Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권4호
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pp.409-417
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2014
최근 수년 동안 유가의 현저한 상승으로 인하여 상선의 디젤 기관은 저질 중유를 주로 사용하게 되었다. 따라서 저질 중유의 사용 증가에 따른 디젤 기관의 연소실 배기가스 온도는 점차 상승하여 가혹한 부식 환경에 직면하게 되었다. 그 결과 연소실 주변의 모든 기관 부품들의 부식과 마모는 다른 기관 부품들에 비해서 심각하다. 그러므로 이들 부품들의 적절한 덧살 용접은 수명 연장을 위하여 경제적인 측면에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 피스톤 크라운 재질로 통상 사용되는 단강에 4종류의 용접재료로 SMAW와 GTAW로 용접하였다. 실험은 모재, 열영향부 및 용접금속의 부식 특성을 35% 황산용액에서 부식전위, 양극분극 곡선, 사이클릭볼타모그램 및 임피던스 등의 전기화학적인 방법으로 하여 고찰하였다. Inconel 625, 718 용접재료의 경우 용접금속의 내식성이 가장 우수하였고, 모재의 내식성이 가장 좋지 않았으며, 반면에 1.25Cr-0.5Mo와 0.5Mo는 모재가 용접금속에 비해서 더 좋은 내식성을 나타내었다. 또한, 용접금속 중 Inconel 625가 가장 내식성이 우수하였으며, 그 다음으로 Inconel 718 용접재료로 나타났다. 경도 역시 용접금속이 상대적으로 모재, 열영향부에 비해서 높은 값을 나타내었다. 특히 Inconel 718 용접재료의 경우 다른 용접재료에 비하여 가장 높은 경도값을 나타내었다.
식물성 단백질의 주요 급원이며 isoflavone계의 우수한 생리 활성 물질을 함유하고 있는 대두를 첨가해서 소비자의 기호성 및 기능성을 갖춘 대두 혼합 식빵의 개발을 시도하였다. 대두는 증자하여 열풍 건조하고 분쇄한 후 분말로 만들어서 소맥분에 0, 5, 10, 20, 30% 되게 각각 첨가하여 반죽을 제조하여 제빵 특성을 조사하였다. 제빵 실험 결과에서 대두분을 10% 까지 첨가해도 좋을 것으로 판단되었다. 파리노그래프의 결과에서 보면 대두분의 첨가량의 증가에 따라 수분 흡수율이 증가하고 반죽 형성 시간이 길어졌으며 안정도가 낮아지고 약화도가 커졌다. 익스텐소그래프의 결과에서 보면 대두분의 첨가량이 증가함에 따라 신장 저항도 및 신장도가 감소하고 소맥분만 사용한 대조구에 비해서 가스 보유력과 발효 내구력이 저하되는 반죽 물성을 보였다. 아밀로그래프의 결과에서 보면 대두분의 첨가량이 증가함에 따라 호화 개시 온도가 높아졌으며 최고 점도와 최고 점도온도는 감소하였다. 빵 단면의 색도에 있어서는 대두분의 첨가량이 증가함에 따라서 b(yellowness)값이 뚜렷하게 증가 했고 L(lightness)값은 감소하여 어두워지는 경향을 보였으며 a(redness)값은 유의적 차이를 보이지 않았다. 빵의 관능 검사에서는 대두분의 함량이 증가할수록 외관, 내관 및 식감 특성이 전체적으로 점차 열등하였다.
희토류계 niobates인 $LaNbO_4$(Ln : Y, La, Gd)는 자체 발광형으로 $NbO^{3-}_4$ 이온의 전하 이동에 의한 넓은 띠의 청색 발광 스펙트럼을 410nm에서 나타낸다. 본 연구에서는 새로운 FED용 청색 및 적색 형광체를 개발하기 위하여 $LaNbO_4$ :X (X = Bi, Eu) 형광체를 합성하였으며, $1250^{\circ}C$에서 2시간 소성한 후 $1400^{\circ}C$에서 1시간 소성하였을 때 최대 발광피크를 얻을 수 있었다. 254nm의 여기하에서 $LaNbO_4$ : Bi는 $420\~450nm$ 영역에서 강한 청색 발광 스펙트럼을 나타내며 첨가된 $Bi^{3+}$ 이온 농도가 $1mol\%$일 때 최대 발광세기를 얻었다 $LaNbO_4$ : Eu의 경우는 첨가된 $Eu^{3+}$ 이온 농도가 $10mol\%$일 때 약 610nm에서 최대 적색 발광 스펙트럼을 나타내고 있다. $Eu^{3+}$ 이온 농도가 $10mol\%$ 이하에서는 $415\~460nm$, $530\~560nm$ 및 $570\~620nm$ 영역에서 피크가 관측되고 있다. 이들 형광체의 음극선 발광특성은 빛 발광 특성과 유사한 경향을 보였다.
Oral implants must fulfill certain criteria arising from special demands of function, which include biocompatibility, adequate mechanical strength, optimum soft and hard tissue integration, and transmission of functional forces to bone within physiological limits. And one of the critical elements influencing the long-term uncompromise functioning of oral implants is load distribution at the implant- bone interface, Factors that affect the load transfer at the bone-implant interface include the type of loading, material properties of the implant and prosthesis, implant geometry, surface structure, quality and quantity of the surrounding bone, and nature of the bone-implant interface. To understand the biomechanical behavior of dental implants, validation of stress and strain measurements is required. The finite element analysis (FEA) has been applied to the dental implant field to predict stress distribution patterns in the implant-bone interface by comparison of various implant designs. This method offers the advantage of solving complex structural problems by dividing them into smaller and simpler interrelated sections by using mathematical techniques. The purpose of this study was to evaluate the stresses induced around the implants in bone using FEA, A 3D FEA computer software (SOLIDWORKS 2004, DASSO SYSTEM, France) was used for the analysis of clinical simulations. Two types (external and internal) of implants of 4.1 mm diameter, 12.0 mm length were buried in 4 types of bone modeled. Vertical and oblique forces of lOON were applied on the center of the abutment, and the values of von Mises equivalent stress at the implant-bone interface were computed. The results showed that von Mises stresses at the marginal. bone were higher under oblique load than under vertical load, and the stresses were higher at the lingual marginal bone than at the buccal marginal bone under oblique load. Under vertical and oblique load, the stress in type I, II, III bone was found to be the highest at the marginal bone and the lowest at the bone around apical portions of implant. Higher stresses occurred at the top of the crestal region and lower stresses occurred near the tip of the implant with greater thickness of the cortical shell while high stresses surrounded the fixture apex for type N. The stresses in the crestal region were higher in Model 2 than in Model 1, the stresses near the tip of the implant were higher in Model 1 than Model 2, and Model 2 showed more effective stress distribution than Model.
본 연구는 전남 서남해안 우이도 주변해역의 조류흐름 특성에 따른 조류에너지 자원을 평가하였다. 먼저 대상해역의 조류 특성에 관한 정보 수집을 통한 타당성 조사와 유한요소법을 적용한 수심평균 2차원 ADCIRC(Advanced Circulation) 수치모델로 조석과 조류속의 변화에 대한 모의실험을 수행하였다. 조석분조는 우리나라 해역에 가장 큰 영향을 미치는 4대 분조(M2, S2, K1, O1)를 기본으로 설정하였다. 실제 평균 수심이 반영된 수치모형의 4곳을 관측점으로 설정하여 분석한 결과, 대조기 때 고고조 2.2m, 최강조류속 1.33 m/s를 나타냈다. ADCIRC Model의 결과값은 국립해양조사원(KHOA) 실제 관측 자료와 비교 및 분석하여 검증하였다. 또한 대상해역의 수치모델 조류속값에 지형적 특성을 반영한 조류속기법(Tidal Flux Method)을 이용하여 조류에너지 밀도 분포에 대해 평가하였다. 우이도 해역의 5개 평가 영역 중 최대 $1.75kW/m^2$의 조류에너지 분포를 보였으며, 조위 및 조류속뿐만 아니라 해역의 지형적 특성을 고려한 조류에너지 밀도 분포도를 작성하여 최적의 조류발전단지 후보지를 선정하였다.
전기방사 방법으로 sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK) 나노섬유를 제조하고, 압축성형법으로 고분자 전해질막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)용 나노섬유막을 제조하였다. SPEEK의 최대 설폰화율은 95% 이었고 초기 열분해 온도는 약 $280^{\circ}C$로 PEEK 보다 낮았으며 접촉각은 설폰화도가 증가함에 따라 감소하였다. 전기방사 나노섬유의 최적 인가전압, 유속, 방사거리(tip to collector distance, TCD) 및 농도는 각각 22 kV, 0.3 mL/hr, 5 cm, 23 wt% 이었고 평균 섬유직경은 47.6 nm 이었다. 한편, SPEEK 이온교환 나노섬유막의 함수율 및 이온교환용량은 설폰화 시간과 설폰화제 함량이 증가함에 따라 증가하였으며 최적값은 각각 20%, 2.03 meq/g으로 Nafion 117 보다 우수하였다. 막의 전기저항은 설폰화 시간이 증가함에 따라 감소하였고 그 값은 0.58~0.06 ${\Omega}{\cdot}cm^2$로 측정되었다. 또한 막의 수소이온전도도는 설폰화 시간이 증가함에 따라 증가하였으며 최대 0.099 S/cm로 Nafion 117 보다 우수하였다.
Bicyclo(2,2,2)oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride(BTDA)와 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene(BAPB) 단량체를 사용하여 중합한 폴리아믹산(poly(amic acid))에 용액 삽입법을 이용해서 다양한 함량의 유기화 점토를 넣은 후 열 이미드화 방법을 통해 투명한 나노복합체 polyimide(PI) 필름을 합성하였다. 0-1.5 wt%의 다양한 함량의 유기화점토를 포함하는 복합체 필름을 제조한 후, 필름의 광 투과성, 모폴로지, 그리고 가스차단성을 각각 측정하였다. 1.0 wt%의 Cloisite 30B가 포함된 복합체에서 가장 우수한 가스차단성이 측정되었으며, 유기화 점토의 함량이 증가하게 되면 가스차단성은 오히려 감소하였다. PI 복합체 필름은 우수한 광 투과성을 가지며 대체로 무색을 나타내었다. 하지만 점토의 함량이 증가함에 따라 광 투과성은 조금씩 감소하였다. Cloisite 30B가 포함된 투명한 PI 복합체 필름의 광 투과성과 가스차단성을 더 자세히 연구하기 위하여 100-140%까지 다양한 비율로 이축연신하였다. 120% 이상 연신된 PI 복합체 필름에서 고분자 매트릭스에 점토가 균일하게 분산되어 박리되었음을 확인 하였으며, 가장 높은 가스 차단성은 130%로 이축연신된 필름에서 확인하였다.
고분자 색전 코일을 제조하기 위하여 교대배열 PVA(s-PVA) 용액을 제조하고 젤방사 조건의 최적화를 위해 고분자용액의 유변학적 특성을 분석하였다. 현탁중합을 통해 비누화도 99%, 교대배열기 함량 56%인 s-PVA를 제조하였고 고분자 용액의 농도에 따른 점도 변화 측정을 통해 최적의 방사농도를 13 wt%로 선정하였다. S-PVA 젤 섬유의 연신비에 따른 구조, 형태, 인장 특성을 측정하였다. S-PVA 젤 섬유의 연신비가 증가함에 따라 인장강도가 증가하였고, 최대 연신비인 15배 연신하였을 때 인장강도는 580 MPa이었고 절단신도는 연신비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. S-PVA 젤 섬유는 연신비에 따라 결정구조가 발달하고 배향도가 증가하는 경향을 나타내었다. 색전 코일 제조 시의 열처리온도에 따른 코일의 형태 안정성을 살펴 본 결과 열처리온도가 높을수록 코일의 형태안정성이 우수하였으며 금속 색전 코일로 제조되는 1차 코일 및 2차 코일 형태를 s-PVA 섬유를 이용해 제조하였고 이를 통해 금속 색전 코일의 고분자로의 대체 가능성을 확인하였다.
광 아이솔레이터의 제작을 위해 비가역적 위상변위 효과를 갖는 자기 광학물질을 클래딩 충으로 활용한 무한 평면 광도파로의 비가역적 위상변위 특성을 1.55 $\mu\textrm{m}$ 파장에서 계산하였다. 본 연구에서 사용된 무한 평면 광 도파로의 구조는 클래딩 충으로 자기 광학 물질인 Ce:YIG와 LNB(LuNdBi)$_3$(FeAl)$_{5}$)$_{l2}$)가 사용되었고, 각 각의 고유 패러데이 회전 Θ$_{F}$는 1.55 $\mu\textrm{m}$ 파장에서 4500$^{\circ}$/cm, 500$^{\circ}$/cm이다 가이딩 층은 1.3Q와 InGaAs로 이루어진 다중 양자 우물 구조를 사용하였다. 클래딩 층을 지나는 감쇄 전계에 따른 영향을 조사하기 위하여 기판의 굴절률이 InP와 공기의 굴절률을 갖는 경우에 대하여 도파 모드를 계산하였다. 여러 광 도파로 구조에서 비가역적 위상변위가 90$^{\circ}$가 되는 위상 변위기의 크기가 최소가 되는 길이와 최적화된 가이딩 충의 두께를 구하였다.다.다.다.
본 연구에서는 카본블랙 충전제의 입자크기 및 구조에 따른 고무 배합물의 마찰 마모 특성을 고찰하였다. 카본블랙의 입자크기와 구조에 따라 마모속도 및 형상이 다르게 되며, 최적 마모성능을 설계하기 위해서는 충전제의 입자크기와 구조의 마모 영향도를 사용조건에 따라 고려하여야 한다. 충전제의 입자크기와 구조에 따른 마모속도($W_R$) 영향도를 수준별로 고찰하기 위해 본 연구에서는 구조와 입자크기가 다른 10가지의 카본블랙을 선택하여 동일한 양을 천연고무와 배합하였다. 자체 제작한 칼날형 마찰 마모 시험기를 이용하여 마찰 마모 특성을 평가하였고, 카본블랙의 입자크기와 구조의 영향을 고려한 특성인자(${\psi}=\sqrt{{N_2^2}+{DBP^2}}$)와의 관계를 고찰하였다. 마모속도($W_R$)와 마찰일($W_f$)의 간에는 power-law 관계가 있었으며, 마모속도는 카본블랙의 특성인자에 역비례 관계를 보였다. 이는 카본블랙의 입자 크기가 작고 구조가 잘 발달 될수록 마모 저항특성은 향상된다는 것을 나타낸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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