Metal matrix composites (MMCs), which are a combination of two or more constituents with different physical or chemical properties, are today receiving great attention in various areas, as they have high specific strength, corrosion resistance, fatigue strength, and good tribological properties. This paper presents a research review on the combination of matrix and reinforced materials, fabrication processes, and application status of metal matrix composites. In this paper, we aim to discuss and review the importance of metal composite materials as advanced materials that can be used in various applications such as transportation, defense, sports, and extreme environments. In addition, the applicability and technology development trends in new process technology fields such as additive manufacturing of metal composites will be described.

국내 시설 농업의 99.2%를 차지하는 플라스틱온실의 내부 환경인자는 외부 환경의 변화에 민감하게 반응하고 온실 공간 내부에서 편차가 발생한다. 온도, 습도, CO2, 광도의 환경인자를 계측하기 위한 지점을 3 × 3 × 5로 구성하여 데이터를 취득하고 내부 공간을 수직, 수평적인 측면으로 분할하여 환경 인자의 분포를 확인하였다. 계측지점의 최적점을 선정하고자 계측 공간을 수직, 수평적인 방향으로 분할하고, 측정 데이터와 이를 활용한 예측지점의 선형회귀분석 결과로 성능평가를 실시하였다. 일반적인 상황에서는 온도와 습도 인자의 경우 1개의 센서로 플라스틱온실 내부 환경의 계측이 가능할 수 있으나, 특정 구간의 경우 다수의 센서를 활용하여 내부공간의 정밀성을 확보하는 것이 필요하다. CO2의 경우 실험기간 내의 계측 매트릭스의 증가에도 불구하고 변이를 정의하는데 한계가 있음을 발견하였다. 조도 분포의 경우 일출 이후 지속적으로 회귀분석 결과가 작아짐을 발견하였다. 구조물의 간섭 등을 고려해 동일한 수평적인 방향에서 미계측 지점의 결정계수가 감소하였고, 센서 매트릭스 배치를 작물 높이 위로 위치하여 다수의 센서 노드 설치로 개선 가능하다고 예상된다. 외부 환경의 변화에 따라 온실 내부 환경이 불규칙하게 변화되며, 이 구간은 시설의 규격을 고려하여 계측 매트릭스를 구성해야 한다. 반대로 안정적인 구간에서는 최소한의 센서 노드로 내부 환경의 예측이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 측정하고자 하는 환경인자와 시설의 구조 등 연구 및 재배자의 목적에 맞는 계측 매트릭스 위치 선정의 유동성이 요구되며, 덕트의 개폐위치를 조절하여 필요한 곳에 에너지를 투입하는 국소냉난방 및 생육제어 모델링 설계에 적용 가능하다고 판단된다.

A powder-in-sheath rolling method is applied to the fabrication of a carbon nano tube (CNT) reinforced copper composite. A copper tube with outer diameter of 30 mm and wall thickness of 2 mm is used as sheath material. A mixture of pure copper powder and CNTs with a volume content of 3 % is filled in a tube by tap filling and then processed to an 93.3 % reduction using multi-pass rolling after heating for 0.5 h at 400 oC. The specimen is then sintered for 1h at 500 oC. The relative density of the 3 vol%CNT/Cu composite fabricated using powder in sheath rolling is 98 %, while that of the Cu powder compact is 99 %. The microstructure is somewhat heterogeneous in width direction in the composite, but is relatively homogeneous in the Cu powder compact. The hardness distribution is also ununiform in the width direction for the composite. The average hardness of the composites is higher by 8Hv than that of Cu powder compact. The tensile strength of the composite is 280 MPa, which is 20 MPa higher than that of the Cu powder compact. It is concluded that the powder in sheath rolling method is an effective process for fabrication of sound CNT reinforced Cu matrix composites.

Chemical incorporation of epoxy-modified graphitic layers in epoxy/novolac phenolic resin matrices was carried out through co-curing of epoxy and novolac resins using triphenylphosphine as catalyst. First, (3-glycidyloxypropyl) trimethoxysilane (GPTMS) was grafted on graphene oxide (GO) surface to obtain epoxidized GO layers. Then epoxy resin and GPTMS-modified GO were incorporated into thermosetting reaction using novolac resin in the presence of triphenylphosphine. Covalent attachment of GPTMS-modified GO to the resin matrices resulted in a hybrid composite with high thermal characteristics. Fourier-transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction, and Raman spectroscopy were used for approving modification of GO with GPTMS. The images resulted from scanning and transmission electron microscopies exhibited GO layers with lots of creases turning to smooth layers with a few thin ripples after modification with GPTMS. TGA results showed that thermal characteristics of resins were improved by the addition of GPTMS-modified GO. Char residue of the hybrid composites containing 0.5 and 1 wt% of GPTMS-modified GO reached 28.1 and 34.3%, respectively. Also, their maximum thermal degradation temperature was also increased by the incorporation of GPTMS-modified GO.

항공교통 수요 증가로 항공기의 운항이 증가하면서 항공기 동체와 조류가 충돌하는 조류 충돌 사고가 매년 증가하고 있다. 이에 각 공항에서는 조류 충돌 사고기록을 바탕으로 항공기에 피해를 줄 것으로 예상되는 조류 종을 파악하고 순위를 매겨 충돌 위험을 효과적으로 평가 및 관리할 수 있는 연구를 수행하고 있다. 본 연구는 김포, 김해 및 제주국제공항에서 2005년부터 2013년까지 수집된 통합운항정보시스템 (Integrated Flight Information Service, IFIS) 자료를 바탕으로 항공기 에 피해를 줄 것으로 예측되는 조류 종을 파악하고, 단일 및 다중 매트릭스 모델 간 위험성 평가 결과를 비교 분석 및 고찰하기 위해 수행되었다. 단일 매트릭스 모델을 통한 평가 결과 김포국제공항 및 김해국제공항에서는 왜가리, 독수리 2종과 백로류, 기러기류, 오리류, 갈매기류, 비둘기류 및 까마귀류가, 제주국제공항에서는 독수리, 까치 2종과 기러기류, 오리류, 갈매기류, 비둘기류 및 까마귀류가 ‘매우 높음’ 또는 ‘높음’으로 평가되었다. 다중 매트릭스 모델을 통한 평가 결과 김포국제공 항에서는 왜가리, 독수리, 까치 3종과 백로류, 기러기류, 오리류, 도요류 및 비둘기류가, 김해국제공항에서는 왜가리, 독수리, 찌르레기, 까치 4종과 백로류, 기러기류, 오리류, 도요류 및 비둘기류가, 제주국제공항에서는 왜가리, 까치 2종과 오리류, 도요류, 비둘기류가 ‘매우 심각’ 또는 ‘매우 높음’으로 평가되었다. 모델 간 예측 결과에 있어 김포국제공항과 김해국제공항은 차이가 없었으나, 제주국제공항은 유의한 차이가 있었다. 이는 김포와 김해국제공항은 모두 하천의 하류에 위치하고 있어 대형 수조류들이 주로 관찰된 것에 반해 제주국제공항은 바다와 도심에 가까이 위치하고 있어 몸무게가 작은 소형 조류들이 많이 관찰되었기 때문이다. 이러한 종들과의 충돌이 항공기 동체에 미치는 영향이 적어 모델 간의 공통된 변수의 영향은 적었고, 추가적인 변수에 의해 두 모델의 평가 결과 간 큰 차이가 발생한 것으로 판단된다.

구조물의 진동에 의해 유발되는 사용성, 안정성 저하를 방지하고, 성능을 개선하기 위하여 많은 진동제어시스템이 사용되어 왔다. 제어기 설계가 H2-norm, H∞-norm 으로 분리되어 독립적으로 이루어지다가 LMI 기법에 의하여 보다 효율적인 제어기 설계가 가능하게 되었다. 본 연구에서는 관심지점의 구조물 응답을 특정한 값 이하로 보장한 상태에서 제진장치 구동에 필요한 변수를 최소 화하는 제어알고리듬을 개발하여 능동형뿐만 아니라 수동형제진장치에도 적용하는 방안을 제시하였다. 관심지점의 구조물 응답의 제한은 요구 등가감쇠비와 H∞-norm을 연계하여 구속조건으로 설정하고 목적함수는 제진장치의 이송거리 또는 댐퍼 용량은 H2-norm으 로 표현하는 혼합제어를 구성하였다. 본 연구에서 제안된 혼합제어 기법을 능동질량감쇠기와 등가치환 점탄성 댐퍼가 설치된 구조물에 적용하여 수치적으로 검증하였다. 수치해석결과, 혼합제어문제를 LMI표준형으로 전환하면 능동형, 수동형 제진장치 설계를 보다 용이하게 적용 가능함을 알 수 있었다.

We observed MMPs expression in all sperm groups, with pro-MMP showing lower expression than active MMPs. According to the results from each freezing extender, the sperm membrane integrity (HOST: Hypoosmotic Swelling Test) analysis in TCGGD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Glycerol 3%, Dimethylsulpoxide 3.5 M) is 59.8 ± 0.7, TCGSD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Sucrose 0.1 M, Dimethylsulpoxide 3.5 M) is 59.3 ± 0.5 were significantly higher (p < 0.05) among the experimental groups. And MMPs analysis result, we observed MMPs expression in all sperm groups, with pro-MMP showing lower expression than active MMPs. The expression of active MMP-2 was the highest in sperms frozen in TCGSD and TCGD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Dimethylsulpoxide 3.5 M), Meanwhile, sperms from the TCGGD and TCGED (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Ethylene glycol 3%, Dimethylsulpoxide 3.5 M) group showed lower level of active MMP-2 expression. Together, these results indicate that adding glycerol or sucrose to the sperm freezing buffer would not only suppress MMPs expression but also minimize DNA fragmentation, providing a mean to improve the success rate in the in vitro manipulation of rabbit sperms. Therefore, these results suggest that TCGGD or TCGSD extender method for freezing-thawing of rabbit sperm increased the viability after thawing.

바람하중을 받는 고층건물의 진동을 저감하기 위한 다양한 진동제어장치가 적용되어왔다. 제어의 주된 목적은 구조물의 응답을 저감하는 것이지만 효율적인 제어력의 산정 또한 중요한 설계요구사항중의 하나이다. 능동형제진장치를 중심으로 제어력 산정은 크게 시스템의 H2, H∞-norm을 분리하여 독립적으로 결정되어 왔다. 보다 효율적인 제어력 산정을 위해서 두 가지 norm을 혼합한 제어알고리듬이 개발되었고 이를 LMI 표준형으로 변환하여 보다 용이하게 최적 해를 제공하게 되었다. 본 연구에서는 제어 후 구조물의 요구 등가감쇠비를 H∞-norm을 이용하여 구속하고 제어력만을 별도로 H2-norm을 이용한 제어알고리듬을 개발하여 능동형뿐만 아니라 수동형제진장치에도 적용하는 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 혼합제어 기법을 능동질량감쇠기와 카고메 트러스 댐퍼가 설치된 구조물에 적용하여 수치적으로 검증하였으며, 수치해석 결과로부터 능동형뿐만 아니라 수동형제진장치설계를 LMI표준형으로 전환하는 기법을 적용하면 제어이득뿐만 아니라 감쇠용량도 효율적으로 산정 가능함을 알 수 있었다.

A two-level full factorial design 22 with three replications was employed to assess the effect of the incorporation of PSF into the epoxy matrix and the surface treatment of carbon fibers on the work of adhesion (WA) and the interfacial shear strength (IFSS) of carbon fiber–epoxy composites. The IFSS was determined using the microbond (or microdrop) micromechanical test, and the work of adhesion was estimated using two different procedures: (1) using the Owens and Wendt method, and (2) from the Dupre–Young expression using the contact angle θ of a cured epoxy resin on a single carbon fiber and the surface energy of the cured epoxy resin. It was found that the treatment of the carbon fiber with the silane-coupling agent appreciably increases its polar component because of the nitric acid oxidation and the chemisorption of the silane-coupling agent onto the carbon fiber surface. Also, the O=S=O group present in the polysulfone chain resin fairly increases the polar component of the epoxy–PSF blend. The results show that the wetting of the silane-treated carbon fiber by the thermoplastic-modified epoxy resin is better, thus increasing the fiber–matrix adhesion. It was also found that there is a similarity between the trends of both, the IFSS and the WA results. Also, from the ANOVA results it was also seen that both the incorporation of the PSF to the epoxy matrix and the surface treatment of the carbon fibers and their interaction were statistically significant to the IFSS and the WA.