초록 ▼

□연구개요
Computed Tomography System은 X-ray를 여러 각도에서 인체에 투영하고, 이를 컴퓨터로 재구성하여 인체 내부구조를 3차원 영상화하는 의료영상진단기기이다. 고속회전 Gantry의 원심력과 엑스레이튜브 타겟의 원심력이 엑스선튜브 베어링에 20g-50g로 부하되고, 엑스선발생으로 내부온도는 300도 이상 상승되는 것을 제한하기 위하여, CT 가동시간은 10-15초 이상을 가동하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 한계기술은 볼베어링의 고온 열변형이 엑스선튜브 수명에 중요한 요인이다. 종래의 기술은 은(S

□연구개요
Computed Tomography System은 X-ray를 여러 각도에서 인체에 투영하고, 이를 컴퓨터로 재구성하여 인체 내부구조를 3차원 영상화하는 의료영상진단기기이다. 고속회전 Gantry의 원심력과 엑스레이튜브 타겟의 원심력이 엑스선튜브 베어링에 20g-50g로 부하되고, 엑스선발생으로 내부온도는 300도 이상 상승되는 것을 제한하기 위하여, CT 가동시간은 10-15초 이상을 가동하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 한계기술은 볼베어링의 고온 열변형이 엑스선튜브 수명에 중요한 요인이다. 종래의 기술은 은(Silver, Ag)박막코팅된 볼베어링을 사용하였으나, 10^-7torr 진공환경하에서 300-350℃ 상승에도 연속 사용가능한 베어링으로 Liquid Metal (LM) Bearing 적용을 위하여 연구하고자 한다. 기존 기술은 베어링의 관점에서 접근하고 있으나, 첨단 Surface Texturing의 기술응용으로 Liquid Metal Bearing의 특성과 회전축 접촉둘레에 hydrodynamic Pressure를 인위적으로 유발시킬 Herringbone Surface Pattern과 LM lubrication에 대한 연구를 수행하여 기존의 연구결과의 한계를 트라이볼로지적 마찰특성을 규명하고 창의적 패턴을 개발하는 것을 목표로 수행하고자 한다.

□연구 목표대비 연구결과
유체금속이 특정한 윤활역할로써의 Surface texturing효과를 가지고 있음을 확인하였다. 특히, 경계윤활조건에서 Surface texturing의 마찰저감효과를 가지고 있었다.
본 연구에서는 Surface pattern기술을 크게 2가지로 나눌 수 있다. Cross-hatch Grooved pattern과 Herringbone Grooved pattern이다. 무패턴보다 딤플 및 그루우브패턴의 마찰계수가 저하가 되고 있음을 확인할 수 있다. Cross-hatch grooved pattern은 그루우브의 사잇각, 그루우브의 밀도 등에 따라 유체윤활의 마찰특성에 영향을 주며 Liquid metal이 groove의 패턴 각도에 영향을 받고 있음을 알 수 있다. Herringbone grooved pattern 또한 그루우브의 폭과 패턴의 밀도 및 각도에 따라 마찰 특성에 영향을 준다.

□연구개발결과의 중요성
점성계수와 표면장력이 낮은 특성의 Liquid metal과 Laser Surface Texturing기술을 금속표면에 정밀가공하여 미끄럼 접촉표면에서 발생되는 마찰저감현상과 트라이보로지적 특성을 연구하였다. 연구개발결과를 이용하여 첨단 X-ray tube 베어링으로써 Liquid Metal bearing 기술을 적용할 수 있는 기초실험결과를 도출하였으며, 기존의 볼 베어링 대비 Tube의 수명을 연장시키는 방안으로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발 필요성 ... 4
• 나. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 2. 연구개발수행 내용 및 연구결과 ... 13
• 가. 1차년도 연구개발 수행내용 ... 13
• 1) 유체금속의 점성특성평가 ... 13
• 2) 유체금속의 미끄럼마찰 기초시험 및 Surface Texturing Effect 예비시험 ... 15
• 3) 유체금속베어링에 대한 Surface Texturing 미끄럼접촉시험 준비 ... 24
• 나. 2차년도 연구개발 수행내용 ... 28
• 1) Surface Pattern 설계기술 연구 ... 28
• 2) Surface Pattern 정밀가공기술 연구 ... 34
• 3) Surface Pattern 예비실험 연구 ... 41
• 4) Surface Pattern 해석 및 분석 연구 ... 45
• 다. 3차년도 연구개발 수행내용 ... 52
• 1) Surface Pattern 설계기술 연구 ... 52
• 2) Surface Pattern 정밀가공기술 연구 ... 54
• 3) Surface Pattern 실험 연구 ... 58
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 75
• 5. 연구성과 ... 76
• 끝페이지 ... 76