• Journal of Welding and Joining
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.29-40
• /
• 1996

Electron beam 용접은 전자총에서 발생된 electron beam을 렌즈로 집속시켜 고 에너지의 열원을 얻는 것을 기본 원리로 하고 있다. Electron beam은 렌즈에 의해 매우 작게 집속(0.1 - 1mm.PHI.)시켜 높은 에너지밀도로 만들 수 있으므로 용접을 매우 깊게(수십 - 수백 mm) 할 수 있다. 이러한 용접 특성은 모재의 열변형을 최소로 하여 용접 부위가 원래의 성질을 잃어버리는 것을 최소화한다. 그러나, deep welding 의 경우 입력 파워 밀도가 너무 큰 관계로 계면 부위가 기계적 충격에 약하다는 단점 을 갖고 있다. Electron beam 용접은 서로 다른 금속을 filler material 없이 용접할 수 있으며 복잡한 구조의 용접이 가능하다. 또한 대부분의 electron beam 용접은 진공 중에서 이루어지기 때문에 공기의 영향을 받지 않는다는(산화 방식) 특성을 갖고 있다. 즉, 공기와의 접촉이 적기 때문에 산화가 방지되고 용접 순도가 매우 높다는 장점을 갖고 있다. 이는 반면 장치가 거대해지고 비싸다는 단점으로 작용한다. 1980년대 부터 이러한 단점의 극복을 위해서 대기중에서의 electron beam 용접에 관한 연구가 수행 되어 실용화 단계에 이루고 있다. 최근 전자, computer기술의 발달로 electron beam 출력을 더욱 더 정밀하게 조절할 수 있고, computer와 sensor의 결합으로 자동용접 위치 제어와 NC(Numerical Control) 작업대의 설치로 완전 자동화 용접 공정이 가능 하다. 그 결과 높은 용접 속도를 얻을 수 있으며 무인 생산 체계에로의 응용이 가능 하다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2016.11a
• /
• pp.185-185
• /
• 2016

아크릴계 수지(resin)에 인조 흑연과 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 1:1 비율로 혼합한 충전제(filler)와 용제(solvent) 및 기타 첨가제(additives)를 혼합하여 방열도료를 제조하여 수직방향 열전도도를 상온에서 평가하였다. 충전제의 함량을 1, 2, 5 중량 %로 변화시키며 원료들을 준비하여 교반기로 혼합한 뒤 3단 롤 밀(three roll mill)로 분산공정을 진행하여 3 종류의 도료를 제조하였다. 제조한 도료를 가로 11 mm, 세로 11 mm, 두께 0.4 mm의 Al 5052 알루미늄 기판에 스프레이 코팅 방식으로 도포한 후 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 열경화 건조 과정을 거쳐 샘플을 제작하였다. 측정 시료의 형상은 대략적으로 Fig. 1과 같다. 열전도도는 식 $k={\alpha}{\cdot}C_p{\cdot}{\rho}$를 사용해서 계산된다. 여기서 k는 열전도도($W/m{\cdot}K$), ${\alpha}$는 열확산계수($mm^2/s$), $C_p$는 비열($J/kg{\cdot}K$), ${\rho}$는 밀도($g/cm^3$)를 나타낸다. 열확산계수는 독일 NETZSCH 사의 Laser Flash Analysis 장비(모델명 LFA 457)를 사용하여 측정하였는데, 기판 뒤쪽에서 레이저를 조사하고 도료층 전면에서 적외선 온도센서를 통해 시간에 따른 온도 상승곡선을 구한 후, 두 물체의 계면에서의 접촉 열저항(contact thermal resistance)을 감안하여 장비에 내장되어 있는 소프트웨어로 열확산계수가 계산된다. 비열은 같은 회사의 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 200 F3 장비를 사용해 측정했으며, 밀도는 부피와 질량을 측정한 값을 이용하여 계산하였다. 도료를 도포하지 않은 bare Al plate에 대해서는 쉽게 열확산계수, 비열, 밀도를 측정하여 열전도도를 구할 수 있다. 도료가 코팅된 샘플에 대해서는 도료층을 일부 떼어내 비열을 측정하고, 밀도를 구한 후, 도료층의 열전도도가 2-layer 법으로 장비 내장 소프트웨어로 계산된다, 이때 Al 기판의 열확산계수, 비열, 밀도는 미리 측정한 bare Al plate의 값을 적용하였다. 실험 결과를 Table 1에 정리하였다. 흑연과 탄소나노튜브를 혼합한 충전제를 함유한 아크릴 복합체 박막에서 측정된 열전도도는 보통 고분자 재료의 열전도도 값의 상한 영역에 육박하는 값이며, 충전제 함량이 증가할수록 열전도도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.23-33
• /
• 1991

Mn - Zn Ferrite has the natural characteristics of incongruent melting and the zinc oxide evaporation while the crystal is being grown. As a result of these, it comes into existence to be a non-uniform distribution of cations along the crystal growth axis and also Pt particles are usually precipitated into the crystals in Bridgman method since the melt zone is maintained for a long time in the crucible. These have bad effects on the magnetic properties of ferrites. But, to overcome these faults and then acquire the better single crystals. new modified growth method was developed and the growth factors were investigated as following: melt height in the crucible, surface tension and density of melt, the behavior of melt at interface, the shapes of crucible and solid -liquid interface, powder feeding rate, and the crystal growing speed. In additon, when we analyzed the compositional fluctuations of grown crystals, they were supressed within 1.5 mol% $Fe_20_3$, 2 mol% MnO, ZnO respectively with comparing to initial composition of crystal and the microstructures of crystals on the(110) plane were observed by optical microscope through the chemical etching technique and the magnetic properties were determined.

• Journal of Adhesion and Interface
• /
• v.24 no.3
• /
• pp.86-94
• /
• 2023

To fabricate all-solution-processed flexible Organic Light-Emitting Diodes (OLEDs), we demonstrated a bonding technology using a polyethyleneimine (PEI) as an adhesion layer between the two substrates. As the adhesion layer requires not only a high adhesion strength, but also a high current density, we have tried to find out the optimum condition which meets the two requirements at the same time by changing experimental factors such as PEI concentration, thickness of the layer and by mixing some additives into the PEI. The adhesion strength and the electrical current density were investigated by tensile tests and electron only device (EOD) experiments, respectively. The results showed that at higher PEI concentration the adhesion strength showed higher value, but the electrical current through the PEI layer decreased rapidly due to the increased PEI layer thickness. We added Sorbitol and PolyEthyleneGlycohol (PEG) into the 0.1 wt% PEI solution to enhance the adhesion and electrical properties. With the addition of the 0.5 wt% PEG into the 0.1 wt% PEI solution, the device showed an electrical current density of 900 mA/cm² and a good adhesion characteristic also. These data demonstrated the possibility of fabricating all-solution-processed OLEDs using two-substrate bonding technology with the PEI layer as an adhesion layer.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.24 no.5
• /
• pp.476-482
• /
• 2013

In this work, the effects of electrochemical oxidation of carbon fiber surfaces on mechanical interfacial properties of carbon fibers-reinforced polarized-polypropylene matrix composites were studied with various current densities during the treatments. Surface properties of the fibers before and after treatments were observed by SEM, AFM, XPS, and contact angle measurements. Mechanical interfacial properties of the composites were measured in terms of critical stress intensity factor ($K_{IC}$). From the results it was found that $O_{1s}$ peaks of the fiber surfaces were strengthened after electrochemical oxidation which led to the enhancement of surface free energy of the fiber, resulting in good mechanical performance of the composites. It can be concluded that electrochemical oxidation of the carbon fiber surfaces can control the interfacial adhesion between the carbon fibers and polarized-polypropylene in this composites system.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.377-382
• /
• 1998

This study was carried out to investigate the relation between surface acidity and interfacial electrical characteristics of surface-treated ${\gamma}-alumina$ whose surface activity was increased. The points of zero charge (P. Z. C.) of ${\gamma}-alumina$ whose surface is treated with the sulfuric, nitric and hydro-chloric acid of various concentration were measured from the site-binding theory and mass transport method. The surface active sites were measured by amine titration method and Hammett indicator method. The interfacial properties at alumina/KCl(aq) interface were measured by potentiometric titration. From the experimental results, the following results were obtained. Pure ${\gamma}-alumina$ surface acidity decreases with the increase of calcination temperature at strength $H_o{\leq}+9.3$ Surface-treated alumina acidic properties increase with the anion loading on alumina surface. The surface ionization constants decrease with anion loading on alumina surface, then P. Z. C. decreases with acid amount on alumina surface. Acid amount of surface treated alumina can be correlated with surface charge density at strength $H_o{\leq}+4.8$ as follows. $SO_4^2-/Al_2O_3:Q_A=-0.172ln(0.0418{\sigma}+1.448)$ $NO_3^-/Al_2O_3:Q_A=-0.024{\sigma}-0.0189$ $Cl^-/Al_2O_3:Q_A=-0.01{\sigma}-0.2006$.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.1-10
• /
• 1992

저탄소강은 일반적으로 용접성이 우수하지만 완전한 접합 강도와 용접부에서의 결함을 방지하기 위해서는 많은 주위가 필요하다. 용접부의 기계적 성질은 그 미세구조에 따라 좌우되는데, 이 구조는 모재의 화학조성, 용접 조건 그리고 후열처리에 의하여 결정이 된다. 이와 같이 용융용 접에 의한 저탄소강의 접합부는 저탄소함량으로 응고 균열에 대한 저항이 높다. 그러나 탄소의 함량이 증가하므로서 용접성은 저하하여, 0.3% 이상에서 용접부는 과열, 과냉, 저온 균열과 porosity에 취약하게 된다. 구조용강애 있어서는 용접성에 대한 일반적인 기준이 없으므로 이 러한 재료는 모재와 용접부의 기계적 성질, 고온 및 저온 균열성, 열간 및 냉각가공성등을 고려 하게 된다. 그러나 가장 중요한 것은 용접부의 신뢰도이다. 탄소강과 저합금강에 있어서 용접은 높은 강도를 얻을 수 있어야 하며 접합부에서 모재의 원래의 특성을 유지하여야 하고 결함이 없어야 할 것이다. 이와 같은 결함은 모재의 융접 이하에서 접합을 실시하는 고상접합으로 충 분히 억제할 수가 있다. 고상접합에서는 근본적인 미세조직의 결정화도 피할 수 있으며 고온균 일과 같은 결함의 위험도 배제할 수 있다. 고상접합은 용융용접과는 달리 모재를 용융시키지 않고 고체상태에서 접합을 하는데, 신금속 및 신소재의 개발과 첨단산업의 발달로 고상접합 기 술이 크게 각광을 받고 발전하게 되었다. 이와 같은 접합기술의 발전으로 기존의 용접으로는 접합이 불가한 소재, 용접기술의 적용이 곤란한 복잡한 형상, 복합기능 소재, 고품질 및 고정밀 성이 요구되는 소재등이 접합이 가능하게 되었다. 이러한 접합기술로는 brazing, 확산접합, 마찰 용접 등이 주로 많이 이용되고 있다. Brazing은 융점이 낮은 filler metal이 모재의 사이에서 용 융상태로 유입되어 냉각되면서 접합되는 방식이고 확산접합은 모재의 접합계면에서 원자의 상호 확산으로 접합을 하게 된다. 한편 마찰용접은 계면에서 회전에 의한 마찰열고 접합하는 방식 이다. 본 기술해설에서는 이러한 고상접합 기술을 이용한 철강재료의 접합에 대하여 고찰하도록 하겠다.

• Applied Microscopy
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.155-163
• /
• 2006

The defects in a synthesized crystal of ${\alpha}-Al_2O_3$ used as substrate for growing of semi-conductor materials such as GaN were examined by the conventional transmission electron microscopy (TEM), Large Angle CBED and High-Angle Annular Dark Field (HAADF) STEM methods. The dominant defects found in the specimen are basal microtwins with the thickness of ${\sim}2\;to\;32 nm$ and the associated strong strain field at the interface of microtwin/matrix, basal dislocations and complex dislocations in the one of {$2\bar{1}\bar{1}3$} pyramidal slip plane. All these basal and pyramidal dislocations seem to be strong related to basal microtwins. It was also found that the density of defects is very uneven. In the certain area with the dimension of a few fm, the dislocation density is quite high as an order of ${/sim}10^{10}/cm^2, but the average density is roughly estimated to be less than ${\sim}10^5/cm^2, as is usually expected in general synthesized crystals.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.83-88
• /
• 2018

The electromigration (EM) tests were performed at $150^{\circ}C$ with $1.5{\times}10^5A/cm^2$ conditions in order to investigate the effect of non-conductive film (NCF) trap on the electrical reliability of Cu/Ni/Sn-Ag microbumps. The EM failure time of Cu/Ni/Sn-Ag microbump with NCF trap was around 8 times shorter than Cu/Ni/Sn-Ag microbump without NCF trap. From systematic analysis on the electrical resistance and failed interfaces, the trapped NCF-induced voids at the Sn-Ag/Ni-Sn intermetallic compound interface lead to faster EM void growth and earlier open failure.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.25 no.4
• /
• pp.315-321
• /
• 2012

In this study, a sequential multiscale homogenization method to characterize the effective thermal conductivity of nano particulate polymer nanocomposites is proposed through a molecular dynamics(MD) simulations and a finite element-based homogenization method. The thermal conductivity of the nanocomposites embedding different-sized nanoparticles at a fixed volume fraction of 5.8% are obtained from MD simulations. Due to the Kapitza thermal resistance, the thermal conductivity of the nanocomposites decreases as the size of the embedded nanoparticle decreases. In order to describe the nanoparticle size effect using the homogenization method with accuracy, the Kapitza interface in which the temperature discontinuity condition appears and the effective interphase zone formed by highly densified matrix polymer are modeled as independent phases that constitutes the nanocomposites microstructure, thus, the overall nanocomposites domain is modeled as a four-phase structure consists of the nanoparticle, Kapitza interface, effective interphase, and polymer matrix. The thermal conductivity of the effective interphase is inversely predicted from the thermal conductivity of the nanocomposites through the multiscale homogenization method, then, exponentially fitted to a function of the particle radius. Using the multiscale homogenization method, the thermal conductivities of the nanocomposites at various particle radii and volume fractions are obtained, and parametric studies are conducted to examine the effect of the effective interphase on the overall thermal conductivity of the nanocomposites.