• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.311-311
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• 2010

Aerosol deposition method(ADM)은 상온에서 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정이다. 이러한 Aerosol deposition method의 장점은 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있고, 다양한 재료의 코팅이 가능하며, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이하다. 본 연구에서는 많은 장점을 가지고 있는 Aerosol deposition method를 이용하여 높은 유전상수, 압전계수, 초전계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 유전체 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말 중 높은 유전율을 갖고 압전특성이 있는 Polyvinyl difluoride(PVDF)를 선정하여 $BaTiO_3$ 분말에 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰고, 또한 금속 분말을 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰다. 성장된 복합체 후막은 유전율과 유전손실 그리고 leakage current, breakdown voltage, 미세구조 분석 등 다양한 분석이 이루어 졌으며, embedded capacitor 유전체 층으로 응용 가능성을 가늠하였고, 상온에서 제조된 유전체 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2012

The air texturing공정은 노즐에서 전달되는 초음속 에어기류에 의해 overfeed를 수반하여 yarn속 fiber가 뒤얽혀 loop와 crimp를 발달시키는데, 고강력 고탄성율 고내열성 내절단성 등의 특성을 가지는 아라미드섬유를 에어 가공사로 가공 할 경우 가공 전 필라멘트 상태일 때 보다 표면에 생기는 loop로 인하여 촉감이 좋아지고 또한 타 소재와 접착 시 접착제 담지 성능이 향상 되어 접착력이 상승되고, 이를 통해 보강재로서의 기능이 강화되는 반면 역학물성이 기존의 아라미드 보다 저하되는 약점을 가지고 있어 최근 ATY 공정조건이 ATY 사의 구조와 물성변화에 미치는 영향에 대한 많은 연구결과가 발표되고 있다. 본 연구에서는 Aiki air jet texturing machine에서 $Heracron^{(R)}$ para-aramid(840, 1000d, 1500d)를 사용하여 ATY nozzle의 직경을 0.6, 0.75, 1, 1.2mm로 변화를 주어 12개의 para-aramid ATY 시료를 제조하여 이들의 섬도, 강신도, 초기탄성률, 열수축률 그리고 형태불안정성(instability)등의 물성변화를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 노즐의 직경이 증가함에 따라 사 내의 filament간의 움직임이 자유로워 교락이 증가하고 루프가 형성되어 단위길이 당 mass가 커지므로 섬도가 미세하게 증가하는 것을 볼 수 있다. 또한 직경이 증가할수록 절단강도와 초기탄성률은 감소하고 절단신도가 증가하는 경향을 볼 수 있는데 이는 축 방향으로의 배열이 적어져 하중을 분담하는 portion이 감소하고 사의 loop형성이 많아짐으로서 상대적으로 인장력에 대응하는 fiber의 수가 적어지기 때문으로 사료된다. 이는 현미경 관찰로 확인할 수 있는데 직경이 증가함에 따라 사의 loop의 엉킴이 증가하고 filament가 조밀한 것을 확인할 수 있다. 직경 변화에 따른 건 습열 수축률은 1% 미만의 매우 낮은 값으로 영향을 받지 않는 것을 확인 할 수 있는데 para-aramid의 열적특성의 안정성에 기인하는 것으로 사료되며 ATY의 불안정성은 노즐 직경 증가에 따른 어떤 경향성을 찾아볼 수 없었지만 840d, 1000d, 1500d로 섬도가 증가함에 따라 사의 불안정성이 증가하였다.

• 멤브레인
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• 제20권4호
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• pp.335-341
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• 2010

본 연구에서는 음이온교환막 개발에 관한 것으로 poly(ethylenimine) (PEI) / poly(vinyl alcohol) (PVA)의 혼합비율에 따라 막을 제조하였다. 제조된 막의 특성화를 평가하기 위하여 함수율, 접촉각, FT-IR, 이온교환용량, 이온전도도, 열 중량분석, 탄성계수 측정을 실시하였다. 이온전도도 측정 결과 PVA/PEI의 함량이 90 : 10으로 제조된 막의 경우 $5.16{\times}10^{-2}S/cm$의 값을 나타내어 우수한 음이온전도도를 나타내었으며 접촉각 측정 결과 PEI의 함량이 증가함에 따라 막표면의 소수성이 $78.3^{\circ}$까지 함께 증가하는 결과를 나타내었다. 또한 열에 대한 안정성은 PVA의 우수한 성질을 변화시키지 않았으며 탄성계수 측정을 통해 고강도 기계적 물성을 확인할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제22권1호
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• pp.22-28
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• 2021

여러 방면에서 사용되는 규조토를 이용한 제품은 수분흡수에 최적화되어 있지만 고경도, 가루날림, 거친 표면 느낌 등의 문제점을 지니고 있다. 이를 개선하기 위하여 경도가 낮고 탄성이 우수한 EVA (Ethylene vinyl acetate)를 이용하여 과량의 무기물을 첨가하여 수분 흡수 특성이 우수하면서도 저경도, 고탄성을 지니는 올레핀계 발포체를 제조하였다. 발포체의 수분 흡수 특성을 부여하기 위해 규조토를 첨가하였으며, 수분 흡수/건조 특성은 규조토의 함유량에 따라 약 10~15%의 수분 흡수율과 10~70%의 수분 건조율을 나타내었다. 본 연구를 통해 규조토가 첨가된 수분흡수형 올레핀계 발포체 제조가 가능하였으며, 발포체에 첨가된 규조토는 그 미세구조와 특징으로 인해 수분 흡수와 발산에 큰 영향을 끼친다는 것이 확인되었다.

• 한국안광학회지
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• 제11권3호
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• pp.259-265
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• 2006

우리는 하이드로겔 렌즈의 단점을 보완하기 위해 AA(Acrylic acid) and BMA(butyl methacrylate)의 재료를 중합하였다. 실리콘의 합성과정은 다음과 같다. Disocynate를 HEMA(2-hydroxyethylmethacrylate)와 촉매 하에서 반응시킨 후 다시 고 산소 투과성 특성을 가지는 bis(hydroxyalkyl)terminated poly(dimethylsiloxane)를 반응시켜 Acrylate-PDMS(Polydimethylsiloxane)-Urethane prepolymer를 합성하였다. HEMA(2-hydroxyet-hylmethacrylate)는 중합 가능한 prepolymer를 만들기 위해서 사용하였으며, Urethane의 도입은 탄성이 좋고 산소투과성을 높이기 위해 사용하였다. 이렇게 만들어진 prepolymer를 기존 하이드로겔 콘택트렌즈의 재료들과 공중합하여 산소투과성이 좋은 실리콘 하이드로겔 렌즈(silicone hydrogel contact lens)를 제조하였다. 콘택트렌즈 제조를 위해 기존에 사용된 콘택트렌즈 재료에 탄성과 유연성이 좋은 BMA(Butyl methacrylate), 습윤성이 좋은 AA(Acrylic acid)를 첨가하였다. 개시제로는 AIBN(Azobis2-methylpropionitrile)을, 교차결합제로 EGDMA(Ethylene Glycol Dimethacrylat)를 사용하였다. 각 monomer의 특징에 따라 여러 가지 조합을 시도하여 기본적인 콘택트렌즈 물성을 만족하면서 동시에 산소투과성과 습윤성이 좋은 렌즈를 제조하였다. SILICONE, HEMA, NVP과 EGDMA등이 포함된 SN은 팽윤율(swelling ratio) 9.38%, 함수율(water content) 23.72%로 나타났고, 가시광선 투과율은 88%로 나타났다. AA를 첨가한 SA는 팽윤율(swelling ratio) 9.38%, 함수율(water content) 23.72%로 나타났고, 가시광선 투과율은 88%로 나타났다. SN에 BMA를 첨가한 SB는 팽윤율(swelling ratio) 12.50%, 함수율(water content) 18.56%로 나타났고, 가시광선 투과율은 88%로 나타났다. SN에 AA와 BMA를 첨가한 SAB는 팽윤율(swelling ratio) 8.33%, 함수율(water content) 12.93%로 나타났고, 가시광선 투과율은 88%로 나타났다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제11권5호
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• pp.86-92
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• 1997

초음파 모터는 저속, 고토오크, 빠른 응답, 큰 정지 토오크등 여러 가지 장점을 지니고 있어서 자동화 설비 분야뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 그 용도에 많은 기대를 모으고 있다. 따라서 최근들어 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며 많은 논문 및 응용분야에 대한 발표가 이루어지고 있다. 초음파 모터의 제어 파라미터는 2상 전원 전압의 진폭, 주파수, 위상차와 정역의 시비율, 고정자와 회전자간의 압력등이 있다. 본 논문에서는 위상차 조절을 사용하여 점성계수와 탄성계수에 따른 초음파 모터의 토크변화를 고찰하고 이에 따른 과도응답을 검토함으로서 힘 피드백없이 각도 검출만으로 동력학적인 점탄성 제어를 실현하였다. 따라서 초음파 모터가 유연성을 요구하는 자동화 설비용 소형 액츄에이터로 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.133-133
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• 2018

증착(Vapor Deposition)이란 어떤 물질을 증기화 시켜 기판에 응축시키는 공정을 말하며 물리증착(Physical Vapor Deposition; PVD)과 화학증착(Chemical Vapor Deposition)으로 대별된다. 빗각 증착 (Oblique Angle Deposition; OAD) 기술은 입사 증기가 기판에 비스듬히 입사하도록 조절하여 코팅하는 물리증착 기술의 하나로 피막의 조직을 다양하게 제어할 수 있으며 따라서 피막의 특성 제어가 가능한 기술이다. 지금까지 빗각증착은 증기의 산란이 발생하지 않는 $10^{-5}$ 토르 이하의 고진공에서 이루어져 왔다. 본 연구에서는 플라즈마를 이용한 스퍼터링과 음극 아크 증착을 이용하여 질화티타늄(TiN; Titanium Nitride) 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. TiN 박막은 내마모성 향상 및 장식용 코팅에 널리 이용되고 있다. 박막 제조시 특히 바이어스 전압을 박막 조직의 기울기를 제어하는 수단으로 이용하였고 빗각과 바이어스 전압을 이용하여 다층박막의 조직제어에 활용하였다. 박막의 미세구조와 방위, 경도를 SEM, XRD, Nano Indenter를 이용하여 측정하였고 반사율 및 박막의 조도는 Spectrophotometer와 조도 측정기를 이용하여 측정하였다. 기울어진 조직 및 V형태의 조직이 단층 및 다층의 피막에서 명확하게 관찰됨을 확인하였고 특히 마지막 층 제조시 바이어스 전압을 인가할 경우 탄성계수는 크게 변하지 않는 상황에서 경도가 증가함을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.134-142
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• 2003

고강도 콘크리트의 초기 균열 제어를 위해서는 균열 발생의 주요 원인인 자기수축에 대한 실험과 예측, 그리고 감소 방안에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재비가 0.50~0.27이고 플라이 애쉬 대체율이 0, 10, 20, 30%인 콘크리트의 자기수축을 측정하였으며, 실험결과를 토대로 예측 모델을 제안하였다. 실험 결과, 물-결합재비가 낮아짐에 따라 자기수축이 증가하였으며, 재령 초기에서 자기수축 발현률이 크게 증가하였다. 또한, 플라이 애쉬 대체율이 증가할수록 자기수축이 감소하는 결과를 얻었다. 비록 재령 초기에 큰 자기수축이 발생했다 하더라도 콘크리트의 강성(탄성계수)이 낮은 동안에는 응력은 발생하지 않게 된다. 따라서, 본 연구에서는 콘크리트 강성의 변화를 고려하기 위해 초음파 속도 발현 특성으로부터 콘크리트 강성의 발현 시점을 간접적으로 조사하여 이를 자기수축 모델링에 사용하였다. 실용적인 측면에서, 본 연구에서 제안된 모델은 자기수축과 이로 인해 발생한 응력을 예측하는 데에 유효하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.110-116
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• 2003

근년, 콘크리트구조물이 고층화, 대형화됨에 따라 고강도, 고유동, 고내구성인 고성능 콘크리트의 수요가 많아지고 있다. 이러한 고성능 콘크리트는 보통콘크리트에 비하여 압축강도가 크고, 시공성 및 내구성이 우수한 것이 장점이지만, 보통강도 콘크리트에 비하여 파괴형태가 취성적인 것이 단점으로 제시되고 있다. 따라서, 본 연구는 W/B 30% 및 40%에서 메탈라스, 유리섬유 및 탄소섬유로 횡구속된 고성능 콘크리트의 역학적 특성을 분석하여 압축강도 및 인성개량방법을 제안하고자 하였다. 연구결과 압축강도는 횡구속재의 횡구속력의 증대에 기인하여 메탈라스, 탄소섬유 및 유리섬유의 순으로 증가하였다. 또한, 횡구속재 변화에 따른 응력-변형도곡선에서 플레인의 경우는 최대하중 이후 취성파괴로 나타난 반면, 횡구속된 경우로, 특히 메탈라스로 횡구속하였을 때에는 인성증가로 변형율이 증가하여 어느 정도 취성이 개량됨을 알 수 있었다. 탄성계수는 보강하지 않은 콘크리트와 비교하여 약간 큰 값으로 압축강도의 경향과 비슷한 양상이었다.