• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.241-244
• /
• 2001

절연체의 수명과 직접적인 관련이 있는 전기트리의 개시특성을 연구하는데 있어서, 전기트리의 개시시간이 매우 길기 때문에 실험적으로 절연재료의 수명을 구하는데 어려움이 있다. 따라서. 본 논문에서는 Weibull 해석을 이용하여, 일반적으로 사용되는 가속시험법에 의하여 얻어진 전기트리 개시전계를 사용하여 일정전압 인가시에 전기트리 개시시간을 추정하는 방법을 이론적으로 고찰하여 실험에 적용하였다. 또한 기계적 스트레스에 의한 전기트리 개시특성을 평가하기 위하여 기계적 스트레스를 모의한 XLPE 시료에 대하여 이러한 기계적 스트레스가 전기트리 개시전계 및 개시시간 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 기계적 스트레스가 전기트리 개시전계 뿐만 아니라 개시시간을 현저하게 감소시켰으며, XLPE의 장기적인 신뢰성을 보증하기 위해서는 이러한 기계적 스트레스를 완화시키는 것이 매우 중요하다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.40.1-40.1
• /
• 2009

최근 세계적으로 환경 규제가 강화되면서 수송기계 산업 등의 경량화 소재 개발이 관심을 모으고 있다. 특히 금속재료 중 밀도가 낮고, 비강도 기계적 가공성이 우수한 마그네슘은 경량소재로써 많은 각광을 받고 있다. 그러나 상업적으로 널리 사용되는 Mg-Al계 합금은 $Mg_{17}Al_{12}$상이 형성되어 고온 기계적 특성이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 마그네슘의 강도 개선을 위한 원소로써 고용강화 원소로 많이 쓰이는 Zn와 고온에서 안정한 $Mg_2Sn$이 형성되는 Sn을 첨가한 Mg-Zn-Sn합금을 선택하여 시효온도에 따른 기계적 특성과 석출물을 관찰하였다. 실험 이전에 열역학적 분석을 바탕으로 Mg-Zn-Sn합금의 Zn함량 변화에 따른 상태도 계산 및 석출량 변화와 석출온도를 도출하였다. 도출된 석출온도를 바탕으로 Mg-Zn-Sn합금을 용체화 처리하고 시효시간에 따른 경도 변화와 미세구조를 관찰하였다. 또한 기계적 특성을 평가하기 위해 인장시험을 실시하였고 XRD, 주사전자현미경을 이용하여 석출상을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.346-347
• /
• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.06a
• /
• pp.158-158
• /
• 2009

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics 등의 분야에 적용하기 위하여 소형화 및 경량화를 구현하고자 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 압전 특성이 우수한 PNN-PMN-PZT 삼원계 세라믹을 이용하여 압전 트랜스포머를 제작하고 전기적 특성을 평가하였다. 압전트랜스포머는 전왜-압전효과를 이용한 소전력용 고전압발생소자로서 종래의 권선형 트랜스포머에 비교해서 소형, 경량이면서 승압비가 높고 구조가 간단하므로 직류 고전압전원에 응용되고 있다. 압전트랜스의 이론적인 고찰은 Rosen 이후로 많은 연구자들에 의해서 보고되었다. 그런데 압전세라믹트랜스는 공진 시 강력한 에너지변환을 하기 때문에 재료의 물리적 특성이 매우 중요함에도 불구하고, 이러한 물리적 특성에 관한 연구는 거의 없었다. 따라서 본 연구에서는 물리적 특성과 전기적 특성의 상호 연관성을 고찰하고자 하였다. 압전트랜스용 재료는 전기기계결합계수($k_p$)와 기계적품질계수(Qm)가 높아야 한다. 전기기계결합계수를 높이기 위해서는 상경계 조성의 Pb(Zr,Ti)$O_3$[PZT]계 세라믹스가 가장 우수하다. 본 연구에서는 기계적 품질계수를 향상시키기 위해서 $Pb(Nn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.06+x}(Mn_{1/3}Nb_{2/3})_{0.065-x}(Zr_{0.48}Ti_{0.52})_{0.875}0_3$계의 조성을 설계하여 압전특성을 평가하고 미세구조를 분석하였다. 또한 압전트랜스를 제작하여 입출력의 승압비 및 주파수 특성 등도 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.175-176
• /
• 2009

연성 기판을 기초로 하는 플렉서블 디스플레이 등의 연성 소자에 적용되는 TCO, 투습방지막의 기계적 특성을 시험하였다. 실제 사용 환경에서의 기계적 특성을 평가하기 위하여 굽힘시험과 인장시험을 적용하였다. PET 기판위에 PE-CVD 공정으로 성장된 실리콘 산화물 ($SiO_x$) 박막과 그 위에 스퍼터링 공정으로 성장된 투명 전도성 산화물 (TCO, Transparent Conducting Oxide) 박막의 시험 결과, 균열 생성 임계 변형량은 TCO 박막에 의해서 결정됨을 알 수 있었다. 따라서 향상된 기계적 특성을 얻기 위해서는 TCO 박막의 특성 제어가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.235-235
• /
• 2012

반도체/디스플레이 공정의 설치 layout의 단순화와 전체 공정 cost의 저감을 위하여 대용량, 고진공 성능의 진공시스템 수요가 증대되고 있다. 이로써 고진공 펌프 국산화의 일환으로 터보분자 펌프와 크라이오 펌프 개발이 진행 중이다. 개발 시제품의 최종 상용화 단계에 진입하기 위한 목적으로 핵심부품의 진공, 기계적 특성평가, 운전상태 및 진공 특성평가, 신뢰성 확보/공정대응성 평가를 위한 관련 기술 및 장치가 개발되었다. 본 연구에서는 터보분자펌프의 공정별 gas load 다변화에 따른 기계적 안정성과 작동 신뢰성의 확인을 위해 내구성 평가 장치를 설계/제작하였다. 상용화 제품의 성능 테스트를 통한 RPM, 소비전력, 압력 그리고 온도 등의 패턴을 확인하여 내구성 평가시스템의 신뢰성을 확인하고 터보분자펌프의 성능 특성 변화를 고찰하고자 한다. 본 연구는 지경부 산업원천기술개발사업 중 "초고진공펌프 개발" 사업의 제 3 세부과제인 "고진공펌프 종합특성평가시스템 개발(과제번호: 11201044)" 및 "스마트형 진공 배기 진단 제어 시스템 개발(과제번호: 11201038)" 과제에서 수행된 연구결과의 일부임.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2011.10a
• /
• pp.39.2-39.2
• /
• 2011

7075알루미늄 합금은 기계적 강도가 가장 높은 고강도 합금으로 열처리 공정이 반드시 필요하다. 그러나 열처리 공정 중 재료의 두께에 따른 내부 온도의 차이로 인한 잔류응력이 발생하여 최종 제품의 치수에 변화를 일으켜 제품 생산에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서 극저온 열처리 공정을 통하여 야기되는 7075알루미늄 합금의 기계적 특성 및 미세조직에 관하여 연구하였다. 7075 알루미늄 합금은 석출경화를 통한 강화가 이루어지며, 석출경화를 위해서 용체화 처리를 하여 인공시효를 하는 기존 공정과 비교하여 극저온 열처리 공정은 두 개의 추가적인 단계를 가지고 있다. 첫 번째 단계는 -196도의 액체 질소 속에 샘플을 극저온 ��칭을 하는 단계이고, 두 번째 단계는 샘플의 온도를 급격하게 올리는 up-hill quenching이다. 잔류응력은 X-ray diffraction을 이용한 $sin2{\psi}$ 방법으로 측정되었다. 극저온 열처리 후 기계적 특성을 평가하기 위하여 vickers hardness를 측정하였으며 미세 조직의 특성을 파악하기 위하여 EBSD와 TEM을 이용하여 평가하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2000.11c
• /
• pp.575-577
• /
• 2000

(100) single crystal Si은 좋은 anisotropy etching 성질과 기계적 강도를 가지고 있어 MEMS 구조용 소재로 사용되고 있다. (100) Si의 신뢰성 평가를 위하여 필요한 탄성계수를 측정하고 반복동작에 의한 응력에 의한 파손특성을 평가하기 위하여 micromachining을 통해 resonator를 제작하였다. Resonator의 공진주파수를 분석함으로써 탄성계수를 추하고자 하였으며 반복응력에 대한 파괴특성을 평가하기 위하여 공진 상태에서 파괴가 일어날 때까지의 사이를 수를 측정함으로써 반복음력에 대한 Si의 피로특성을 평가하고자 하였다. 실험 결과 (100) Si의 <110> 방향으로의 탄성 개수를 측정할 수 있었으며 Si의 미세파손의 응력에 대한 의존성을 평가할 수 있었다. 평가결과 Si의 미세파손 메커니즘은 억제된 균열의 진전에 의한 subcritical crack에 의한 피로파괴 현상보다는 과도한 스트레스에 의한 순간적인 균열전파에 의해 지배됨을 관찰할 수 있었다.

• Journal of Korea Technology Innovation Society
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.118-134
• /
• 1999

기계기술과 산업은 한국의 미래기술과 산업에 있어서 두 가지 의미의 중요성을 갖는다 하나는 미래성장분야의 하나로서 세계 어느 나라를 막론하고 전략육성 산업의 선정 시 반드시 포함되는 분야의 하나이다. 지능형기계, 초정밀기계, 광학응용기계 등 미래 급성장이 예상되는 기술들이 많은 분야이다. 또 하나는 다른 분야의 기술혁신을 뒷받침 해주는 역할을 하는 분야로서 한국이 선진국으로 진입하기 위해서 반드시 갖추어야 하는 분야로서의 중요성이다. 본 논문에서는 우리나라 기계기술과 산업의 현황을 진단해보고, 선진국 수준으로 발전시키기 위한 전략을 제시한다. 한 분야의 발전전략의 수립을 위해서는 먼저 그 분야의 기술적, 경제적 특성을 이해하고, 그 나라에서 현재까지 발전되어온 역사적 상황을 파악해야 한다. 본 고에서는 기계분야의 특성에 있어서 경제에서의 위치, 기술혁신의 실현체로서의 특성, 기술연계효과, 사용자주도 혁신의 중요성 및 기타 다른 기술적 경제적 특성에 대해서 논한다. 기계기술발전의 역사적 특성을 파악하고자 미국, 일본, 독일 등 선진국에서의 기계기술과 산업의 발전과정을 정리한다 이어서 우리나라 기계기술의 발전 과정에 대해서 살펴보면서 현황과 문제점에 대해 논한다. 이러한 분석을 바탕으로 우리나라 기계기술과 산업의 발전을 위한 전략을 제시한다. 기술혁신 체제의 개선, 중장기적 추진과 기술개발사업들의 개편 등 기술개발사업의 개선, 기술인력 양성제도의 개선, 시험평가 기능의 확충 등을 위한 방안을 제시하였다.

• Journal of the KSME
• /
• v.51 no.11
• /
• pp.28-31
• /
• 2011

고압 수소 시스템의 설계나 건전성 평가를 하려면 그 재료에 대한 수고의 환경에서의 역학적 특성을 알고 있어야 한다. 이글에서는 고압 수소 환경에서 재료의 역학적 특성 방법에 대해 소개하고자 한다.