• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.155-161
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• 2015

본 연구는 복합재료 구조물에 전기-기계 변환 기능을 융합한 센서-구조 일체형 복합재료 구조물 제작 방법에 관한 것으로 복합재료 구조물 자체가 센서 역할을 수행할 수 있도록 하여 구조 스스로 충격이나 진동 신호를 감지하고 손상 위치 또는 손상 정도를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다기능 복합 구조물에 관한 연구이다. 복합재 구조물에 전기-기계 변환 기능을 부여하기 위해 복합재 제작에 사용되는 에폭시 수지 대신 전기-기계 변환기능을 갖는 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,\;Ti)O_2$ (PNN-PZT) 분말과 에폭시 수지를 1:30 wt% 혼합하여 제작된 스마트 수지를 사용하였다. Hand Lay-up 공법과, VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) 성형 방법을 이용하여 유리섬유에 스마트 수지를 함침시켜 센서-구조 일체형 복합재료 구조물을 제작하였다. 구조물을 센서로 사용하기위해 시편의 윗면과 아랫면에 전도성 도료를 사용하여 전극을 제작하였고, 고전압 앰프를 이용하여 상온에서 30분간 4kV/mm의 전계로 분극 처리를 수행하였다. 이후 충격망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 출력되는 전기 신호와 충격망치 신호를 비교하여 충격 신호 감응 및 감도를 측정하고 그 결과를 기술하였다.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.1-6
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• 2016

본 연구에서는 4개의 FBG 센서가 설치된 보강된 복합재 구조물을 시편으로 사용하여, 충격해머로 가해진 저속 충격 위치를 탐색하였다. 100 kHz의 데이터 샘플링 속도를 가진 FBG 인터로게이터를 사용하였으며, 제안된 알고리즘을 통해 예상 충격위치를 계산하였다. 복합재 시편은 주 스파(Spar)와 몇 개의 스트링거(Stringer)를 포함하며 전체 면적은 $0.8{\times}1.2m$이다. 247개의 격자점과 36개의 보강재 지점에 대한 기준신호 데이터를 얻었으며, 이는 임의의 충격신호에 대한 비교대상이 되었다. 제안된 알고리즘은 normalized cross-correlation을 사용하여 두신호의 상호 유사성을 판독하는 방식으로 작동한다. 각각의 센서 신호로부터 얻어진 correlation 결과는 서로 곱연산되어 상호 보상적인 방법으로 사용되었다. 성능평가를 위해 대상 영역에 대한 20개의 임의의 충격시험을 수행하였다. 시험결과 성공적으로 충격위치를 탐색할 수 있었으며, 4개 센서신호를 사용하여 최대 오차 43.4 mm와 평균 오차 17.0 mm의 성능을 얻었다. 같은 시험에 대하여 사용된 센서의 개수를 변화시켜 가며 그 성능의 변화를 알아보았다. 두 개의 센서를 사용하였을 때 상호 보상적 효과가 최대가 됨을 확인하였으며, 2개의 센서(1, 2번 센서)의 조합으로 최대 오차 42.5 mm와 평균 오차 17.4 mm의 성능을 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.279-279
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• 2007

비휘발성 메모리 Fe-RAM은 빠른 정보처리 속도와 전원공급이 차단되었을 때도 계속 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 특징과 더불어 저전압, 저전력 구동의 장점이 있어서, 차세대 메모리로 많은 주목을 받고 있다. FeRAM에 사용되는 강유전체는 주로 Pb(Zr,Ti)$O_3$가 적용되었는데, 최근에는 비납계 강유전체의 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비납계 강유전체 중에서 가장 특성이 우수한 물질은 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 이다. 그런데 BLT는 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타내기 때문에 BLT 박막을 이용하여 Fe-RAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 지금까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 증착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법(sputtering deposition method), PLD (pulsed laser deposition)법 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요가 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표가 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3,\;TiO_2,\;La_2O_3,\;Nb_2O_5\;and\;Al_2O_3$ 분말들을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 $Nb^{+5}$ 와 $Al^{+3}$을 $Ti^{+4}$ 자리에 소량 치환시켜 제조하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pellet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 양면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. 측정결과 $Ti^{+4}$ 자리에 $Nb^{+5}$를 치환하여 제조한 시편에서 $2P_r{\sim}31\;{\mu}c/cm^2$정도의 매우 우수한 특성을 얻었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제60권2호
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• pp.143-151
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• 2022

목적: 본 연구의 목적은 두 가지 다른 임플란트 드릴 조합을 사용하여 열 발생과 드릴링 시간에 따른 성능 효율성을 평가하는 것이다. 재료 및 방법: 본 연구에서는 소갈비뼈를 연구재료로 사용하였다. 표본을 시험하기 위해 소의 뼈에서 근막 및 근육을 제거하고 드릴링 영역 주위에 온도 센서를 장착했고, 드릴링 후 온도 및 시간을 측정하였다. 실험군은 이니셜 드릴 전에 사용하는 드릴에 따라 가이드 드릴 사용 그룹과 린드만 드릴 사용 그룹으로 나누었다. 가이드 드릴 사용 그룹의 드릴 사용 순서는 다음과 같다; guide drill (ø 2.25), initial drill (ø 2.25), twist drill (ø 2.80), 그리고 twist drill (ø 3.20). 린드만 드릴 사용 그룹의 드릴 사용 순서는 다음과 같다; Lindmann drill (ø 2.10), initial drill (ø 2.25), twist drill (ø 2.80), 그리고 twist drill (ø 3.20). 통계적 분석은 Mann-Whitney U test 및 Friedman test를 이용하여 집단간 차이를 분석하였다 (α = .05). 결과: 가이드 드릴 사용 그룹의 각 시편에 대한 평균 성능 효율은 0.3861 - 1.1385 mm³/s 범위를 보였고, 린드만 드릴 사용 그룹의 평균 성능 효율은 0.1700 - 0.4199 mm³/s를 보였다. 가이드 드릴을 사용한 드릴 조합은 드릴링 시간으로 계산했을 때 우수한 성능 효율을 보였다 (P < .001). 결론: 가이드 드릴 사용 그룹이 린드만 드릴 사용 그룹보다 우수한 성능 효율을 보였기 때문에, 1차 드릴링을 수행하는 과정에서 가이드 드릴의 사용이 더욱 적합하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.12-17
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• 2015

본 연구에서는 기존의 열영상 측정 장치에 비해 위상잠금기법을 채용한 열영상 측정 장치의 온도분해능이 얼마나 향상될 수 있는지를 평가하기 위해 흑체시스템과 마이크로 레지스터 시편을 이용한 실험을 수행하여 개선된 온도분해능을 확인하였다. 일반적으로 적외선 열영상 측정 장치의 노이즈 수준 또는 온도분해능은 연속적으로 측정된 열영상의 픽셀별 온도의 평균과 각각의 측정값의 편차에 대한 제곱의 평균으로 정의되는 잡음등가온도차(noise equivalent temperature difference, NETD)라는 척도를 이용하여 평가되고 있다. 하지만 위상잠금 열영상 기법을 적용하면 더욱 편리한 방법을 이용할 수 있는데 이는 측정된 열영상 신호의 위상과는 무관한 온도의 진폭에 관한 정보를 이용하는 것이다. 연구결과를 통해 알 수 있듯이, 위상잠금 기법을 적용하게 되면 측정된 신호의 온도분해능 성능을 보여주는 잡음등가온도차가 크게 향상되었으며 이는 위상잠금기법이 내부적으로 수행하는 평균화 작업과 필터링 기능 때문인 것으로 판단되고 있다.

• Composites Research
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• 제18권1호
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• pp.16-22
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• 2005

광섬유 브래그 격자를 이용한 모니터링 연구는 시편 단위의 연구뿐만 아니라 최근 2차 구조물을 비롯하여 주 구조물로까지 그 적용 영역이 점차 확대되고 있어 신뢰성에 대한 검증이 더욱 중요해지고 있다. 본 연구에서는 광섬유 브래그 격자의 제작 방법과 반사율에 따른 기계적 강도 특성을 다양한 격자의 길이에 대해 고찰하였다. 인장 시험을 통해 광섬유는 피복 제거만으로도 약 $50\%$ 정도의 강도 저하가 발생하며 피복 제거 방법에 따라 감소량이 달라짐을 확인하였다. 피복이 제거된 광섬유에 브래그 격자를 형성하게 될 경우 반사율과 격자의 길이와는 무관하게 약 $55\%$ 정도의 강도 저하가 발생하였다. 반면, 반사율이 증가할수록 강도의 분산도는 상대적으로 증가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.360-367
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• 2009

공용중인 콘크리트 구조물의 건전성 평가를 위해서는 하중 증가에 따른 내부의 변형특성 및 손상을 예측하고 비 파괴적으로 상시 모니터링 할 필요가 있다. 본 연구에서는 철근 콘크리트 슬래브 시편을 대상으로 단계별 하중 재하(loading, holding, unloading)에 따른 음향방출 실험을 실시하였으며 휨 시험하의 인장균열, 전단균열 및 철근 콘크리트의 부착 상태, 반복하중에 의한 AE 신호의 특징과 신호 발생 양상을 분석하였다. 또한 음향방출법(a.oustic emission)에 있어 손상 정도를 유추할 수 있는 대표적 인자인 Felicity ratio를 분석하여 콘크리트 구조물의 상시감시 및 안전진단에 음향방출 기술을 적용하기 위한 분석기법을 제시하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.592-600
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• 2007

최근에 발사체의 경량화를 위해 추진제 탱크의 재료를 복합재료로 대체하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 극저온용으로 개발된 복합재와 알루미늄 라이너로 구성된 타입 3 추진제 탱크를 제작하고 실제 극저온 상태의 운용환경을 고려한 실험을 수행하였다. 이를 위해 액체 질소를 제작된 타입 3 탱크에 주입하고 기체 질소를 이용하여 가압하였다. 실험수행과정에서 헬리컬 층과 후프 층 사이에서 층간 분리 현상이 관찰되었으며, 이에 대한 원인을 분석하기 위해 해석적 방법과 실험적 방법이 사용되었다. 해석적 방법에서는 점진적 파손 해석을 고려한 열탄성 해석으로부터 파손 지수를 평가하였으며 실험적 방법에서는 타입 3 탱크를 쉽게 모사할 수 있는 복합재/알루미늄 링 시편의 액체질소 담금 시험을 통해 헬리컬 층과 후프 층 사이의 계면을 관찰하였다.

• 한국자기학회지
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• 제11권4호
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• pp.146-150
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• 2001

스퍼터 증착시 수소 첨가가 NiFe/FeMn의 교환결합 자계 (H$_{ex}$)에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Si(100)/Ta(50 $\AA$)/NiFe(60 $\AA$)/FeMn(250 $\AA$)Ta(50 $\AA$)의 경우는 하지층 NiFe 증착시 수소 첨가량이 8%에서 H$_{ex}$과 H$_{c}$ 최적 특성을 보였다. Si(100)/Ta(50 $\AA$)/NiFe(60 $\AA$)/FeMn(250 $\AA$)/NiFe(70 $\AA$)/Ta(50 $\AA$) 시편에서 FeMn 증착 시에는 5% 수소 혼합개스에서 H$_{ex}$가 148 Oe로서 최적 특성을 보였다. 이는 수소 첨가에 의해 하지층 NiFe의 (111) 우선배항성 향상, 결정립 크기의 증가 및 음력이 감소하였으며 그에 따라 FeMn의 (111) 우선 배향성 및 결정립의 크기가 증가한 결과이다.다.결과이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.374-374
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• 2010

본 연구는 Roll-to-Roll Sputtering 장비를 사용하여 제작된 Flexible ITO electrode 필름의 방사선 검출기로의 적용가능성을 알아보기 위해 기존의 Glass ITO electrode의 전기적 특성을 비교 평가하였다. 본 연구는 Flexible ITO electrode와 Glass ITO electrode을 하부전극으로 형성하고, 최근에 X-ray 변환체로 활발히 연구되고 있는 Powder 형태의 반도체물질인 HgI2 와 PbI2를 Binder와 일정한 비율로 혼합하여 3-Rolls-Miller를 사용하여 Powder를 일정한 미세크기로 만들고, 대면적 제작이 용이한 Screen-Printing method을 이용하여 시편을 제작하였다. 제작된 필름은 하부전극의 종류에 따른 X-ray 입사 후의 전기적신호의 차이를 측정하고, HgI2와 PbI2 중 Flexible ITO electrode와 더욱 효율적으로 반응하여 기존의 Glass ITO electrode를 대체할 수 있는 전극을 발견하여 진단용 의료영상의 왜곡 현상을 제거할 수 있는 Flexible 방사선 검출기의 제작의 초석을 제공하는 연구를 목적으로 한다. SEM(Scanning Electron Microscope) 통하여 반도체 물질의 결정구조와 크기를 알아보았고, 하부 전극의 종류에 따른 전기적 신호검출을 위해 제작된 필름의 암전류(Dark current) 와 민감도(Sensitivity)를 측정한 후, SNR (Signal -to- Noise)을 계산하여 평가하였다.