본 연구는 아민화 셀룰로오스 나노섬유(CNF)를 시멘트 복합체에 적용하여 기계적 및 미세구조적 성능 향상을 도모하고자 하였다. CNF는 (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES)를 활용해 화학적으로 개질하였으며, 이는 시멘트 수화 생성물과의 계면 결합력 및 분산성을 향상시키기 위한 목적이다. 표면 개질의 성공 여부는 주사전자현미경(SEM)과 X-선 회절 분석(XRD)을 통해 확인 하였다. 다양한 함량의 개질 및 비개질 CNF를 혼입한 모르타르를 제작하여 압축강도 및 휨강도를 평가하였다. 그 결과, 아민화 CNF는 0.2% 혼입 시 압축강도 향상 효과가 가장 두드러졌으며, 휨강도는 0.3%에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 미세구조 분석을 통해, 아민화 CNF가 시멘트 수화물과의 상호작용을 통해 내부 조직을 치밀하게 형성하고 공극률을 저감시키는 것으로 확인되었다. 본 연구는 화학적으로 개질된 CNF가 지속가능하고 고성능인 시멘트 복합재료 개발에 있어 유효한 기능성 첨가제로 활용될 수 있음을 시사한다.

전 세계 이산화탄소 배출량이 지속적으로 증가하면서, 환경 개선 및 탄소 격리를 위한 다양한 연구들이 진행되고 있 다. 건설 산업에서도 탄소를 줄이기 위한 연구로 바이오차를 건설 자재에 사용하여, 탄소 격리를 위한 방법으로 진행되고 있다. 바이오차는 바이오매스를 열분해하여 생성한 숯으로, 높은 탄소 함량과 다공성 구조가 특징이며, 탄소 격리를 위한 물질로 떠오 르고 있다. 본 연구에서는 시멘트 사용량을 줄이고 바이오차를 혼입한 콘크리트를 건설 자재로써 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 시멘트의 일부를 바이오차로 치환하여 혼입한 콘크리트의 역학적 특성(슬럼프, 공기량, 압축강도)과 질량 기반 특성 (흡수율, 밀도, 공극률)을 평가하였다. 바이오차의 시멘트 치환율은 0%, 5%, 10%로 설정하였다. 바이오차의 수분 흡수 및 보유 력에 따라 바이오차의 시멘트 치환율이 증가할수록 슬럼프는 감소하였다. 바이오차의 다공성 구조를 SEM 실험으로 확인하였으 며, 이에 따라 콘크리트에서의 공극 형성으로 바이오차의 시멘트 치환율이 증가할수록 공기량과 흡수율이 증가하였다. 바이오차 의 시멘트 치환율 5%에서 압축강도와 비강도가 가장 높은 값으로 나타났으며, 탄소 격리를 위한 방법으로 건설 자재 활용의 가능성을 확인하였다.

Sodium sulfate, as a commonly used early strengthening agent, has been widely used in different areas. Because of its sulfonic acid group, sodium sulfate is also used as a cement capillary crystal waterproof material. However, temperature has a significant effect on concrete mixed with sodium sulfate. The effect of sodium sulfate on the early hydration rate at different temperatures was studied by conducting a time and hydration thermal analysis. The effects of sodium sulfate on the mechanical properties of concrete at different temperatures were studied through compressive strength experiments. Impermeability at different temperatures was studied by testing resistance to chloride ion penetration and resistance to water penetration. The effect of resistance to sulfate attack was also experimentally. The hydration products were analyzed by electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The experimental results showed that at low temperature, sodium sulfate can accelerate the early hydration reaction rate, and the effect becomes weaker with increasing temperature. At low temperature, the addition of sodium sulfate can effectively improve the degree of hydration, and enhance the permeability resistance and ion erosion resistance of the matrix.

In this paper, the changes of the uniaxial tensile mechanical properties of the ETFE film after the uniaxial pre-stretching stress exceeds the first yield stress and the second yield stress was investigated. The ETFE film is first pre-stretched uniaxially along the MD direction or TD direction. After the pre-stretching loading stress exceeds the first yield stress and the second yield stress to cause the ETFE film to undergo plastic deformation, rectangular uniaxial tensile specimens are cut from the pre-stretched film along the MD direction and the TD direction for subsequent uniaxial tensile tests, thereby determining the uniaxial tensile mechanical property parameters of the ETFE film after uniaxial pre-stretching, including yield stress, tensile strength and elongation at break, and discussing the changes in its uniaxial tensile mechanical properties.

X-ray diffraction is widely used as a non-destructive method for measuring residual stress in crystalline materials, and is particularly useful as a technique for controlling residual stress that has been introduced during the heat treatment or surface treatment of metallic materials. Neutron stress measurement is gaining attention as an internal material measurement method. It complements the demerits of the X-ray method in that it measures stress in a very thin surface layer. The neutron stress measurement method, like the X-ray method, is based on the principle of crystal diffraction, and its penetration depth is about 1,000 times greater than that of the X-ray method and is suitable for measuring the inside of a material. This study investigated the residual stress measurement method using the sin2ψ method using shot-peened mechanical structural carbon steel. The non-destructive measurement using high-energy X-rays was compared with the residual stress measured using conventional laboratory X-rays, and the following results were obtained. The high intensity diffraction angles using highenergy X-rays are low, but can be measured with sufficient precision. Interpreting the three diffractions 633, 552, and 721 as a single diffraction profile allowed stress measurements to be made, and the calculated value was close to the weighted average of the intensity ratios. The results of the high-energy X-ray residual stress measurements were in good agreement with the results from laboratory X-rays, confirming the usefulness of this method as a non-destructive method of assessing stress deep inside materials.

As global greenhouse gas reduction regulations are strengthened and the demand for eco-friendly energy increases, renewable energies, including offshore wind power, are growing rapidly. Unlike onshore wind power generation, offshore wind power is located in the ocean. As a result, the offshore wind power substructure is exposed to low temperatures, corrosion, and continuous fatigue loads. Therefore, selecting appropriate materials and welding techniques is crucial for durability. In this study, FCAW welding was performed on S355ML steel (EN10025) for offshore wind power applications. After the welding process, the mechanical properties of the welded joint were evaluated through tensile, low-temperature impact, and hardness tests to assess the welding condition. The study revealed that the tensile and yield strength of the welded joint were superior to those of the base material. Additionally, the impact strength at low temperatures was confirmed to exceed the standard.

A cold roll-bonding (CRB) process is applied to fabricate an AA1050/AA5052 layered sheet. In the process, commercial AA1050 and AA5052 sheets of 1 mm thickness, 40 mm width and 300 mm length are stacked onto each other, and then reduced to a thickness of 0.5 mm through a 2-pass cold rolling process without lubricant. The roll-bonded AA1050/AA5052 layered sheet is then annealed for 1 h at various temperatures from 200 to 400 °C. The specimens annealed at temperatures below 250 °C showed a typical deformation structure in which the grains were elongated along the rolling direction. However, the specimens annealed at temperatures higher than 300 °C exhibited recrystallization structures in both the AA1050 and AA5052 regions. All the roll-bonded and subsequently annealed specimens showed an inhomogeneous distribution of hardness in the thickness direction, in which the hardness in the AA5052 regions was higher than that in the AA1050 regions. As the annealing temperature increased, the tensile and yield strengths decreased and the elongation increased gradually. The mechanical properties were compared to those of commercial AA1050 and AA5052 materials and CRBed AA5052-2L materials from a previous study.

온라인 크라우드소싱 플랫폼인 Amazon Mechanical Turk(MTurk)은 뛰어난 과제 수행 기록을 가진 참가자들에게 마스터 등급을 부여한다. 그러나 MTurk의 마스터 참가자와 일반 참가자를 비교한 선행 연구들은 두 집단이 실제로 수행의 차이를 보이는가에 대해 일관되지 않은 결과를 보고했다. 또한 선행 연구들은 대부분 설문 조사 방식을 사용 했으며 MTurk의 마스터와 일반 참가자의 인지 과제 수행 능력을 비교한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구는 시각 기억 재인 과제를 사용하여 MTurk 마스터 및 일반 참가자와 오프라인에서 모집한 대학생 참가자 집단의 수행을 비교했다. 연구 결과, MTurk 마스터 참가자와 오프라인 참가자는 동일한 수준의 기억 수행을 보였다. 그러나 MTurk 일반 참가자의 기억 과제 수행은 마스터와 오프라인 참가자 집단의 결과와 차이를 보였다. 각 집단에서 기억 과제 정확률이 낮은 참가자를 제외한 후에도 동일한 결과가 나타났다. 이러한 결과는 온라인에서 참가자 집단을 적절히 선발하면 기존의 오프라인 실험 결과를 잘 재현할 수 있음을 보여준다. 동시에 본 연구의 결과는 온라인 크라우드소 싱 플랫폼의 참가자 집단이 균일하지 않으며, 집단 선정 방식에 따라 연구의 결과가 다르게 나타날 수 있음을 시사한다.

Battery electrodes, essential for energy storage, possess pores that heavily influence their mechanical properties based on the level of porosity and the nature of the pores. The irregularities in pore shape, size, and distribution complicate the accurate determination of these properties. While stress-strain measurements can shed light on a material’s mechanical behavior and predict compression limits, the complex structure of the pores poses significant challenges for accurate measurements. In this research, we introduce a simulation-driven approach to derive stress-strain data that considers porosity. By calculating relative density and the rate of volume change under compression based on porosity, and applying pressure, we conducted a parametric study to identify the elastic modulus (E) in relation to the rate of volume change. This information was utilized within a material modeling equation, generating stress-strain (S-S) curves that were further analyzed to replicate the compression behavior of the electrode material. The outcomes of this study are expected to improve the prediction accuracy of mechanical properties for porous electrode materials, potentially enhancing battery performance and refining manufacturing processes.

Magnesium alloys, among various non-ferrous metals, are utilized in diverse fields from the automotive industry to aerospace due to their light weight and excellent specific strength. In the previous Part I study, fiber laser BOP experiments were conducted to derive basic welding characteristics and appropriate bu竹 welding conditions. Subsequently, in the Part II experiment, butt welding was performed, and through tensile tests, hardness tests, and cross-sectional observations, it was found that at laser power of 2.0 kW and welding speed of 50 mm/s, 93% of the base metafs tensile strength and 63.4% of its elongation could be achieved. In this Part III experiment, the microstructures of the base metal and the center of the weld were observed in butt-welded specimens. Through this, laser power and welding speed, on the mechanical behavior and microstructure of magnesium alloys were analyzed

본 연구는 수동식 감자 파종기구를 활용한 인력파종 및 트랙터 부착형 파종기를 활용한 기계파종을 비교하여 강원도 고랭지 지역의 여름감자 파종작업에 대한 작업효율 및 경제성을 분석하였다. 작업효율은 일정 면적을 파종하는 데 소요되는 시간으로 도출하였다. 동일한 작업효율을 가지는 조건에서 인력파종 및 기계파종의 연간 고정비와 연간 유동비를 산출하여 각 파종작업에 대한 경제성 분석을 수행하였다. 이때 고정비로는 감가상각비, 이자 및 수리비를, 유동비로는 인건비와 유류비를 고려하였다. 또한, 총비용 소요 분석을 통해 트랙터 부착형 파종기가 수동식 감자 파종기구 대비 경제성이 높아지는 시점을 도출하였다. 분석 결과, 기계파종이 인력파종 대비 약 4.6배 높은 작업효율을 보였으며 파종률은 두 방식에서 모두 100%로 나타났다. 경제성의 경우 구매 비용은 트랙터 부착형 파종기가 높았으나, 인건비 측면에서 비용 절감 효과를 보였다. 이에 따라 4년 9개월 이후부터 트랙터 부착형 파종기의 총 소요비용이 수동식 감자 파종기구의 총 소요비용 대비 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 장기적인 관점에서 기계파종이 인력파종 대비 생력화 효과가 크며 경제성도 높은 것으로 판단된다.

The purpose of this study was to optimize the design of asphalt concrete pavements for Jeju Island by considering the regional characteristics of the island. This study employed an MEPDG program to determine the allowable traffic loads for class 4 vehicles by considering the axle loads, climate, and material properties. Samples of basalt asphalt concrete from Jeju were used to measure the dynamic modulus for material property estimation. The climate input was based on 30-year climate data from Jeju. The thicknesses and moduli of the subgrade, subbase, and asphalt layers were incorporated into the design. The regression-analysis program SPSS was used to develop a regression equation for the overlay design, factoring in the modulus and thickness ratios between the existing and overlay asphalt layers. A pavement-thickness design formula tailored to Jeju's characteristics was derived. An equivalent single-axle load factor (ESALF) formula was developed to facilitate traffic-load estimation for different roads, enabling the easy incorporation of varying traffic volumes into the design. The ESALF formula demonstrated a high correlation with the pavement thickness, subgrade conditions, and axle loads, whereas the pavementthickness design formula exhibited strong correlations with the pavement thickness, subgrade state, thickness ratios, and modulus ratios. The use of basalt aggregates in asphalt concrete pavements provides an economically viable and technically sound solution for Jeju. The proposed design methodology not only reduces costs but also enhances pavement performance and road safety. The developed formulas offer flexibility in adjusting designs based on specific traffic conditions, providing optimal pavement solutions for different road categories.

Aluminum-based composites are in high demand in industrial fields due to their light weight, high electrical conductivity, and corrosion resistance. Due to its unique advantages for composite fabrication, powder metallurgy is a crucial player in meeting this demand. However, the size and weight fraction of the reinforcement significantly influence the components' quality and performance. Understanding the correlation of these variables is crucial for building high-quality components. This study, therefore, investigated the correlations among various parameters—namely, milling time, reinforcement ratio, and size—that affect the composite’s physical and mechanical properties. An artificial neural network model was developed and showed the ability to correlate the processing parameters with the density, hardness, and tensile strength of Al2024-B4C composites. The predicted index of relative importance suggests that the milling time has the most substantial effect on fabricated components. This practical insight can be directly applied in the fabrication of high-quality Al2024-B4C composites.

This review examines the microstructural and mechanical properties of a Ti-6Al-4V alloy produced by wrought processing and powder metallurgy (PM), specifically laser powder bed fusion (LPBF) and hot isostatic pressing. Wrought methods, such as forging and rolling, create equiaxed alpha (α) and beta (β) grain structures with balanced properties, which are ideal for fatigue resistance. In contrast, PM methods, particularly LPBF, often yield a martensitic α′ structure with high microhardness, enabling complex geometries but requiring post-processing to improve its properties and reduce stress. The study evaluated the effects of processing parameters on grain size, phase distribution, and material characteristics, guiding the choice of fabrication techniques for optimizing Ti-6Al-4V performance in aerospace, biomedical, and automotive applications. The analysis emphasizes tailored processing to meet advanced engineering demands.

In this study, a composite material suitable for flexible transparent electrodes was fabricated using Norland Optical Adhesive 68 (NOA 68), an ultraviolet (UV) curable polymer, and silver nanowires (Ag nanowire, AgNW). The mechanical behavior of this composite was then analyzed. A AgNW network structure was embedded in the NOA 68 polymer and cured using UV energy. The composite was prepared with an AgNW network structure formed approximately 4 μm from the top of the NOA 68 matrix. Tensile test specimens were prepared according to ASTM standards, and tensile tests were conducted at room temperature in air. Scanning electron microscopy (SEM) and tensile tests were used to analyze the changes in mechanical behavior according to UV exposure time and the presence of AgNW. The results showed that as UV curing time increased, the yield strength of the composite increased while the elongation decreased. Regardless of the presence of the AgNW filler, the stress-strain curves of the ductile polymer exhibited the typical mechanical behavior of semi-crystalline polymers as UV curing time increased, characterized by strain softening. It was also confirmed that the composite impregnated with AgNW exhibited higher strength in response to changes in mechanical properties due to UV curing.

This study investigated the optimal process conditions and mechanical properties of Cu-10Sn alloys produced by the powder bed fusion (PBF) method. The optimal PBF conditions were explored by producing samples with various laser scanning speeds and laser power. It was found that under optimized conditions, samples with a density close to the theoretical density could be fabricated using PBF without any serious defects. The microstructure and mechanical properties of samples produced under optimized conditions were investigated and compared with a commercial alloy produced by the conventional method. The hardness, maximum tensile strength, and elongation of the samples were significantly higher than those of the commercially available cast alloy with the same chemical composition. Based on these results, it is expected to be possible to use the PBF technique to manufacture Cu-10Sn products with complex 3D shapes that could not be made using the conventional manufacturing method.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 논문에서는 3D 프린팅 공정을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동을 효과적으로 예측하기 위한 AM 공정 연계 구조 해석 기법을 제안하였다. 복합소재 3D 프린터(Mark Two, Markforged)를 활용하여 다양한 노즐 경로를 갖는 인장 시편을 출력하였으며, 출력물에 대한 인장 시험을 진행하였다. 또한, 노즐 경로에 따른 부위별 이방 물성을 도출하기 위해 실험적 데이터를 기반으로 역공학 기법을 적용하였다. 제안된 AM 공정 연계 구조 해석 방안의 타당성을 검증하기 위해 실험 결과와의 비교/분석을 병 행하였으며, 부위별 이방 물성이 반영된 FE 모델을 바탕으로 AM 공정 연계 구조 해석을 수행함으로써 복합소재 3D 프린팅 출력물의 거동 양상을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

최근 지구온난화로 인해 폭우, 눈 등 이상기후가 발생하면서 노면 동결(블랙아이스)로 인한 사고 및 인명피해가 늘어나고 있 는 것이 문제가 되고 있다. 이를 최소화하기 위해 본 연구에서는 다공성 골재인 팽창점토에 열저장이 가능한 상변화물질(PCM)을 적용 하였다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장, 방출할 수 있는 소재로 온도에 따른 결빙을 최소화할 수 있다. 따라서 본 연 구에서는 시멘트 복합재에 적용되는 PCM 함침이 가능한 경량골재에 진공함침을 실시하고 기계적, 열적 성능 검증 연구를 수행하였다. 열적 성능을 향상시키기 위해 다중벽탄소나노튜브(MWCNT)와 실리카흄을 첨가하였다. 본 연구에서는 물체의 열적 성능을 측정할 수 있는 DSC 실험을 통해 PCM 함침 경량골재 및 콘크리트 복합체의 열적 성능을 검증하였다. 콘크리트 복합체 제작 후 압축강도 시험 과 열적 성능시험을 실시하였다. 이때 열적 성능을 검증하기 위해 항온항습 챔버를 이용하여 시험을 진행하였다. 압축강도 실험을 통 해 MWCNT의 분삭액을 혼입한 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체의 평균 압축강도는 24MPa 이상으로 구조물에 적용이 가능함을 확인하였다. 열적 성능시험을 통해 PCM 함침 팽창점토가 적용된 콘크리트 복합체는 영하의 외기온도에서도 영상의 온도를 유지할 수 있음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 주거 및 상업 건물 및 다양한 구조물에 적용이 가능할 것으로 판단된다.