호소하는 경우를 흔히 볼 수 있다. 근막통증환자를 치료할 때 여러 가지 물리치료가 유용하지만, 즉각적인 통증완화효과를 나타내는 발통점주사요법이 근막통증의 치료로서 널리 적용되고 있다. 발통점주사요법에 흔히 사용하는 화학약제로 생리식염수, 국소마취제, 스테로이드 등이 있으며, 국소마취제는 근육에 대한 부작용이 보고되어 있어 사용상 주의가 필요하다. 이 연구는 상품화된 lidocaine과, dexamethasone 주사제의 혼합용액을 근육내 주사한 후 조직학적 변화를 관찰함으로써 근육에 대한 위해성 여부를 평가하고자 하였다. 또한 용액의 농도에 따라 각각 조직학적 변화를 관찰함으로써 위해성이 없는 적정한 농도를 제시하고자 하였다. 이 연구에서는 생후 9주된 BALB/c 생쥐 (자성) 63마리를 7군으로 분류하여, 앞정강근 (전경골근, tibialis cranialis) 에 각각 생리식염수, dexamethasone, 2.0% lidocaine, 생리식염수와 혼합한 1.0% lidocaine, 생리식염수와 혼합한 1.5% lidocaine, dexamethasone과 혼합한 1.0% lidocaine, dexamethasone과 혼합한 1.5% lidocaine을 주사하였다. 그 후 1일, 7일, 14일째에 희생시켜 실험부위를 절취한 후 조직절편을 만들어 HE염색과 Van-Gieson염색을 거쳐 광학현미경으로 관찰하여 다음의 결론을 얻었다. Lidocaine과 dexamethasone의 혼합용액을 근육내 주사하였을 때, lidocaine의 농도가 1.5% 이하인 경우 조직학적으로 유해하지 않았으며, 통증완화효과와 항염증작용을 동시에 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 향후 상기 혼합용액을 발통점주사요법의 약제로 사용할 경우, 인체에서도 동일한 결과가 나올 것인가에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다.

Determination of the linear elastic stiffness and hygroexpansion of softwood by a multilayered unit cell using poromechanics

  • Gloimuller, Stefan;de Borst, Karin;Bader, Thomas K.;Eberhardsteiner, Josef
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제5권3호
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    • pp.229-265
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    • 2012
  • Hygroexpansion of wood is a known and undesired characteristic in civil engineering. When wood is exposed to changing environmental humidity, it adsorbs or desorbs moisture and warps. The resulting distortions or - at restrained conditions - cracks are a major concern in timber engineering. We herein present a multiscale model for prediction of the macroscopic hygroexpansion behavior of individual pieces of softwood from their microstructure, demonstrated for spruce. By applying poromicromechanics, we establish a link between the swelling pressure, driving the hygroexpansion of wood at the nanoscale, and the resulting macroscopic dimensional changes. The model comprises six homogenization steps, which are performed by means of continuum micromechanics, the unit cell method and laminate theory, all formulated in a poromechanical framework. Model predictions for elastic properties of wood as functions of the moisture content closely approach corresponding experimental data. As for the hygroexpansion behavior, the swelling pressure has to be back-calculated from macroscopic hygroexpansion data. The good reproduction of the anisotropy of wood hygroexpansion, based on only a single scalar calibration parameter, underlines the suitability of the model. The multiscale model constitutes a valuable tool for studying the effect of microstructural features on the macroscopic behavior and for assessing the hygroexpansion behavior at smaller length scales, which are inaccessible to experiments. The model predictions deliver input parameters for the analysis of timber at the structural scale, therewith enabling to optimize the use of timber and to prevent moisture-induced damage or failure.

LPG 충전소와 탱크로리의 가스 이$\cdot$충전 접속장치 커플러용 6/4 단조 황동의 부식특성에 관한 연구 (Corrosion properties of the 6/4 forged brass for the coupler transferring LPG between tank lorry and LPG station)

  • 길성희;권정락;김지윤;도정만
    • 한국가스학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.14-21
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    • 2001
  • LPG를 이$\cdot$충전하는 접속장치 커플러의 손상기구를 조사하기 위하여 가스 충전소에서 장기간 사용한 커플러 및 부식 시험한 6/4 단조 황동의 미세 조직 및 부식생성물의 화학조성을 조사하였다. 커플러의 운전 중에 형성된 부식피막의 화학조성은 6/4 단조 황동의 합금 원소인 CU, Zn 이외에 주로 가스 또는 대기로부터 유입된 것으로 추정되는 S, C, O, Al, Si 등의 원소들이 검출되었다. 커플러의 미세 조직은 기지조직($\alpha$) 속에 석출상($\beta$)들이 불규칙하게 분산되어 있는 2상 구조를 이루고 있었으며, 납의 함량이 높은 커플러의 경우 충격강도가 낮게 나타났다. 6/4 단조 황동의 충격강도는 $10\%$ HCl 수용액과 Mattsson 용액의 부식 환경 하에서 거의 영향을 받지 않았으나, 응력부식 시험편에서는 시험시간이 증가됨에 따라 균열이 결정립계를 따라 전파되었다.

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가스터빈 단결정 블레이드 사용품의 특성변화 (Changes in Material Properties of Used Gas Turbine Blade Made of Single- Crystal Superalloy)

  • 유근봉;이한상;송규소;이규호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권12호
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    • pp.1909-1915
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    • 2010
  • 고온의 연소가스에서 운전되는 국내 가스터빈 부품들은 매일 기동정지를 반복함으로써 열사이클에 의해 재료특성에 변화가 발생한다. 최근 많은 가스터빈 고온부품들이 단결정 초내열 합금으로 제작되어 지지만 재료열화 예측을 통한 부품 교체와 정비에 대한 기준이 없어서 대부분 제작사에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 향후 수명평가와 손상분석의 기초자료로 활용하기 위해 실제 운전된 가스터빈 1 단 블레이드의 열화상태를 조사하였다. 사용한 블레이드는 25,000 및 52,000 의 등가운전시간(EOH : Equivalent Operating Hour)을 가졌으며, 재질은 단결정 초내열합금인 CMSX-4 이다. 사용된 블레이드에서 직접 시험편을 채취하여 기계적특성 시험 및 미세조직을 관찰하였다.

장시간 등온열화된 AISI316 오스테나이트강의 초음파 비선형성 (Ultrasonic Nonlinearity of AISI316 Austenitic Steel Subjected to Long-Term Isothermal Aging)

  • 공원식;김정석
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.241-247
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    • 2014
  • 본 연구는 고온강도와 화학적 안전성으로 산업기계 구조물의 주요 소재로 사용되고 있는 AISI316 오스테나이트기 스테인레스강의 장시간 등온열처리에 따른 초음파 비선형성 특성을 평가하였다. 장시간 등온열처리는 정해진 시간을 변수로 전기로에서 가속열처리를 수행하였다. 미세조직적으로 정밀분성을 통하여 장시간 열처리에 따른 초음파 비선형성의 변화와 미시적 손상거동을 면밀히 평가하였다. 초음파 비선형성은 1000시간까지 급격하게 감소하고 이후 서서히 감소하였다. 표면조직적으로 입계의 모양이 다각형에서 원형으로 변하며 특히, 1000시간에서는 쌍정이 모두 분해되었다. 입계에 존재하던 델타페라이트는 1000시간에서 관찰되지 않으며 ${\sigma}$상으로 지속적인 변태가 진행되었다. 결과적으로 열처리 초기에는 보이드나 전위의 소멸 그리고 쌍정의 소멸로 초음파 비선형성은 급격히 감소를 하고 이후에는 입계에 $Cr_{23}C_6$석출물의 생성과 ${\sigma}$상 생성으로 초음파 비선형성은 미소하지만 지속적으로 감소한 것으로 판단된다.

황산염침식 방지를 위한 포틀랜드시멘트의 선정-Part 1 황산나트륨 침식 (Selection of Portland Cement for Prevention of Sulfate Attack-Part 1 Sodium Sulfate Attack)

  • 김종필
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권4호
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    • pp.441-447
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    • 2009
  • 황산염침식을 방지하기 위하여 포틀랜드시멘트 중의 황산염침식 저항성이 우수한 시멘트를 선정하기 위한 연구의 일환으로 황산나트륨 용액에 360일간 침지한 후 모르타르의 역학적 특성 및 기기분석을 통하여 침식 특성을 평 가한 결과, 외관조사, 강도감소 및 길이변화에 따른 성능저하 순서는 보통 포틀랜드시멘트 >내황산염 포틀랜드시멘트 > 저열 포틀랜드시멘트 순으로 나타났다. 포틀랜드시멘트의 주요 반응생성물은 Calcite 피크 이외에도 황산염과의 반응으 로 인한 Gypsum, 에트린자이트 및 Thaumasite로 확인되었다. 포틀랜드시멘트의 경우 시멘트의 조성광물 비에 따라 성 능저하 형태가 상이하게 나타났다. 특히, C3A량과 칼슘실리케이트비가 가장 적은 저열 포틀랜드시멘트가 황산염침식 저 항성에 매우 우수한 것으로 확인되었다.

수성 알루미나/탄화규소 슬러리의 동결주조와 층상복합체의 제조: (II) 층상 복합체의 미세구조와 기계적 성질 (Freeze Casting of Aqueous Alumina/Silicon Carbide Slurries and Fabrication of Layered Composites: (II) Microstructure and Mechanical Properties of Layered Composites)

  • 양태영;조용기;김영우;윤석영;박홍채
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.105-111
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    • 2008
  • Symmetric three layer composites have been prepared by freeze casting and then pressureless sintered at $l700-1800^{\circ}C$ in $N_2$ gas atmosphere. The relative sintered density of multilayer composites having microstructural characteristics of later intermediate-stage densification increased with sintering temperature and reached about 95% theoretical value at $1800^{\circ}C$. Although the indentation strength of the multilayer composites was generally reduced with increasing Vickers indentation load up to 294N, the damage resistance of multilayer composites was superior compared to monolithic layer 95AL/5SN material. The three-point bend strength of the layered materials remained at the values 266-298 MPa after indentation with a load of 49N, while that of the monolithic 95AL/5SN material was 219 MPa. The fracture toughness of the multilayer material was $5.4-6.6\;MPa\;m^{1/2}$.

분무성형공정에 의한 세라믹미립자 강화형 금속간화합물 복합재료의 고온파괴거동 (High Temperature Fracture Mechanisms in Monolithic and Particulate Reinforced Intermetallic Matrix Composite Processed by Spray Atomization and Co-Deposition)

  • 정강;김두환;김호경
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권7호
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    • pp.1713-1721
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    • 1994
  • Intermetallic-matrix composites(IMCs) have the potential of combing matrix properties of oxidation resistance and high temperature stability with reinforcement properties of high specific strength and modulus. One of the major limiting factors for successful applications of these composite at high temperatures is the formation of interfacial reactions between matrix and ceramic reinforcement during composite process and during service. The purpose of the present investigation is to develop a better understanding of the nature of creep fracture mechanisms in a $Ni_{3}Al$ composite reinforced with both $TiB_{2}$ and SiC particulates. Emphasis is placed in the roles of the products of the reactions in determining the creep lifetime of the composite. In the present study, creep rupture specimens were tested under constant ranging from 180 to 350 MPa in vacuum at $760^{\cric}C$. The experimental data reveal that the stress exponent for power law creep for the composite is 3.5, a value close to that for unreinforced $Ni_{3}Al$. The microstructural observations reveal that most of the cavities lie on the grain boundaries of the $Ni_{3}Al$ matrix as opposed to the large $TiB_{2}/Ni_{3}Al$ interfaces, suggesting that cavities nucleate at fine carbides that lie in the $Ni_{3}Al$ grain boundaries as a result of the decomposition of the $SiC_{p}$. This observation accounts for the longer rupture times for the monolicthic $Ni_{3}Al$ as compared to those for the $Ni_{3}Al/SiC_{p}/TiB_{2} IMC$. Finally, it is suggested that creep deformation in matrix appears to dominate the rupture process for monolithic $Ni_{3}Al$, whereas growth and coalescence of cavities appears to dominate the rupture process for the composite.