• Title, Summary, Keyword: 마멸기구

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세라믹 미끄럼 마멸기구에 관한 파괴역학적 고찰

  • 김석삼;김상우
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • pp.70-79
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    • 1993
  • 세라믹은 금속에 비해서 밀도가 낮고, 내마멸성이 우수하고, 열팽창계수가 작고, 높은 온도범위에 걸쳐서 안정성과 경도를 유지함으로 기계구조용재료로서 유망시 되고 있다. 앞으로 세라믹부품에 대한 수요는 더욱 증가하리라고 예상하고 있으며, 세라믹의 응용이 시도되고 있는 부품은 더욱 다양화되어가고 있는 추세이다. 그러나, 세라믹재료에 관한 신뢰할만한 데이터베이스는 확립되지 못한 상태이고, 트라이보시스템에 관한 수명예측과 설계를 위한 기초 자료도 확립하지 못한 상태에 있다. 세라믹재료에 관한 수명예측과 설계를 위해서는 세라믹재료의 트라이보시스템(tribosystem)에서의 마멸기구의 규명과 마멸율을 평가할 수 있는 마멸식을 구하는 것이 가장 기본적인 과제라 할 수 잇다. 따라서 본 연구에서는 최신 기법에 의해서 제조된 HIP제 질화규소와 지르코니아를 실험재료로 하여 무윤활하에서의 미끄럼 마찰$\cdot$마멸실험을 수행하여 마찰$\cdot$마멸특성을 규명하고, SEM을 이용한 마멸면의 미시적 관찰을 통해서 세라믹의 마멸기구를 조사하여 세라믹마멸기구의 마멸모델을 제히하고자 한다. 제시된 마멸모델에 파괴역학을 도입하여 이론해석과 고찰을 수행하여 보다 실용적인 세라믹의 마멸율을 평가할 수 있는 새료운 무차원파라메타를 제안하고자 한다.

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Effects of Counterpart Materials on Dry Sliding Wear and Friction Behavior of Co-Fe, Co-Ni Bond Materials for Diamond Tools (다이아몬드 공구용 Co-Fe, Co-Ni 본드 소재의 마멸상대재에 따른 건식 미끄럼 마찰 및 마멸거동)

  • 권용진;김용석
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • pp.28-28
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    • 2003
  • 고온가압소결(Hot Pressing) 된 다이아몬드 공구용 Co-Fe, Co-Ni계 금속본드의 상온 건식 미끄럼 마멸시험을 행하고, 조성에 따른 각 본드의 마멸 특성을 비교하고 마멸 기구를 규명하였다. 미끄럼 마멸시험은 pin-on-disk 형태의 마멸시험기를 사용하여 각 조성의 성분, 적용하중 그리고 마멸상대재를 변수로 상온, 대기 중에서 실시되었다. 마멸속도는 마멸시험 전후의 시편의 무게 감량을 이론밀도와 거리로 나누어 계산되었다. 마멸기구의 규명을 위하여 시험된 시편의 마멸면과 마멸단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 시험 결과 Co-Fe system의 경우 그 마멸속도는 마멸상대재의 영향보다는 Fe 첨가에 따른 시편의 미세조직과 기계적 성질의 차이에 따라 크게 변화하였다. 그러나 Co-Ni system의 마멸속도는 마멸 상대재에 따라 크게 변화하는 것이 관찰되었다. $Al_2$O$_3$를 상대재로 마멸된 경우에는 마멸속도가 시편/상대재 접촉면에서 형성되는 산화층의 영향을 크게 받았고, glass bead(83% SiO$_2$)를 상대재로 한 경우에는 시편의 경도와 마멸속도는 서로 반비례하였다.

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A Propotition of a New Parameter in Ceramic Wear(I) Friction and Wear Characteristics of Silicon Nitride and Zirconia (세라믹 마멸에 있어서의 새로운 파라메터 제안 (I) 질화규소와 지르코니아의 마찰$\cdot$마멸 특성)

  • ;;Hsu, S. M.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.17 no.6
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    • pp.1441-1455
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    • 1993
  • Under unlubricated condition, the friction and wear tests of silicon nitride and zirconia manufactured by HIP were carried out at room temperature. The wear resistance of silicon nitride was superior to that of zirconia under low load, whereas the wear resistance of zirconia was superior to that of silicon nitride under high load. Wear model of ceramic was suggested by the microscopic SEM observation of worn surfaces and debris. Theoretical analysis and discussions based on linear fracture mechanics were made out about this ceramic wear model. From the theoretical analysis, a new nondimensional parameter, Scf, was introduced to estimate wear rate of ceramics. This new nondimentional parameter consists of contact pressure, surface defect of contact material, frictional coefficient and fracture toughness.

Fracture Mechanics Study on Wear Mechanism of Ceramics -Discussions on Experimental Results of Wear Test- (세라믹의 마멸기구에 관한 파괴역학적 연구 -마멸실험 결과의 고찰-)

  • 김석삼;김재호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.3
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    • pp.636-645
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    • 1990
  • Analytically induced wear mechanism of elastic body under Hertzian contact is applied in acutual wear test of ceramics. There are two types of wear in ceramics, a large scale wear and a small scale wear. The large scale wear is commensurable with Hertzian contact area and the small scale wear with real contact area. Nondimensional parameter, S$_{c}$, is introduced and fully examined to estimate or predict wear rate of ceramics. Ceramic wear for S$_{c}$.leq.0.8 is in small scale wear and for S$_{c}$;geq.1.6 in large scale wear. wear.

Neutral Network에 의한 기계운활면의 마멸분 해석

  • 박흥식
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • pp.65-71
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    • 1995
  • 기계 윤활면내에 포함된 마멸입자는 기계시스템의 상태를 잘 대변하여 주므로 마멸입자의 크기분포, 단위체적당 입자수, 구성성분 및 형상 등의 정확한 규명은 기계시스템의 상태진단을 위한 여러 정보를 제공한다. 특히 마멸입자의 형상과 그 크기는 미시적 파괴현상인 마멸과정의 기구를 반영해 주고 있으며, 또한 마멸입자의 표면은 그것이 마찰면 혹은 파단면의 미시적인 형상과 반응 생성물을 포함하고 있는 표본이 된다. 본 연구에서는 마멸분의 형상, 크기, 표면광택 등과 그것이 발생하는 작동조건과의 관계를 인공 신경회로망 해석을 이용하여 기계 윤활면의 마멸분 형태인식에 적용하는 것을 목적으로 하였다.

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A Study on The Wear Process and Wear Mechanism of the Alumina Ceramics with Different Alumina Purity (순도를 달리한 알루미나 세라믹스의 마멸과정 및 이의 기구에 관한 연구)

  • 전태옥;진동규
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.18 no.12
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    • pp.3404-3412
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    • 1994
  • The present study was undertaken to investigate the dry wear process and wear mechanism of the alumina ceramics in the purity variation which are used for the mechanical seal, roll, liner and dies. The wear test was carried out under different experimental condition using the wear testing device and in which the annular surface rubbed on dry sliding condition various sliding speed, contact pressure and sliding distance. In case of alumina purity 95%, there was speed range which wear loss increased rapidly owing to enlargement of heat impact force and temperature rise of wear surface. According as the alumina purity increased, wear loss decreased but alumina purity 85% with much void and defect had the most wear loss than any other alumina purity. The friction coefficient of sliding initial stage of wear curves has a large value but according to increase of sliding distance, it decreased owing to drop of the shear strength of wear surfaces.

Propagation Analysis of Surface Crack Due to Hertzian Contact (헤르쯔접촉에 의한 표면균열의 전파해석)

  • Kim, Seock-Sam
    • Tribology and Lubricants
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    • v.8 no.2
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    • pp.35-43
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    • 1992
  • 취성재료의 마멸천이기구를 규명하기 위해 반무한탄성체상에 표면균열이 존재할 때 그 위를 헤르쯔 접촉하중이 이동할 경우를 해석모델로 하여 선형파괴역할을 도입하여 해석하였다. 해석방법으로는 표면균열을 인상전위의 연속분포로 치환하여 Erdogan-Gupta의 방법으로 균열끝면의 응력확대계수를 구하여, 취성재료의 균열전파조건인 Erdogan-Sih Criterion을 사용하여 그 전파특성을 해석하였다. 본 논문에서는 마멸율이 적은 마멸에서 마멸율이 큰 마멸로 전이할 때 급격한 표면손상과 마찰계수의 급격한 증가를 동반하므로 이에 대한 해석에 중점을 두었다. 해석결과는 접촉하중과 마찰계수의 증가는 표면균열의 전파를 야기시켜 대규모 마멸입자를 생성시키게 됨을 보여주었다.

Dry Sliding Wear Behavior of Carbide-Particle-Reinforced 7075 Al Alloy Matrix Composites (탄화물(SiC, TiC, $B_4C$ ) 입자 강화 7075 Al 합금 기지 복합재료의 건식 미끄럼 마멸 거동)

  • 강석하;박형철;강신철;김용석
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • pp.27-27
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    • 2003
  • 무가압침투법으로 제조된 부피분율 10~24% SiC, TiC, B$_4$C 탄화물 입자강화 7075 Al 합금 기지 복합재료의 건식 미끄럼 마멸거동을 강화입자의 종류, 크기 및 부피 분율을 변수로 연구하였다. 미끄럼 마멸 시험은 pin-on-disk 형태의 마멸 시험기를 사용하여, AISI 52100 베어링강을 상대재로 상온 대기 중에서 실시되었다. 마멸특성의 분석과 마멸기구의 규명을 위하여 마멸면과 마멸단면을 SEM, EDS를 이용하여 분석하였다. 제조된 복합재료의 압축 시험을 통하여 측정된 항복강도와 가공경화지수는 서로 반비례하였고, 각 시편간의 경도 차는 크지 않았다. 마멸 시험결과, 크기 및 부피 분율이 7$\mu\textrm{m}$ !0%인 SiC 입자로 강화된 복합재료를 제외하고, 전체 복합재료 시편은 7075 Al 기지 합금에 비해 낮은 마멸 속도를 보였다. 10N 이하의 저하 중에서는 강화상의 종류와 상관없이 복합재료는 낮은 마멸 속도를 보였고, 25N 이상의 고하중에서는 TiC 입자강화 복합재료가 가장 낮은 마멸 속도를, SiC 입자강화 복합재료가 가장 높은 마멸 속도를 나타내었다. 강화 입자의 크기 및 부피 분율이 동일한 경우 SiC 입자로 강화된 복합재료가 가장 낮은 내마멸성을 나타내었다. 강화상의 크기 및 부피 분율이 증가함에 따라 미소 마멸에서 격렬 마멸로의 천이 하중이 증가하였다.

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Tribological Characteristics of Sliding Contact between Deferent Combinations of Ceramics (미끄럼 접촉시 이종세라믹 간의 트라이볼로지적 특성)

  • Kim Bupmin;Kim Seock-sam;Shin Dongwoo;Yoon Sang-bo
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • pp.296-300
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    • 2004
  • Currently. the study on structural ceramic helps to suggest the precise data of friction and wear in accordance with the various conditions in operations. Also, the study helps to predict effective operating conditions by monitoring the occurrence of wear transition. The studies in the Past were mainly concentrated in using identical materials. However, it is highly likely to have unqualified data from the differences of mechanical and chemical properties between ceramic materials. Thus, in this study, through conducting the ball-on-disk type wear testing, the different ceramic materials has been used to consider tribological characteristics between different ceramic materials. We conducted the wear test by using three kinds of specimen which are zirconia, alumina and silicon carbide against zirconia. We have changed the sliding velocity and the loading conditions in this test and found out that there is row friction coefficient and wear rate in the combination of zirconia and silicon carbide.

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An Investigation of Mechanical Properties and Sliding Wear Behavior of Ultra-Fine Grained 5052 Aluminum Alloy Fabricated by a Accumulative Roll-Bonding Process (누적압연접합공정에 의해 제조된 초미세립 5052 알루미늄 합금의 상온 기계적 특성 및 미끄럼 마멸거동에 대한 연구)

  • 하종수;강석하;김용석;신동혁
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • pp.26-26
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    • 2003
  • 본 연구에서는 누적압연접합공정(ARB)을 통하여 5052 알루미늄 합금의 결정립을 약 0.2$\mu\textrm{m}$ 크기로 미세화 하였다. 누적압연에 의한 변형량 증가에 따른 미세 조직 변화와 결정립 간의 상대적인 방위각 차이를 TEM을 이용하여 관찰하였다. 누적 변형량을 함수로 상온 인장특성을 분석하였고, 초미세립 소재를 후속 열처리한 후 미세 조직 변화를 관찰하여 제조된 초미세립 소재의 열적 안정성을 평가하였다. 상온 대기 중에서 pin-on-disk 형태의 마멸시험기를 사용하여 초미세립 소재의 미끄럼 마멸시험을 변형량과 하중을 변수로 행하였다. 강소성 변형에 의해 제조된 5052 알루미늄 합금 소재의 마멸저항성은 강소성 변형 전과 비교하여 소재의 경도가 크게 증가하였음에도 불구하고 오히려 감소하였다. 마멸시험 후 마멸면의 SEM, 마멸단면의 OM 관찰과 마멸면 직하의 깊이에 따른 경도측정을 통하여 초미세립 소재의 마멸기구를 분석하였고 마멸표면의 변형 층을 관찰하였다. 또한 마멸면 직하 조직의 TEM 관찰을 통해서 마멸시험 중의 미세 조직 변화를 연구하였다.

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