치아의 치석제거 및 치골절삭에 사용되는 초음파 스케일러는 일반적으로 마그넷형과 압전형으로 구분할 수 있으며, 최근에 들어 소형화, 저전력, 정밀성, 저비용 등의 장점으로 인해 압전형이 주로 사용되고 있다. 국내의 대부분의 치과에서 한 대 이상 운용되는 초음파 스케일러는 대부분 유럽 제품으로며, 국내에서는 이를 대체하기 위한 제품이 출시되고 있으나 아직까지 유럽 제품에 비해 출력강도, 정밀도 등에서 성능이 모자란 현실로 시장에서 외면 받고 있다. 본 연구에서는 앞서 언급한 압전 초음파 스케일러에 대한 체계적인 연구를 진행하여 외국에 비해 상대적으로 성능이 떨어지는 초음파 스케일러의 성능을 개선하고자 하였다. 이를 위하여 스케일러의 진동 발생부, 즉 압전 세라믹과 SUS 재질의 head, tail 부로 구성된 진동발생부의 최적구조톨 도출하기 위하여 유한요소 해석을 실시하였으며, 스케일러의 중심주파수 28kHz에서 최대 출력이 발생할 수 있는 구조를 도출하였다. 스케일러의 Head 와 Tail 부문의 두께와 직경, 길이 변화에 따른 중심주파수 및 출력 변위의 경향분석을 실시하였으며, 이상의 결과를 바탕으로 실제 스케일러를 제작하여 시뮬레이션의 유효성을 검증하였다. 이상의 과정으로 거쳐 개발된 압전 초음파 스케일러는 다양한 Tip 종류의 영향을 최소화할 수 있으며, 중심주파수는 28~30kHz 에서 뛰어난 성능을 나타내어 기종 유럽제품의 성능을 앞지르는 특성을 확보할 수 있었다.
The design of superconducting magnets for a 600 kJ SEMS was discussed. The basic constraint conditions in the design of a 600 kJ SMES magnet were V-I loss(<1 W), inductance of magnet(<24 H), the number of Double Pancake Coils(DPC about 10), the number of turns of DPC(<300), outer diameter of DPC(close to 800 mm) and total length of HTS wire in a DPC(<500 m). As a result of optimum design, we obtained design parameters of the 600 kJ SMES magnet with two operating currents, 360 A and 370 A, which are in the limited conditions without V-I loss. V-I loss of each operating current was calculated with design parameters and V-I characteristic of the HTS wire. As a result of calculations, V-I losses with operating currents of 360 A and 370 A were 0.6 W and 1.86 W, respectively. Even though all design parameters of the SMES magnet in case of operating current of 360 A were in the restricted conditions, V-I loss of SMES magnet showed a tendency to generate at local DPCs, which are located on the top and the bottom of the SMES magnet more than that of the other DPCs.
본 논문에서는 초소형 코일-마그넷으로 구성되는 전자 트랜스듀서를 이용하는 청각보조용 이식형 인공중이를 설계하였다. 세라믹 방식의 진동체에 비하여 음향특성은 우수하나 효율이 낮은 것이 문제점으로 지적되고 있는 전자 트랜스듀서 방식의 진동체를 효과적으로 구현하기 위하여 객관화된 진동체의 설계방안을 제시하였으며 시스템의 전력 전달 효율을 향상시킬 수 있도록 FM방식의 음성신호 전달용 체외기와 체내기를 설계하였다. 설계된 트랜스듀서 및 체외기와 체내기의 실험세트를 만들어 금속스트립 및 사체의 측두골을 대상으로 진동특성을 측정하였다. 그 결과 FM방식의 신호전달기법이 갖는 장점을 확인할 수 있었으며 증폭된 입력 음압에 해당하는 진동을 효과적으로 이소골에 전달할 수 있음을 보였다.
Generally, the high Tc superconductor(HTS) doesn't generate any loss in DC condition, but generate considerable loss in AC condition. Until now AC loss in superconductor has been researched on measuring method of short sample by using electrical method and magnetization method. But it is not easy to estimate AC loss in high class magnet system with results of measuring AC Joss in short sample. In this paper, we carry out research on measuring method by using calorimetric method used in measuring AC loss in high class magnet system. We make the inductive and non-inductive superconducting magnet and measure the generated AC loss, then we compare the measured results with the calculated results using Norris equation. This measuring method of AC loss using calorimetric method can measure not only AC loss in superconducting magnet but losses in conducting, radiant and low temperature. Consequently it is thought that efficient design and fabrication of superconducting magnet system will be possible by means of AC loss measurement method using calorimetric method.
Hard magnet was usually used by coating $SiO_2$ ceramic thick films followed by the thermal annealing process. In this work, the alternative annealing process for NdFeB magnets using e-beam sources (1~2 MeV, 50~400 kGy) was investigated. NdFeB magnets was coated with ceramic thick films using the spray method. The optimal annealing parameter for e-beam source reveals to be 1 MeV and 300 kGy. The sample prepared at 1 MeV and 300 kGy was characterized by the analysis of the surface morphology, film hardness, adhesion and chemical stability. The mechanical property of thick film, especially film hardness, is better than that of thermal annealed samples at $180^{\circ}C$. As a result, e-beam annealing process will be one of candidate and attractive heat treatment process. In future, manufacturing process will be carried out in cooperation with the magnet company.
페리마그넷(Ferrimagnetic) $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$(Garnet) 박막 또는 후막은 초고주파 대역에서 사용하는 통신부품의 소자로서 핵심 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 요즘 신기술로 소개된 펄스 레이저 증착기술(Laser Ablation Technique)에 의하여 가넷의 표준조성인 $Y_{3}Fe_{5}O_{12}$ 후막을 에피성장 시키는데 성공하였다. KrF 가스를 사용한 Eximer 레이저를 10 Hz의 펄스주파수로 $Al_{2}O_{3}$(1102) 면에서 거의 집합조직의 에피후막을 성장시켰다. 후막의 자기특성 및 성장 양상은 사용한 기판 및 기판온도와 산소분압에 따라 결정되지만 본 연구에서 얻어진 최적의 자기특성은 가넷두께 $4.1\;\mu\textrm{m}$에서 $4{\pi}M_{s}=1300$ Gauss, $H_{c}=37.5$ Oe 의 값을 산소분압 100 mTorr 및 기판온도 $600^{\circ}C$에서 증착한 후 $700^{\circ}C$에서 2시간 소둔처리하여 최적값을 얻을 수가 있었다. 이러한 가넷후막은 협대역 주파수 범위에서 Magnetostatic Spin Wave 원리를 이용한 Filter로 사용 가능하다.
Roll to Roll (이하 RTR)로 연결된 유연회로기판(이하 FPCB)에서 일정한 장력을 유지하여 안정적인 홀 가공이 가능하게 하는 Dancer Roll System를 경량화하고 서보모터를 활용한 토크 제어를 통해 기존 방식 FPCB RTR에서는 대응 불가능하였던 중력가속도의 2배가 되는(이하 2.0G) 가속도의 고속 가공이 가능하도록 요소기술과 성능 지표를 제시한다. 기존 마그넷 클러치 방식 RTR에서는 달성이 불가능하였던 높은 회전수와 발열 문제, 낮은 토크 문제등을 마그네슘 소재를 이용한 Roll의 경량 가공법 개발과 서보모터의 토크 제어 알고리즘 개발을 통하여 해결하여 FPCB에 균일한 장력을 제공하고 토크 안정성을 높인다. 본 연구에서 개발한 요소 기술로 인해 Dancer Roll의 반응속도가 개선되어 목표한 고속화를 달성하였다.
영구자석 선형 동기전동기(PMLSM : Permanent Magnet Linear Synchronous Motor)의 구조에서, 영구자석이 레일에 고정되고 코일이 움직이는 기존 영구자석 선형 동기전동기와 달리(영구자석 = 고정자, 코일 = 이동자), 코일이 고정되고, 영구자석을 움직이는(영구자석 = 이동자, 코일 = 고정자) 구조의 위치제어시스템을 제안하고자 한다. 위치 측정은 2개의 홀센서를 사용한다. 이 방식은 엔코더 출력 펄스 신호 대신에 2개의 홀센서에서 발생되는 구형파 신호를 4체배하여 이동자의 속도와 위치를 추정한다. 구형파를 발생시키는 2개의 홀센서로 PMLSM의 벡터제어를 구현하였을 때 정격속도 범위 내에서 안정적이고 효율적으로 제어되는 것을 시뮬레이션을 통하여 입증하였다. 또 하드웨어 실험으로 시스템의 위치제어성능은 $30{\sim}50{\mu}m$의 측정범위 내에서 $10{\sim}20{\mu}m$의 정밀도로 기존시스템보다 2배나 개선되며, 경제적 효율성과 제안된 위치제어 개념의 실용적인 유용성도 확인하였다. 2개의 홀센서를 이용한 벡터제어는 협소한 공간에도 취부 할 수 있으므로 엔코더나 레졸버의 장착이 어려운 시스템에 적용될 수 있다.
적층 단열재(multi-layer insulation, MLI)는 초전도 마그넷과 초전도 전력 케이블과 같은 초전도 응용기기의 냉각에 사용되는 저온유지장치(cryostat)에 외부 열침입을 차단하여 단열성능을 향상시키기 위해 사용된다. 적층 단열재는 인공위성에 사용되는 단열재로 적층단열재를 구성하는 자재의 종류와 적층층수 등에 따라 단열 성능이 변화한다. 본 연구에서는 적층 단열재의 원리를 이용한 축열조용 복합 다층 단열재(composite multilayer insulation, CMI)의 구성 재질 종류를 변경하고 적층 방식을 바꿈으로서 단열 성능이 바뀌는 것을 확인하였다. 실험은 KS C 9805의 방법을 이용하였으며, 복합 다층 단열재의 단열 성능 확인을 위해 동일한 조건의 축열조에 스티로폼을 적용하여 비교하였다. 또한, 실험 결과를 분석하기 위한 방법으로 기존 단열재에 대한 등가 두께를 비교하고 type별 CMI의 열전도율을 구해 비교하였다. 그 결과 복합 다층 단열재의 등가 두께는 스티로폼 보다 작아 동일 두께인 경우 스티로폼 보다 단열성능이 더 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 복합 다층 단열재의 구성 소재 및 적층 방식에 따라 전도, 대류 및 복사와 관련된 값들의 변화가 총괄 열전달계수에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
Ga 첨가된 ZnO(GZO) 박막을 5.7 wt%의 $Ga_2O_3$를 ZnO에 첨가된 세라믹 GZO 타켓을 사용하여 직류 마그넷 스퍼터에 의해 실온의 유리 기판위에 제작했다. 각각 질량이 서로 다른 Ne, Ar, Kr 가스의 다양한 전압(total gas pressure)에서 제작한 GZO 박막에 대하여, 타켓의 에로젼 영역(B영역)과 비에로젼 영역(A영역)에 대향하는 박막 영역의 전기적 특성을 조사했다. 가스 종류와 관계없이 B 영역의 대향부분은 비에로젼 영역과 비교해서, 홀 이동도와 캐리어 밀도의 감소에 의해 상대적으로 높은 비저항값을 보였다. Ne 가스를 사용한 경우, GZO 박막은 가장 높은 비저항값을 나타낸 반면, Kr 가스를 사용하여 제작한 GZO 박막은 상대적으로 가장 낮은 비저항값을 보였다. GZO 박막의 전기적 특성은 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막의 결정성에 크게 의존하고 있음을 알았으며 박막의 전기적 특성과 결정성의 저하를 일으키는 인자로서 성장중의 박막표면에 충돌하여 박막에 손상을 입히는 고에너지 입자를 들 수 있다. Ne, Ar, Kr 가스의 반사 중성 원자들의 에너지를 Monete Carlo simulation에 의한 계산한 결과는 실험 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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