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주관연구기관 |
선문대학교 SunMoon University |
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연구책임자 | 박인규 |
참여연구자 | 이창순, 편영식, 조인식, 아바노프, 남지호, 최훈열, 전태진 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2012-04 |
주관부처 | 교육과학기술부 |
사업 관리 기관 | 교육과학기술부 |
등록번호 | TRKO201200007332 |
DB 구축일자 | 2013-04-18 |
키워드 | 초음파나노표면개질.인공관절.초고분자량폴리에틸렌.피로수명.내마모성.표면경도.마멸.Ultrasonic Nano Crystal Surface Modification.orthopedic implant.UHMWPE.Fatigue Life.wear resistance.Surface hardness.Tribology. |
1. 초음파진동에너지를 이용한 구조용 금속소재의 나노표면개질기술개발, 선문대학교, 박인규
• 고유 초음파나노표면개질 나노화 메카니즘 규명 : Driving force (vacancy pump model).
• 표면 나노...
1. 초음파진동에너지를 이용한 구조용 금속소재의 나노표면개질기술개발, 선문대학교, 박인규
• 고유 초음파나노표면개질 나노화 메카니즘 규명 : Driving force (vacancy pump model).
• 표면 나노화에 대한 실험적 규명 SUS304 시편 공정조건별로 grain size 30nm이하분석.
• Ferrite SAE52100 (High Stacking Fault Energy)소재에 대한 Diffusion Pumping 효과연구
• 나노구조 Cementite particle 19.6%에서 37.8% 향상 분석.
• Ni-base superalloy에 대한 나노표면개질 후 온도에 따른 알루미나이징 확산 처리 후 Al uptake 약 3배정도 향상
• 20kHz PZT소자를 통한 초음파 피로시험기술 개발
• 국내외 SCI논문 10건 게재, 국내외 학술발표 36건, 특허등록 3건, PCT 출원 1건 성과.
• 초음파나노표면개질처리 장치개선 및 최적공정화 기술실시계약 (정액 기술료 : 88,500,000원)
• 파생기술 초음파 피로시험 기술 및 장치 기술이전계약 (정액 기술료 : 18,000,000원)
• 스텐트의 수명향상 및 약물코팅 기술이전계약 (정액 기술료 : 9,600,000원)
2. 인공관절용 고분자 소재의 내마모성 표면개질 기술 개발, 한국과학기술연구원, 한승희
• 대출력 펄스 마그네트론 스퍼터링을 이용한 고체원소 플라즈마 이온주입 기술 및 PIIID 장비 개발.
• UHMWPE에 대한 He, Ti, B 등 플라즈마 이온주입 결과, 표면 경도 3배 향상.
• 세라믹 박막과 금속 모재 사이의 계면 제어를 위한 PII 공정 및 DIM 공정 개발.
• 미세경도 40 GPa의 NbN 세라믹 박막 증착기술 개발.
• PII 공정과 DIM 공정을 병행 적용, NbN 박막 증착, Co-Cr 대비 UHMWPE 내마모특성 2.4배 향상.
• 생체, 에너지, 전자, 촉매 소재 분야의 플라즈마 이온주입 응용기술 개발.
(Mg 플라즈마 이온주입 방법을 이용한 임플란트 소재의 골형성능 향상 외 9 건)
(A) A Development of an Ultrasonic Nano Crystal Surface Modification System of Structural Metallic Materials
① Theoretical unde...
(A) A Development of an Ultrasonic Nano Crystal Surface Modification System of Structural Metallic Materials
① Theoretical understanding of surface nano crystallization mechanism through ultrasonic nano surface modification and analytical evaluation of microstructure according to various processes for experimental analysis of nano crystallization
② Evaluation of mechanical properties of Ti alloys through performance improvement of important core parts of ultrasonic nano surface modification apparatus
③ Design of 20kHz ultra high cycle fatigue testing system for giga cycle life evaluation after ultrasonic nano surface modification and evaluation analysis
④ Rolling contact fatigue testing and friction coefficient testing according to surface topologies of bearing raceways to select optimum system and process to apply ultrasonic nano surface modification
⑤ Technology applying contract through technology transfer of optimum process and system
⑥ Design of fretting wear testing system for analytical evaluation of improvement of resistance to high frequency fretting wear by nanostructure after ultrasonic nano surface modification
- Fretting wear/fatigue test : ASM Volume 8 & 18
- Analytical evaluation of resistance to wear by nano crystallization after ultrasonic nano surface modification
(B) Development of wear-resistant surface modification technology for orthopedic polymeric materials
For high-longevity M-O-P type artificial joint, Ti or B ions were implanted on to UHMWPE surface, resulting in the formation of XLUHMWPE-nanoceramic composite surface composed of TiC or B4C nano-ceramic particles embedded in highly cross-linked UHMWPE matrix.
In addition, high-hardness ceramic thin films of TiN and NbN were deposited on to Co-Cr metallic head material of M-O-P type artificial joint to reduce the UHMWPE wear. During ceramic thin film deposition, various interface engineering processes using PIIID technique were developed to improve the weak interface property between ceramic film and Co-Cr substrate.
Furthermore, the key hardware technologies for PIIID process were developed for future commercialization of PIIID technique, which has lots of advantages compared to ion beam ion implantation or coating process, in addition to searching for various application fields.
고경도 나노구조 표면 개질 기술개발
주관연구기관 : 선문대학교
SunMoon University
책임연구자 :
박인규
발행년월 : 2012-04
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