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Mechanical properties of tungsten fiber reinforced-Ti-6Al-4V alloy MMCs
Sunyoung SON,Shin-ichi NISHIDA,Nobusuke HATTORI,Young-Suk KIM 대한기계학회 2002 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2002 No.8
The objective of this study is to establish an optimized manufacturing process of the metal-matrix composite (MMC) made from tungsten fiber reinforced Ti-6Al-4V alloys using a hot isostatic pressing (HIP). The rod type MMC was made by mixing W fibers of W fibers of 20 ㎛ in diameter and 1㎜ long and Ti-6Al-4V powders of of 70 ㎛ in the mean diameter in a V-mill blender, pressing the mixed powders using in argon atmosphere at 950℃ for 1 hr. under applied pressure of 1000㎫, followed by swaging at RT with 70% cold work. The MMC with the tungsten fibers varying from 0 to 12 vol.% were subjected to tensile tests, fatigue tests and hardness measurement ar RT. Comparing to the mechanical properties of conventional Ti-6Al-4V alloy, the rod-type MMC made by HIP had increased hardness with increasing volume percent of W fibers, the peak tensile strength at the 9vol.% W fibers but lower fatigue strengths for all the volume percent of W fibers added. The effect of the W fiber concentration on the mechanical properties of the MMCs was discussed based on the orientation of the W fibers in the matrix, porosity and the secondary cracks which were evaluated by microstructural examination of the MMCs after mechanical tests.
( Sunyoung Son ) 대한간학회 2016 춘·추계 학술대회 (KASL) Vol.2016 No.1
간이식은 말기 간질환으로 치료가 불가능한 상태의 환자에게 타인의 간으로 대치하는 수술방법으로 이는 환자의 생명연장뿐 아니라 삶의 질 증진에도 긍정적인 영향을 미치면서 현재에는 가장 확실한 치료 방법으로 그 입지를 굳혀 가고 있다.1) 이런간이식은 장기기증을 뇌사자로부터 받게 되는 뇌사자 간이식과 생체부분 간이식으로 구별되며, 간이식을 필요로 하는 간질환자는 증가하고 있으나 이를 위한 뇌사자 간 공여자의 수가 절대적으로 부족하여 대안으로 생체부분 간이식의 빈도는빠르게 증가하고 있고, 질병관리본부 장기이식관리센터의 통계연보에 따르면 2000년 171건 이었던 생체부분 간이식은 2014 년 858건으로 증가하였으며, 2014년 한해 시행된 간 이식의 1,262건 중 68.0%를 차지하며 증가가 전망되고 있다. 생체부분간이식이 활발해 지면서 많은 연구가 이루어지며, 간 공여자의 안전 및 신체적 회복, 합병증 예방을 위해 많은 노력을 기울이고있지만,2) 아직까지도 많은 연구와 관심은 간 이식 수혜자 중심의 삶의 질, 스트레스, 적응능력과 향상에 초점되어 있으며, 간 공여자의 문제는 간과되어 신체적 문제와 합병증에만 초점되어 있다.3)공여자를 대상으로 한 연구 결과 단순한 간 기능회복 뿐만이 아닌 신체 기능 회복 및 삶의 질을 평가한 결과 공여자들은 수술전 보다 낮은 신체기능 및 삶의 질을 보였으며, 정보 부족으로 인한 간 공여자의 교육 요구도와 정서적인 어려움이 확인되어,4)5) 최근 진행된 연구들에서 공여자를 위한 상담 및 교육 프로그램을 활성화해야 한다는 보고들이 나오고 있으나, 실제적으로대부분의 간이식을 시행하고 있는 많은 의료기관에서 간 공여자를 대상으로 수술과정, 수술 전후 관리, 간 공여 후 생길 수있는 문제와 정서적 관리 등에 대한 포괄적인 교육 및 상담 프로그램의 진행이 적극적으로 이루어지지 않고 있는 상태이다.6)간 공여자들 대상 교육 요구도를 확인한 연구 결과에서도 간 공여자들은 간 공여 수술 관련, 간 공여 후 일상생활 관리, 간공여 후 정서관리, 간 공여 후 사회생활 관리 순의 내용에 대한 교육요구를 보였으며,7) 간 공여자의 경험을 확인한 연구결과신체의 불완전한 회복으로 인한 신체적 어려움과 심리 정신적인 양가감정, 사회 경제적인 어려움, 회복시기의 지연 등의 어려움을 겪고 있음을 확인하며 간 공여자를 위하여 장기기증 전후로 심리 정신적 상담의 필요성을 제시하였다.5)생체 간이식의 놀라운 업적에도 불구하고 생체 간 공여자를 위한 의료의 현 실태는 특화된 중재의 필요성만 확인된 채 실제적인 적용이 이루어지지 않고 있는 상황이다. 예기치 않은 부작용과 합병증을 겪게 되거나, 수혜자의 경과 악화 혹은 죽음을지켜볼 수도 있는 공여자들에게 그들의 신체 및 정신건강과 회복 및 적응을 위하여 할 수 있는 것이 무엇인지를 고민해 봐야할 이 시점에서 관여된 전문인들이 생체 장기기증자의 건강증진을 위하여 교육 및 상담의 활성화에 대한 책임과 의무를 다해야할 때임을 밝히고 싶다.
손선영(Sunyoung SON),Shin-ichi NISHIDA,이종형(Jong-hyung LEE),김영태(Young-tae KIM),이도경(Do-kyung LEE),손용제(Yong-jea SON),장현덕(Hyun-duck Jang) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.4
새로운 티타늄기 MMCs(W/ Ti-6Al-4V)에 대한 기계적 특성에 대한 연구를 행하여 평가한 결과를 나타내었다. HIP(hot isostatic pressing) 제조법과 RS(Rotary Swaging) 2 차 가공을 통하여 텅스텐 섬유 함유율이 각각 6, 9, 12 vol%인 W/Ti-6Al-4V MMCs 를 제작하였으며, 경도는 기존의 Ti-6Al-4V 합금과 비교하여 20-30%, 인장강도는 50%(비강도-38%) 높은 값을 얻었다. 섬유 함유율 9vol.% 에서 가장 높은 인장 값을 나타내었으며, MMCs 에서 메트릭스와 계면 사이에 생성된 확산상에 의해서 경도 및 인장강도가 향상되었다. 또한 피로 강도를 향상 시키기 위한 방법으로 메트릭스의 질적 향상을 위한 HIP 제작조건에 대한 추가적인 연구가 필요하다. The objective of this study is the estimation of the mechanical properties of HIP-treated MMCs by an optimized manufacturing process. The Ti-MMCs were fabricated by HIP and rotary swaging (RS) for secondary processing. The Ti-MMCs with different tungsten fiber contents of 0, 6, 9, and 12 vol% were subjected to tensile tests, fatigue tests, and hardness tests. The results show that the hardness values of Ti-MMCs increased with the increasing volume percent of tungsten fibers, the tensile strength increased by approximately 50% (specific strength: 38%) at the 9 vol%. The value of tungsten-fiber orientation F affects the tensile strength. The fatigue strengths of the Ti-MMCs did not improve. HIP is a useful manufacturing method for Ti-MMCs and RS is an important process for improving fiber orientation during secondary processing.