• Title/Summary/Keyword: 미세제조

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Effects of Electron-beam. Patterns on Microstructures of Silicon for Photovoltaic Applications (전자빔패턴에 따른 태양전지용 실리콘의 미세구조)

  • Choi, Sun-Ho;Jang, Bo-Yun;Kim, Joon-Soo;Ahn, Young-Soo
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.224-224
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    • 2010
  • 야금학적 정련은 태양전지 소재인 실리콘의 저가화를 통한 태양전지의 단가를 낮추는데 유망한 공정이다. 이중에서도 실리콘의 전자빔정련은 고순도의 실리콘 정련에 효과적인 기술이다. 본 연구에서는 전자빔용융법을 이용하여 실리콘 정련을 수행하였으며, 제조된 실리콘의 미세구조 및 분순물농도를 측정하였다. 고진공의 챔버 하부에 수냉동도가니가 위치해있고, 상부에 100 kW출력의 전자총이 설치되었다. 실리콘은 분쇄 및 세척과 같은 전처리 없이 수냉동도가니에 250g 이 장입되었다. 전자빔때턴은 소프트웨어를 통한 헌혈, 나선형의 경로(path)와 원형의 형상(Shape)이 결합하여 원형패턴과 나선형패턴의 형상으로 실리콘에 조사되었다. 전자빔의 출력을 15 kW로 실리콘을 용융하였고 분당 0.5 kW의 속도로 서냉하였다. 제조된 실리콘은 지름 100 mm, 높이 25 mm의 버튼형상이었으며, 횡방향으로 절단하여 미세구조와 불순물거동을 분석하였다. 미세구조는 광학현미경 (OM) 과 전자현미경 (SEM)을 통하여 관찰하였고 불순물거동은 유도결합플라즈마 분광분석기(ICP-AES) 을 통하여 분석하였다. 장입된 실리콘의 초기순도는 99.5 %이고, 전자빔정련 공정 후 99.996 %까지 향상되었다. 전자빔패턴을 이용한 고순도 실리콘의 정련은 태양전지 소재 개발에 유망한 기술로 활용될 것이다.

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In situ Gelation of Monodisperse Alginate Hydrogel in Microfluidic Channel Based on Mass Transfer of Calcium Ions (미세 채널에서 칼슘이온 물질전달을 이용한 단분산성 알지네이트 하이드로젤 입자의 실시간 젤화)

  • Song, YoungShin;Lee, Chang-Soo
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.52 no.5
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    • pp.632-637
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    • 2014
  • A microfluidic method for the in situ production of monodispersed alginate hydrogels using biocompatible polymer gelation by crosslinker mass transfer is described. Gelation of the hydrogel was achieved in situ by the dispersed calcium ion in the microfluidic device. The capillary number (Ca) and the flow rate of the disperse phase which are important operating parameters mainly influenced the formation of three distinctive flow regions, such as dripping, jetting, and unstable dripping. Under the formation of dripping region, monodispersed alginate hydrogels having a narrow size distribution (C.V=2.71%) were produced in the microfluidic device and the size of the hydrogels, ranging from 30 to $60{\mu}m$, could be easily controlled by varying the flow rate, viscosity, and interfacial tension. This simple microfluidic method for the production of monodisperse alginate hydrogels shows strong potential for use in delivery systems of foods, cosmetics, inks, and drugs, and spherical alginate hydrogels which have biocompatibility will be applied to cell transplantation.

Fabrication of Single-Crystal Silicon Microstructure by Anodic Reaction in HF Solution (HF 양극반응을 이용한 단결정 실리콘 미세구조의 제조)

  • Cho, Chan-Seob;Sim, Jun-Hwan;Lee, Seok-Soo;Lee, Jong-Hyun
    • Journal of Sensor Science and Technology
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    • v.1 no.2
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    • pp.183-194
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    • 1992
  • Some silicon micromechanical structures useful in sensors and actuators have been fabricated by electropolishing or porous silicon formation technique by anodic reaction in HF solution. The microstructures were lightly doped single crystal silicon and the formation was isotropic independent of crystal directions. Porous silicon layer(PSL) was formed selectively in $n^{+}$ region of $n^{+}/n$ silicon structure by anodic reaction in concentrated HF(20-48%) solution. Characteristics of the formed PSL were investigated along with change of the reaction voltage, HF concentration and the reaction time. PSL was formed only in $n^{+}$ region. The porosity of the PSL was decreased with the increase of HF concentration and independent of reaction voltage. For the case of $n/n^{+}/n$ structures, the etched surface of silicon was fairly smooth and a cusp was not found. The thickness of the microstructures was the same as that of the epitaxial n-Si layer and good uniformity. We have fabricated acceleration sensors by anodic reaction in HF solution(5 wt%) and planar technology. The process was compatible with conventional It fabrication technique. Various micromechanical structures, such as rotors of motor, gears and linear actuator, were also fabricated by the technique and examined by SEM photographs.

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A Study on the Manufacture of Polypropylene Split Yarn and Tensile Property of Its Woven Fabric (폴리프로필렌 스플리트사의 제조와 이를 이용해 제조한 제직포의 인장특성 평가)

  • 박태영
    • Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.126-129
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    • 2003
  • 폴리프로필렌(PP) 필름사는 크게 스플리트사(split yam)는 슬리트사(slit yarn)로 구분된다. 이러한 PP 필름사의 제조공정은 필름압출와 연신공정이 연속적으로 이루어져 있으며 고도로 연신되고 가공되기 때문에 전형적인 멀티필라멘트사 제조공정과 비교하여 압출공정이 간단하고 소규모로도 가능하므로 경제적이라 할 수 있다[1-3]. 스플리트사는 슬리트사 제조공정에서 연신과정에 새로이 해섬장치를 부착하여 기계적으로 슬리트된 필름사를 일정한 기하학적 구조로 미세화하여 제조한다[2]. (중략)

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Influence of Sintering Atmosphere on Microstructure and Fracture Strength of Hot-pressed $Al_2O_3$/Cu Nanocomposites (열간가압소결한 $Al_2O_3$/Cu 나노복합재료의 미세조직 및 파괴강도에 미치는 소결분위기의 영향)

  • 오승탁;강계명;최종운
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.222-222
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    • 2003
  • 나노크기 금속입자가 분산된 세라믹 나노복합재료는 향상된 기계적 특성과 함께 독특한 전기적, 자기적 특성을 보여주어 새로운 기능성 재료로의 응용가능성을 갖고 있다. 그러나 소결 중의 반응이나 입자성장 등으로 형성된 반응상 또는 조대한 입자상이 세라믹 기지의 입계 등에 존재한다면, 나노크기 금속상 분산에 의한 기계적 특성의 향상과 독특한 기능성 부여라는 장점들이 없어지게 된다. 따라서 요구되는 특성을 구현할 수 있는 금속분산 나노복합재료의 제조를 위해서는 미세조직 제어를 위한 최적의 제조공정 확립과 미세조직과 특성 등의 관계에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 기지상으로 A1$_2$O$_3$를, 분산상으로는 저융점 금속이며 일반적인 A1$_2$O$_3$의 가압소결시에 (약 140$0^{\circ}C$) 액상으로 존재하는 금속 Cu를 선택하여 조성이 5 vol% Cu가 되도록 복합재료를 제조하였다. $Al_2$O$_3$와 CuO 원료분말들은 습식 및 건식 볼 밀링을 통하여 균일한 분말혼합체로 제조되었다. 혼합분말은 열간가압소결기 내에 장입한 후 35$0^{\circ}C$에서 30분 동안 H$_2$가스를 흘려주며 CuO를 Cu로 환원 처리하였다. 계속해서 H$_2$분위기를 유지하며 승온한 후, 각각 1000-145$0^{\circ}C$에서 분위기를 Ar 으로 치환하였다. 소결은 145$0^{\circ}C$에서 30 ㎫의 압력으로 1시간동안 행하였다 소결한 시편들은 직사각형 형태로 가공하였으며 표면은 0.5$\mu\textrm{m}$의 다이아몬드 입자로 연마하였다. XRD, SEM 및 TEM을 이용하여 상분석 및 미세조직관찰을 행하였다. 파괴강도는 3중점 굽힘 법으로 (3-point bending test) 측정하였다. 이때 시편 하부의 지지 점간의 거리는 30mm, cross-head 속도는 0.5 mm/min으로 하였고 5개의 시편을 측정하여 평균값을 구하였다.

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Microporous Polystyrene Membranes Produced via Thermally Induced Phase Separation (열적으로 유도된 상 분리에 의해 제조된 폴리스티렌 미세 다공성 막)

  • Song, Seung-Won;Torkelson, John M.
    • Membrane Journal
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    • v.5 no.3
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    • pp.119-128
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    • 1995
  • The effects of coarsening on microstructure formation in polystyrene-cyclohexane solutions and membranes made from them were studied by scanning electron miccoscopy(SEM). Thermal analysis of the polymer solutions was carried out with a differential scanning calorimeter and the binodal curve was determined from the onset temperature of the heat of demixing peak. Using thermally induced phase separation(TIPS) and a freeze drying technique, it was demonstrated that polymer membrane microstructure can be changed significantly by controlling coarsening time and quench route. For systems undergoing phase separation by spinodal decomposition, resulting in a well interconnecmd, microporous structure with nearly uniform pore sizes, it was found that extending the phase separation time prior m freezing and solvent removal can result in a significant increase in pore or cell size which is highly dependent on both quench depth and coarsening time. Also this study has revealed the important role of polymer concentration in dictating the material continuity of the membranes.

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Microstructural and Piezoelectric Characteristics of PMN-PNN-PZT Ceramics Manufactured by High Energy Milling (고에너지밀링에 의해 제작된 PMN-PNN-PZT 세라믹스의 미세구조 및 압전 특성)

  • Lee, Yu-Hyong;Lee, Sang-Ho;Yoo, Ju-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.344-344
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    • 2008
  • 최근 들어, 압전 세라믹스 제조기술의 급속한 발전으로 기계, 전자뿐만 아니라 휴대용 전자기기의 초소형 적층형 압전모터 및 압전변압기 같은 고품질 압전소자의 개발에 있어 특히 소자의 소형화에 따라 나노크기의 분말제조가 연구의 주류를 이루고 있다. 현재 이러한 나노크기의 세라믹스 제조에 사용되는 방법으로는 화학적 공침법, 졸겔법, 수열반응, 그리고 고에너지 볼밀법등이 보고되고 있다. 볼밀링 공정은 세라믹제조 시 필수 불가결한 공정이나 일반적으로 미세화에 그 한계가 있어 $1{\mu}m$이하의 입자크기를 가지는 분말은 제조가 곤란한 것으로 인식되어 왔다. 그러나 고에너지 볼밀을 이용한 볼밀링은 원료의 변형, 파괴 등과 같은 원료의 물리적 변화 뿐만 아니라 원료를 구성하는 원자/분자 구조에 영향을 미쳐 원료의 화학적 특성의 변화를 유발한다. 이러한 화학적 특성의 변화는 이종 원료간의 화학 반응성을 향상시켜 밀링 중에 새로운 화학종의 생성을 유발하게 되는데 이러한 현상을 mechanochemical 효과라 한다. 이러한 mechanochemical 효과는 나노 분말 입자의 제조뿐만 아니라, 분자설계, 재료합성, 자원처리 및 리사이클링 등에도 그 적용이 시도되고 있다. 이러한 mechanochemical 효과를 이용하여 분말을 미세화 함으로써 저온 소결과 재료특성 향상을 기대해 볼 수 있다. 따라서, 이번 연구에서는 우수한 압전 특성을 가진 PMN-PNN-PZT조성을 가지고 시편을 제작하였으며, 고에너지 볼밀시간에 따라 그 압전 및 유전특성을 조사하였다.

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Preparation of TiNi and Ti-40Ni-l0Cu shape memory alloy thin films using a PLD(Plused Laser Ablation) technique (PLD법을 이용한 Ti-Ni 및 Ti-40Ni-10Cu 형상기억합금 박막의 제조)

  • Im, Hee-Joong;Kim, Dong-Hwan;Ahn, Jeung-Sun;Tadaoki Mitani;Kim, Tae-Youn;Nam, Tae-Hyun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.143-143
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    • 2003
  • 현대 산업이 발전함에 따라 다양한 기기들의 초소형화가 급속히 진행되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 미세구동소자(Microelectromechanical system)의 개발이 많은 연구 그룹들에 의해서 이루어지고 있다. 미세구동소자에 응용을 하기 위해 개발되어지고 있는 여러 가지 소재들 중 $\ulcorner$형상기억합금 $\lrcorner$은 기존의 바이메탈이나 피에조 소자에 비하여 작동거리가 우수하기 때문에 그 가능성을 인정받고 있지만, 벌크재료는 느린 냉각속도 때문에 반응속도가 느린 단점이 있기 때문에 박막화 할 필요성이 있다. 이러한 이유로 여러 그룹들에 의해 형상기억합금의 박막화가 시도되고 있으나, 조성에 의해 특성의 변화가 심한 형상기억합금의 정밀한 조성제어가 힘들다고 알려져 있다. 몇몇 연구 그룹에서 RF magnetron sputtering법을 이용하여 Ti-Ni합금 박막을 성공적으로 제조하였다는 보고가 있지만, 타겟 조성 및 형태 등의 정밀한 제어가 필요하므로 3원 합금 박막 등을 제조할 경우에는 또 다시 타겟의 조건을 정밀하게 제어해야 할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 산화물 박막등의 제조에 있어서 타겟 조성과 제조된 박막 조성이 잘 일치하여 조성제어가 쉽게 이루어진다고 알려져 있는 PLD법을 도입하여 형상기억합금 박막제조에 적용가능한지를 검토하는 것을 목적으로 하였다.

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A Study on the Electrical and Optical Properties of Micro-Pattern of Polypyrrole(PPy) by Using Vapor Phase Polymerization (기상중합법을 이용한 Polypyrrole(PPy) 필름의 전기적/광학적 특성 및 미세패턴 형성에 관한 연구)

  • Han, Yong-Hyeon;Yim, Jin-Heong
    • Polymer(Korea)
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    • v.34 no.5
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    • pp.450-453
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    • 2010
  • The electrical/optical properties and surface structures of polypyrrole (PPy) thin films, which were prepared by liquid phase polymerization (LPP) and vapor phase polymerization (VPP) of pyrrole using FTS as an initiatior are compared. The PPy thin film prepared by VPP showed superior surface resistance characteristics as compared with that prepared by LPP. We investigated the relation between surface morphology of PPy film and surface resistance by surface characteristic analysis. The surface of PPy thin film prepared by VPP was smoother than that prepared by LPP. Micro-patterned PPy thin film could be prepared effectively using VPP-combined ink-jet printing and soft lithography.

Preparation of γ-oryzanol-loaded pectin micro and nanocapsules and their characteristics according to particle size (감마오리자놀 함유 칼슘-펙틴 미세 및 나노캡슐의 제조와 입자 크기에 따른 캡슐특성)

  • Lee, Seul;Kim, Eun Suh;Lee, Ji-Soo;Lee, Hyeon Gyu
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.49 no.1
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    • pp.110-116
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    • 2017
  • ${\gamma}-Oryzanol-loaded$ calcium-pectin micro- and nanocapsules were prepared by ionic gelation to improve oxidation stability and the effect of particle size on capsule properties was investigated. The physical properties were influenced by preparation conditions such as concentrations of pectin, $CaCl_2$, ${\gamma}-oryzanol$, and hardening time. Particle sizes of micro- and nanocapsules that showed the maximum encapsulation efficiency and sustained release were $2.27{\pm}0.02mm$ and $347.7{\pm}58.1nm$, respectively. Microcapsules showed higher encapsulation efficiency ($50.73{\pm}1.98%$) than nanocapsules ($17.70{\pm}2.04%$), while nanocapsules showed more sustained release and higher stability than microcapsules. Release of ${\gamma}-oryzanol$ from both microand nanocapsules, which was low in gastric environments and promoted in intestinal environments, showed suitable characteristics for oral administration. Furthermore, antioxidant activity of ${\gamma}-oryzanol$ against autoxidation of linoleic acid was prolonged by both micro- and nanoencapsulation in a ferric thiocyanate test. Therefore, micro- and nanoencapsulation using pectin can be effective for improving biodelivery, stability, and antioxidant activity of ${\gamma}-oryzanol$.