• Title/Summary/Keyword: 금속 시편

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Electromigration Characteristics in AI-1%Si Thin Film Interconnections for Microelectronic Devices (극소전자 디바이스를 위한 AI-1%Si 박막배선에서의 Electromigration 특성)

  • 박영식;김진영
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.4 no.3
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    • pp.327-333
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    • 1995
  • 전자소자의 축소화에 따라 박막배선에서의 electromigration은 점차 극소전자 디바이스의 주요 결함원인으로 부각되고 있다. 본 실험에서는 현재 박막 배선 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AI-1%Si 금속박막배선의 electromigration에 대한 온도 및 배선길이의 의존성에 관하여 연구하였다. PSG($8000AA$)/SiO2(1000$\AA$)/AI-1%Si(7000$\AA$)/SiO2(5000$\AA$)/p-Si(100)의 보호막처리되지 않은 시편 등을 standard photolithography 공정을 이용하여 각각 제작하였다. 선폭 3$\mu$m, 길이 100, 400, 800, $\1600mu$m등의 AI-1%Si 배막배선구조를 사용하였다. 가속화실험을 위해 인가된 d.c.전류밀도는 4.5X106A/$ extrm{cm}^2$이었고 실온에서 $100^{\circ}C$까지의 분위기 온도에서 electromigration test를 진행하였다. 박막배선의 길에에 따른 MTF(Mean-Time-to-Failure)는 임계길이 이상에서 포화되는 경향을 보이며 이는 보호막층의 유무에 관계없이 나타난다. 선폭 $3\mu$m인 AI-1%Si 박막배선에서 임계길이는, 보호막처리된 시편은 $800\mu$m, 보호막처리되지 않은 시편은 $400\mu$m 배선길이에서 나타난다. 이러한 포화의 경향은 낮은 온도에서 더욱 명확해지는 특성을 보인다. 각 시편에서 electromigration에 대한 활성화에너지도 MTF의 특성과 유사하게 임계길이 이상에서 포화되는 특성을 보인다.

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PECVD를 이용하여 질화된 오스테나이트 스테인레스 스틸의 형성층에 따른 내구성 특성 분석

  • Park, Hyeon-Jun;Kim, Jun-Hyeong;Lee, Won-Beom;Mun, Gyeong-Il
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.282-282
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    • 2011
  • 일반 금속은 부식에 약하다는 단점을 보완하기 위해 개발된 스테인레스 스틸은 내식성이 필요로 하는 다양한 분야에서 이용되고 고크로뮴을 포함한 오스테나이트 스테인레스 스틸은 일반적으로 엔지니어링 재료로 사용되고 있다. 하지만 오스테나이트 스테인레스 스틸은 낮은 표면 경도와 지지용량으로 인해 내마모특성이 필요한 제품에는 사용이 미약한 수준이다. 현재 이러한 내마모특성을 높이기위해 오스테나이트 스테인레스 스틸은 이온질화와 이온주입등의 방법을 사용하여 표면 특성을 향상시키고자 연구되고 있다. 본 연구에서는 저진공 하에서 플라즈마를 이용하여 시편에 질화층과 Nitrogen Supersaturated Austenite층(S-phase)을 형성하여 경도와 인성을 향상시키고, 형성된 S-phase층의 두께에 따른 내식성, 내열성 특성을 확인하였다. 그리고 스테인레스 계열 시편의 질화시 나타나는 CrN층과 비교하였다. 특성 확인을 위한 시편은 약 $400{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 공정온도로 질소와 수소가스를 혼합하여 플라즈마를 형성하고 약 4시간동안의 공정을 통해 제작하였다. 제작된 시편의 경도와 조직, S-phase층의 두께를 분석하고 CrN층의 형성여부를 확인하였다. 이와 더불어 공정압력과 가스비의 변화에 따른 실험을 진행하여 질화특성을 확인하고자 하였다.

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A Study on Galvanic Corrosion properties between differential Al Alloys (이종 알루미늄 합금 간 갈바닉 부식 특성에 관한 연구)

  • Kim, Sun-Ho;Lee, Seul-Gi;Park, Jun-Mu;Park, Jae-Hyeok;Lee, Myeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.96-96
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    • 2018
  • 금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.

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Oxidation Behavior of U-2wt%Nb, Ti, and Ni Alloys in Air (U-2wt%Nb, Ti, Ni 합금의 공기중 산화거동)

  • 주준식;유길성;조일제;국동학;서항석;이은표;방경식;김호동
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.395-400
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    • 2003
  • For the long term storage safety study of the metallic spent fuel, U-Nb, U-Ti, U-Ni, U-Zr, and U-Hf simulated metallic uranium alloys, known as corrosion resistant alloys, were fabricated and oxidized in oxygen gas at $200^{\circ}C~300^{\circ}C$. Simulated metallic uranium alloys were more corrosion resistant than pure uranium metal, and corrosion resistance increases Nb, Ni, Ti in that order. The oxidation rates of uranium alloys determined and activation energy was calculated for each alloy. The matrix microstructure of the test specimens were analyzed using OM, SEM, and EPMA. It was concluded that Nb was the best acceptable alloying elements for reducing corrosion of uranium meta] considered to suitable as candidate.

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The influential Investigation and Surface Change by Concentration to the Antimicrobial Agent and Insecticide on Metallic Material (항균·방충제의 농도에 따른 금속재질에 미치는 영향성 및 표면변화 조사)

  • Lee, Jae Hui;Cho, Nam Chul;Lee, Sang Bae
    • Journal of Conservation Science
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    • v.31 no.4
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    • pp.361-372
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    • 2015
  • The experiment attempts to find out the effect of the mixture of the antimicrobial agent and insecticide on metallic material including Silver(99.9%), Copper(99.9%), Lead(99.9%) and Iron(99.5%) by Oddy test. The mixtures of the antimicrobial agent and insecticide were prepared in 60ml; with the standard concentration of 17.5% in B77 Essential oil mixture, one for mixture of concentration of ${\pm}1{\sim}2%$ and insect repellent material; the other for mixture of low concentration and antimicrobial agent(BS-2 and BS-3) material. After Oddy test, we investigated the variation in the surface of the samples by visual inspection, weighing, color measurement and SEM-EDS analysis. The result showed that Lead had the biggest change in the surface, and Copper had the biggest change in the color. In addition, changes in the samples before and after the experiment were found to be greatest at concentration of 19% of Essential oil mixture of the antimicrobial agent and insecticide. Also, B78 Essential oil mixture produce change in samples. It means when the concentration of oil mixture rises, the variation of the samples gets bigger. And, the low concentration of mixture including B77 Essential oil mixture and B78 Essential oil mixture also produce big change in the samples. However, the low concentration of B77 Essential oil mixture that do not contain B78 Essential oil mixture was able to confirm that the change of the surface is not large.

A Study on the Shear Bond Strength of Veneering Ceramics to the Lithium Disilicate (IPS e.max CAD) Core (Lithium Disilicate (IPS e.max CAD) 코어와 전장 도재 사이의 전단결합강도에 관한 연구)

  • Kim, Ki-Baek;Kim, Jae-Hong
    • Journal of dental hygiene science
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    • v.13 no.3
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    • pp.290-295
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    • 2013
  • The purpose of this study was to investigate the shear bond strength between various commercial all-ceramic system core and veneering ceramics, and evaluate the clinical stability by comparing the conventional metal ceramic system. The test samples were divided into three groups: Ni-Cr alloy (metal bond), yttria-stabilized, tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) (zirconia bond), lithium disilicate (lithium disilicate bond). The veneering porcelain recommended by the manufacturer for each type of material was fired to the core. After firing, the specimens were subjected to shear force in a universal testing machine. Load was applied at a crosshead speed of 0.50 mm/min until failure. Average shear strengths (mega pascal) were analyzed with a one-way analysis of variance and the Tukey test (${\alpha}$=0.05). The mean shear bond strength${\pm}$SD in MPa was $44.79{\pm}2.31$ in the Ni-Cr alloy group, $28.32{\pm}4.41$ in the Y-TZP group, $15.91{\pm}1.39$ in the Lithium disilicate group. The ANOVA showed a significant difference among groups (p<0.05). None of the all-ceramic system core and veneering ceramics could attain the high bond strength values of the metal ceramic combination.