• 대한기계학회논문집A
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• 제31권12호
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• pp.1173-1179
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• 2007

In recent years, research to machine large-surface micro-features has become important because of the light guide panel of a large-scale liquid crystal display and the bipolar plate of a high-capacity proton exchange membrane fuel cell. In this study, in order to realize the systematic design technology and performance improvements of an ultra-precision machine for machining the large-surface micro-features, a structural characteristic analysis was performed using its virtual prototype. The prototype consisted of gantry-type frame, hydrostatic feed mechanisms, linear motors, brushless DC servo motor, counterbalance mechanism, and so on. The loop stiffness was estimated from the relative displacement between the tool post and C-axis table, which was caused by a cutting force. Especially, the causes of structural stiffness deterioration were identified through the structural deformation analysis of sub-models.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권1호통권94호
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• pp.68-74
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• 1999

One of the recent changes in machining technology is rapid application of micro- and high precision grinding processes. A fine groove generation is necessary for the fabrication of optic, electronic and semiconductor parts, and achieved by chemical or mechanical processes. Slot grinding is very efficient for the generation of micro ordered groove with hard and brittle materials. As slot grinding is continuous, the ground depth become gradually shallow because of wheel wear. The form accuracy become worse from the increase of ground slot width by the loading phenomena at wheel side, results on chipping damage of the workpiece. The experiments achieve to the enhancement of the form accuracy and chipping free of the brittle materials using V shaped cast iron bonded diamond wheels. In this study we focused on the investigation of the effect of the high pressure air jet on the grinding characteristics. As a results, we found that the high pressure air jet is very effective on the reductions of the wheel wear, enhancement of the form accuracy.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권11호
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• pp.52-58
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• 2007

A cutting device capable of generating various shapes of the cyclic elliptical trajectory of a cutting tool was proposed and micro v-grooving experiments were performed to investigate the characteristics of elliptical vibration cutting (EVC). The proposed cutting device is comprised of a pair of parallel piezoelectric actuators with which harmonic voltages of varying phase difference and magnitude are supplied, creating various shapes of the elliptical tool path. The attributes of the elliptical locus involving the direction of the axis of an ellipse, the rotational direction and amplitudes of a trajectory were fine-tuned for stable operation of the EVC. The EVC characteristics performed with brass and copper revealed reduction in the cutting resistance and suppression of burr formation, resulting in the enhancement of form accuracy of machined micro-features. While the effect of the EVC increases with the increase of excitation frequency and the amplitude, it is found that a change in the cutting force decreases as the amplitude of an elliptical locus increases.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.519-526
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• 2015

본 연구에서는 핵비등 시 미세액막층의 증발에 의한 열유속과 열전달률 계산을 위한 simple microlayer model 의 물리적 변수들을 측정하기 위하여 미세액막층의 형상을 실험적으로 조사하였다. 레이저를 이용한 전반사 및 간섭 기법을 이용하여 simple microlayer model 을 구성하는 인자들인 미세액막층의 초기 두께 및 수평 이동속도를 측정하였다. 대기압 포화상태의 물을 이용하여 수평 벽면에서 단일기포 핵비등 실험을 수행하였고, 평균 열유속 $200kW/m^2$ 조건에서 동일한 위치에서 발생하는 기포들의 미세액막층의 구조적 특성을 분석하였다. 본 연구의 범위에서 측정한 미세액막층의 최대 초기 두께는 $5.4{\mu}m$ 이었으며, 증발에 의한 미세액막층의 수평 이동속도는 0.12 m/s 이었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.43.2-43.2
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• 2009

Al-Mg 알루미늄 합금은 강도가 높고 성형성이 우수하여 수송기기 경량화용 소재로서 사용량이 증가하고 있다. 특히고강도 특성을 보이는 Al-Mg-Mn합금은 자동차, 선박및 철도차량등의 형재 및 판재로 그 사용량이 증가하고 있다. 또한 결정립을 미세화 시킨 Al-Mg-Mn합금판재의 경우에는 온간성형으로 복잡한 형상의 판재부품제조에 사용되고 있다. 연속주조공정인 Twin roll strip casting(TRC)은용탕으로부터 직접 판재를 생산할 수 있는 공정으로 주로 순알루미늄계열의 판재 생산에 사용되고 있으나 최근에는 고강도 판재의 저비용 생산을 위하여 고합금계 판재에 적용하는 연구가 수행되고 있다. 합금량이 높은 고강도Al-Mg계 합금의 TRC 주조시 고액공존구간이 커서 더욱 정밀한 공정제어가 필요하다. 또한 기존의 슬라브주조방식보다 높은 냉각속도로 주조가 가능하기 때문에 결정립 및 정출상의 미세화공정으로 응용되기도한다. 본 연구에서는 TRC공정을 기초로 주조시 열간 압연의효과를 동시에 부여하는 용탕직접압연공정을 개발하였으며 상용 고강도 알루미늄 합금인 5083합금 판재를제조하였다. 또한 기존 Al-Mg 합금에 Mn을 첨가하여 용탕직접압연함으로서 정출상의 크기 및 밀도를 제어하여 강도가 우수한 Al-Mg-Mn 합금판재를 제조하는 기술을 개발하였다. 용탕직접압연된 Al-Mg-Mn계 합금의 경우에 주조시 높은 냉각속도로 인하여 결정립이 미세하고 Al6Mn과 같은 미세한 정출상이 다량 형성되었으며, 최종압연 및 열처리에 의하여 높은 강도를 갖는 고강도 알루미늄 합금 판재의 제조가 가능하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.222-222
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• 2010

수평성장 방식을 이용하여 다결정 실리콘 리본을 제조하였으며, 제조된 리본의 미세구조 및 결함을 분석하였다. 기존 잉곳 성장 및 절단 공정을 통해 제조된 실리콘 웨이퍼는 절단 중 실리콘의 손살 때문에 단가를 상승 시킨다. 따라서 실리콘 용탕으로부터 직접 웨이퍼를 제조하는 리본 기술이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 수명 성장 법을 이용하여 용융 실리콘으로부터 다결정 실리콘 리본을 제조 하였다. 제조 된 리본의 크기$50{\times}50$ mm였으며 두께는 $375{\pm}50{\mu}m$ 이었다. 또한, 미세구조 분석 결과 결정들의 형상이 불규칙적 이었으며, 바닥에서부터 윗부분까지 한 방향으로 성장되었다. 수직성장된 결정들의 평균 입경은 $50.2{\mu}m$ 이었다. 전위 (dislocations ), 이중(twins), 그리고 기공 (pores) 같은 구조적 결점들과 SiC, 탄소, 그러고 산소와 같은 불순물 결함 등이 관찰 되었다. 본 연구를 통해 제조된 다결정 실리콘 리본은 태양전지용 웨이퍼로 응용 가능 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.110-115
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• 2005

표면 경화가 요구되는 소재에 코발트계 합금 분말을 용사 소모재로 하고 플라즈마 트랜스퍼드 아크(PTA) 용사 공정을 이용하여 표면 개질부를 제조하였다. 표면 개질부는 다른 용사 변수는 일정하게 유지한 상태에서 용사 전류만을 변화하여 제조하였다. 용사 전류를 80에서 140 amp까지 20 amp씩 증가하면서 개질층을 제조하였다. 두께가 일정한 모재에 전류를 변화하여 표면 개질층을 제조하는 경우 용사후 모재에서 발생하는 냉각 효과가 다르게 되고 이는 개질층의 폭과 두께 등의 기하학적 형상과 미세 조직, 그리고 미세경도 등의 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 용사 전류를 120amp로 사용한 경우 미세조직이 조밀하고 미세경도 값이 가장 높은 값을 나타내는 개질층을 얻을 수 있었다. 전류를 증가함에 따라 개질층의 폭은 증가하지만 높이는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.341-341
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• 2011

초발수 표면은 자가세정, 부식방지, 방오특성의 특징을 가진다. 이러한 특성은 오염성이 높은 건물외장재 및 자동차유리, 태양전지 모듈유리, 디스플레이등 적용분야가 매우 다양하며, 코팅 방법으로 sol-gel, CVD, PVD등의 여러 가지 방법으로 많은 연구가 보고 되고 있다. 초발수 표면을 제작하는 대표적인 방법으로 PTFE와 같은 낮은 표면에너지를 가지는 물질을 증착하는 방법이 많이 사용되고 있으나, 초발수 표면에 가까운 접촉각을 구현하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 여러 가지 기판(Al, Cu, Sus, glass)에 추가적으로 표면 미세요철구조를 만들어 특성을 분석 하였다. 표면의 미세구조는 기판을 산에 Etching 하는 방법으로 Sample을 준비 하였다. 준비된 기판에 RF-Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 PTFE를 증착하여 특성을 분석 하였다. 표면과 물방울이 이루는 각도를 알아보기 위해 Contact Angle을 측정한 결과 Glass와 Sus 기판을 제외한 Al과 Cu기판에서 약 150도에 이르는 초발수 특성을 보였으며, 이러한 표면형상을 관찰하기 위해서 SEM 측정을 해본 결과 표면의 미세요철구조가 확인 되었으며, AFM 측정결과 표면의 미세요철의 거칠기가 Etching공정을 통해 증가 된 것을 확인할 수 있었으며, Etching후 Al과 Cu는 수 nm ~ mm의 거칠기를 보였으며, 거칠기가 증가하여 접촉각의 향상에 기여 하였으리라 생각된다. XPS 측정결과 낮은 표면에너지를 가지는 CF2와 CF3 피크가 보이는 것으로 보아 표면에너지가 낮아져 접촉각이 높아졌으리라 사료 된다.

• 한국광학회지
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• 제10권5호
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• pp.373-378
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• 1999

투명한 유전체 박막과 관련된 측정 분야는 반도체 산업의 발전과 함께 급속히 성장하고 있으며, 회로의 고집적화 추세에 맞추어 고정밀도의 측정 성능을 요구하고 있다. 최근 웨이퍼의 광역 평탄화를 위한 CMP(chemical mechanical polishing)공정의 도입으로 인하여 박막의 두께뿐만 아니라 미세 형상에 대한 측정 요구가 증가하고 있다. 이 논문에서는 기존의 비접촉 표면 형상 측정법의 하나인 백색광 주사 간섭법을 이용하여 박막의 두께 형상을 측정하여 새로운 측정 알고리즘 제시하고자 한다. 이 방법은 기존의 백색광 간섭 신호 해석법의 하나인 주파수 분석법과 비선형 최소 자승법을 이용함으로써 구현된다. 그리고 실험을 통하여 개발된 알고리즘의 타당성을 검증한다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권3호
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• pp.99-108
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• 2006

본 논문은 기존 파이로 부품인 폭발볼트의 기능을 그대로 유지하면서 분리시 발생되는 파편 및 충격파의 악 작용과 파편을 완벽히 제거할 수 있게 형상기억합금(Shape Memory Alloy)을 이용한 분리장치(Fangibolt) 모델의 설계 및 모사에 관한 연구이다. Frangibolt는 기존 폭발볼트에서 사용하는 분리화약을 사용하지 않고 스마트 소재인 형상기억합금의 온도에 따라 변화되는 미세조직에 따른 응력생성을 이용하여 파이로 장치를 분리시키는 Non Pyrotechnic 장치로써, 실제 Frangibolt노치부에 생성되는 응력의 분포 및 분리거동을 해석함으로써 Frangibolt 설계에 필요한 인자를 파악할 수 있었다. 또한 볼트 설계방법의 최적화를 제시함으로써 향후 다른 종류의 SMA을 이용한분리장치 설계 및 해석 모델에 기초자료를 제공할 수 있을 것이다.