• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.579-584
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• 2017

고속 철도 차량 댐퍼의 오일 씰은 열차 운행동안 외부 환경으로부터 유해한 오염을 막고, 댐퍼 내부에서 오일 누출을 방지하고자 사용되는 니트릴 부타디엔 고무 재질 부품이다. 오일 씰의 주요 고장원인인 누유는 본 댐퍼의 피로 파손을 일으킨다. 뿐만 아니라 본 오일 씰의 누적 손상은 궤도 불규칙과 캔트 등으로 열차 주행동안 반복적인 댐퍼의 상하 운동으로부터 로드와 본 부품 사이에 접촉력으로 인하여 발생한다. 따라서 본 오일 씰의 설계는 취약점에서 최대 주변형률을 최소화하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 댐퍼의 내구성을 향상하기 위하여 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 오일 씰 단면형상에 대한 최적설계를 수행하였다. 오일 씰의 최적단면은 절차 자동화 / 최적설계 프로그램을 이용하여 본 연구의 최적설계와 비선형 유한요소해석의 통합절차에 따라 얻어진 것이다. 또한, 비선형 유한요소해석의 입력 자료로서, 본 고무의 비선형 물성 값은 말로우식으로 표현하였다. 취약지점인 오일 누유지점에서 최적단면의 오일 씰은 초기 형상과 비교할 때, 이 지점에서 최대 주변형률이 약 24% 감소함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권5호
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• pp.47-51
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• 2012

본 연구에서는 3가지의 서로 다른 단면형상을 갖는 밀봉 링의 변형거동 안정성을 FEM으로 해석하였다. NBR 소재로 제조한 밀봉 링의 변형거동 안정성을 고찰하기 위해 초기 압축률로 25%를 적용하였다. 작동유체의 압력을 최대 $25kgf/cm^2$까지 올렸을 때 발생한 최대변형률, 최대응력, 최대접촉법선응력을 해석하였다. FEM 결과에 의하면, 밀봉 링의 중심부에 빈 공간을 확보한 중공오링과 중공사각링의 최대 변형률은 기존 오링에 비해 높아졌지만, 최대응력과 최대접촉법선응력은 떨어지는 것으로 나타났다. 결국, 밀봉 링이 장수명의 내구 안정성을 확보하기 위해서는 중심부에 빈 공간을 확보하는 것이 권장된다. 그렇지만, 접촉식 밀봉 링의 밀봉 안전성을 확보하기 위해서는 밀봉 링을 하나의 몸체로 설계하는 것이 바람직하다.

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.141-145
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• 2000

전도성이 뛰어난 피롤고분자 피막을 전기화학적으로 중합하고 이를 Gr/ppy(Polypyrrole),X.O.(xylenol orange)형의 수식된 전극을 제작하여 U(VI)의 포집에 이용하였다. 사전피막제인 NBR(nitrile butadiene rubber)을 사용하였을 때 중합속도는 $3.22\times10^{-3}s^{-1}$로 이를 사용하지 않았을 때 보다 1.6배 느린 반응이었다. 포집된 U(VI)의 양은 ppy $1.70Ccm^{-2}$ 당에 $1.55\times10^{-4}g$ 이었으며, 인공해수 중에서 matrix효과는 $6.8\%$로 나타났다. ppy전극이 Gr/ppy, $X.O^{4-}UO^+$형으로 수식됨에 따라서 피막자체의 임피던스가 증가하여 ppy만일 때의 확산에 지배적인 전도과정에서 피막자체의 전자전도와 이온도핑과정이 함께 영향을 받는 결과를 보였다. ppy전극을 X.O.로 수식하여 U(VI)를 포집함에 따라 전기이중층의 용량은 각각 56과 130여 배로 증가하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권6호
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• pp.235-243
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• 2023

This paper presents the fabrication process of water-lubricated plastic bearings. Plastic bearings require good mechanical properties and tribological properties as well as elasticity and shock resistance, especially when lubricated in dirty water conditions. In this study, sleeve-type plastic bearings are produced by winding a prepreg sheet, which primary contains nitrile rubber (NBR)-modified epoxy, self-lubricating fillers, and various types of lattice-structured reinforcing fibers such as carbon, Aramid, and polyethylene terephthalate. A thermosetting epoxy is chemically modified with NBR to impart elasticity and low-friction characteristics in water conditions. Experimental investigations are conducted to examine the mechanical and tribological characteristics of the developed bearing materials, and the results are compared with the characteristics of a commercial plastic bearing (Thordon SXL), well known as a water-lubricated bearing. A Thordon bearing (mainly composed of polyurethane) exhibits an extremely low load-bearing capacity and is thus only suitable for medium loading (1~10MPa). The tribological characteristics of the test materials are evaluated through Falex block-on-ring (LFW-1) friction and wear tests. The results indicate that friction exhibited by the carbon-fiber-reinforced NBR-10wt.%-modified epoxy composite material, incorporated with the addition of 20wt.% UHMWPE and 6wt.% paraffin wax, is lower than that of the Thorden bearings, whereas its wear resistance surpass that of Thorden ones. Because of these features, the load carrying capacity of the fabricated composite (>10MPa) is higher than that of the Thorden bearings. These results confirm the applicability of water-lubricated plastic bearing materials developed in this study.

• 청정기술
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• 제17권2호
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• pp.124-133
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• 2011

2006년 시행되어 온 RoHS 규제에 유해물질을 추가하여 더 강화된 RoHS II의 공표에 대비하여 본 연구에서는 RoHS II의 최우선 규제 물질이면서 2010년 발표된 REACH SVHC 후보목록에도 포함된 물질인 Hexabromocyclododecane (HBCDD) 및 3종 프탈레이트, Dibutyl phthalate (DBP), Butyl benzyl phthalate (BBP), Diethylhexyl phthalate (DEHP)의 국내 전기 전자제품내의 함유 여부를 사전 검토해보려는 목적으로 사례 연구를 진행하였다. 이에 고분자 소재로 구성된 세탁기, 냉장고, 혹은 전자렌지의 부품 20개를 12개 전기전자 부품 생산회사로부터 수거하여 4종 규제 물질을 기체크로마토그래피 질량분석법으로 분석하여 그 함유량을 측정한 결과 Nitrile Butadine Rubber (NBR), Polypropylene (PP), Polybutylene Terephthalate (PBT), Ethylene Propylene Rubber (EPDM), Polyvinyl Chloride (PVC) 등의 소재로 된 부품 중 HBCDD는 NBR 소재로 된 3종 부품에서 42~381 mg/kg 범위로 검출되어 규제값 0.1 wt% (1,000 mg/kg)보다는 적지만 주의를 요한다. DBP 및 BBP는 20개 부품모두에서 검출되지 않고 있어 이 두 물질은 전지전자 제품용 플라스틱 소재에서 넓게 사용되지 않고 있을 가능성을 시사하고 있다. 그러나 DEHP는 40~59,400 mg/kg 범위로 NBR, PP, PBT, EPDM 및 PVC로 이루어진 부품에서 모두 검출되어 광범위하게 사용되고 있음을 알 수 있었고 특히 NBR 및 PVC로 이루어진 8개 부품에서 예상 규제치인 0.1 wt% (1,000 mg/kg)을 훨씬 능가한 0.45~5.94 w%로 검출되고 있어 이에 대한 대비가 필요함을 알 수 있었다. 추가로 REACH SVHC (고위험성 물질)에 속하는 Diarsenic pentaoxide, Diarsenic trioxide, Lead hydrogen arsenate, Triethyl arsenate의 4종 물질의 함유 여부를 ICP에 의한 비소(Arsenic) 분석으로 스크리닝해 본 결과 NBR, PBT 소재의 4개 부품에서 15~700 mg/kg으로 검출되었고 이 중 PBT소재의 부품인 Thermistor에서는 규제되는 비소화합물이 규제값(0.1 wt%, 1,000 mg/kg)을 초과할 가능성이 매우 높다.