• 전기의세계
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• 제43권9호
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• pp.9-16
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• 1994

본 고에서는 미세 가공기술의 실제적인 응용 예로써 일본 동북대학의 연구 내용을 간략히 소개하고자 한다. 동북대학은 미세 가공기술을 이용하여 미세 구조물의 제작 뿐 아니라 센서 및 주변회로의 집적에 의한 미세 시스템의 연구에 많은 힘을 기울이고 있으며 특히 모든 연구의 최대 목표가 철저하게 실제 응용이 가능한 시스템의 개발에 있으므로 이곳에서의 연구 내용을 전반적으로 살펴보는 것은 국내 연구에서의 방향설정 및 참고 자료로서 도움이 될 수 있으리라 판단된다. 동북대학에서의 미세 가공기술 관련 연구는 매우 방대하고 다소 산만한 느낌도 있으나 전체적으로 1. 가속도 센서를 중심으로 한 집적화 용량형 센서의 개발, 2. 고감도 센서의 개발, 3. 마이크로 액튜에이터의 제작, 4. 입체적 미세 가공기술의 개발 등으로 분류할 수 있다. 이중에서 비교적 연구 성과가 나타나고 있는 대표적인 몇가지 예에 대해서 개략적으로 살펴보도록 하겠다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.157-164
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• 2021

최근 미세먼지와 관련된 환경문제를 개선하기 위해 유해물질을 제거할 수 있는 광촉매와 흡착제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전체 공극량이 일반 건설재료에 비해 상당히 큰 폼 콘크리트에 다량의 마이크로 공극를 갖는 야자계 활성탄소를 이용해서 다공성 폼 복합체를 제작하였다. 미세먼지 흡착 가능성을 평가하기 위해 제작된 폼 복합체에 대해 공극 구조를 분석하였다. 폼 복합체의 공극구조 분석은 측정된 질소 흡착등온선으로부터 BET와 Harkins-jura이론을 적용하였다. 분석결과 활성탄소를 혼입한 폼 복합체의 비표면적과 마이크로 공극 부피가 Plain보다 크게 증가하였다. 활성탄소 혼입율이 증가할수록 폼 복합체의 비표면적과 마이크로 공극 부피가 증가하는 경향을 나타냈다. 이는 폼 복합체가 가스상의 미세먼지 전구물질 NO_X에 대한 흡착성능이 높을 것으로 보인다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.914-917
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• 2002

Fabrication of micro carbon structures and patterns using laser-assisted chemical vapor deposition is studied. Argon ion laser and ethylene were used to grow micro carbon rod through pyrolytic decomposition of the reaction gas. The influence of reaction gas pressure and incident laser power on the diameter and growth rate of the micro carbon rod was experimentally investigated. The diameter of micro carbon rods increases linearly with respect to the laser power but is almost independent of the reaction gas pressure. Growth rate of the rod changes little with gas pressure when the laser power remains below 1W. When the carbon rod was grown at near threshold laser power, a very smooth surface is obtained on the rod. By continuously moving the focusing lens in the direction of growth, a micro carbon rod with a diameter of 28 ${\mu}{\textrm}{m}$ and aspect ratio of 100 was fabricated.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.86-93
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• 2021

미세먼지를 제거하기 위하여 미세먼지 제거 기능성 건설자재가 개발되고 있다. 그러나 미세먼지 제거율 평가 방법 및 기반 시설은 국내에 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 입자상 미세먼지 제거 성능을 평가하기 위해 미세먼지 제거율 시험 챔버를 구축하고 입자상 미세먼지 제거율 평가 방법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 결과적으로 건설자재는 미세먼지가 발생하는 환경에서 유효성을 가지기 때문에, 시험 입자 주입 단계 구간를 비교 대상으로 제안하였다. 미세먼지 주입 단계에서 측정한 모든 질량농도값에서 선형 회귀 분석으로 얻어진 기울기값을 상대 비교함으로써 미세먼지 제거율 평가를 제안하였다. 본 방법은 모든 측정값을 대상으로 하고 측정값 변동성에 대한 평가를 결정계수(R²)로 평가할 수 있어서 미세먼지 제거율 결과값의 신뢰성을 확보할 수 있다.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2001년도 국제세미나 및 추계학술발표회 논문집
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• pp.71-82
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• 2001

인공위성을 이용한 범 지구 위치결정시스템인 GPS(Global Positioning System)는 수 밀리의 정밀도로 정적, 동적 위치측정이 가능한 시스템으로 교량, 건축물, 댐 등 각종 구조물의 미세한 변위를 측정하는데 이용되고 있다. 최근 국내에서도 대형구조물의 변위 측정에 GPS를 활용하려는 시도가 부분적으로 이루어지고 있으나 초보적인 단계이며 체계적인 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 RTK(Real Time Kinematic) GPS로 구조물의 변위를 실시간 측정하고 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다. 먼저 예비실험으로 반송파의 차분에 의해서 증폭되는 수신기의 측정잡음 오차, 다중경로 오차, GDOP(Geometric Dilution of Precision)가 RTK GPS의 위치정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고, RTK GPS를 이용하여 마포대교를 관측한 결과, 수 센티미터 정도 발생하는 구조물의 변위를 3차원으로 정밀 관측할 수 있었으며, 본 연구에서 개발한 모니터링프로그램을 이용하여 구조물의 거동을 실시간으로 모니터링 할 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.94-94
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• 2011

배관 구조물에서는 내부 미세 균열에서부터 국부 좌굴, 볼트 풀림, 피로 균열 등과 같이 다양한 형태의 손상이 복합적으로 발생 가능하다. 이러한 복합 손상은 배관 구조물의 누수, 누유 등의 사고를 야기할 수 있다. 하지만 기존의 단일 스케일 계측 시스템으로부터 복합 손상에 의한 실시간 누수를 진단하기는 매우 어렵다. 본 연구 단계에서는 누수를 야기하는 복합 손상을 효율적으로 진단하기 위하여 선행 연구에서 제안된 압전센서를 이용한 자가 계측 회로 기반의 다중 스케일 계측 시스템을 구조물의 복합 손상 진단에 적용하였다. 자가 계측 회로 기반 다중 스케일 계측 시스템은 크게 두 가지 형태의 신호를 계측한다. 첫 번째 스케일은 임피던스 계측으로부터 특정 주파수 대역폭에 대한 구조 응답을 계측하며, 두 번째 스케일은 유도 초음파 계측으로부터 단일 중심 주파수에 해당하는 구조물의 응답을 계측한다. 복합 손상을 손상 유형별로 분류하기 위하여 E/M 임피던스(Electro-mechanical impedance)및 유도 초음파(Guided wave) 계측으로부터 추출한 특성을 이용하여 2차원 손상지수를 계산하고 이를 지도학습 기반 패턴인식 기법(Supervised learning based pattern recognition) 중 확률론적 신경망 기법(Probabilistic Neural Network, PNN)에 적용한다. 제안된 기법의 적용성 검토를 위하여 파이프 구조물에 인위적으로 다중 손상을 생성시켜 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 기법이 실제 배관 구조물에 성공적으로 적용된다면 손상 부재의 거동 및 구조물 성능의 손상에 대한 영향을 효율적으로 진단하고 평가함으로써 배관 구조물의 효과적인 유지관리가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.90-90
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• 2000

이온빔을 이용한 리소그래피의 경우 미크론 이하의 미세구조를 형성할 수 있는 유용한 수단으로서 방사광 X-선과 함께 주목을 받고 있으며, 이와 같은 미세구조 제작은 MEMS (Micro Electro-Mechanical System) 개발에 있어서 매우 중요하다. 그러나 이온빔을 이용한 리소그래피에 대한 연구가 많이 이루어져 있지 않은 상태이다. MeV급 양정사 빔을 이용한 리소그래피의 가능성을 확인하기 위하여 기본적인 실험을 수행하였으며, 최적 이온빔 조사 조건 및 최적 현상 조건을 도출하였다. Resist로는 PMMA를 사용하였으며, 1.8 MeV 양성자 빔을 사용하여 50$\mu\textrm{m}$ 깊이의 구조물을 만들었다. 1.8MeV 양성자 빔의 조사선량이 7x1013ions/cm2 이상이 되면 PMMA 내부에 기포가 형성되므로 적정 조사선량을 4x1013 ions/cm2으로 결정하였다. 또한 선량을 4x1013ions/cm2 으로 고정하고 선량률을 변화시켜주면 선량률이 8x1011ions/cm2S 일 때부터 시료에 기포나 터짐 현상 등의 문제가 발생하였으며 5x1010~~1x1010ions/cm2s 의 선량률이 조사시간, 결함측면에서 가장 적합한 영역임을 알 수 있었다. 현상제로는 20% morpholine, 5% etanolamine 60% diethylenglykol-monobutylether, 15% 증류수를 혼합하여 사용하였다. 현상 온도를 30~5$0^{\circ}C$로 변화시켜서 현상을 한 결과, 4$0^{\circ}C$에서 현상 소요시간은 1시간 이내이며 SEM으로 관찰된 표면의 상태도 제일 양호한 결과를 보였다. 82 mesh 밀도, 선굵기 60$\mu\textrm{m}$, 크기 20x20 mm인 백금 망을 마스크로 사용하여 실제 3차원 미세구조를 제작하여 보았다. 그림 1에서 제작된 구조물의 SEM 사진을 보여주었으며, 식각된 면의 조도가 매우 뛰어나며 모서리의 직각성도 우수함을 확인할 수 있다. 이와 같이 도출된 시험 조건을 기초로 하여 리소그래피 후에 전기 도금을 이용한 금속 몰드 제작 및 이온빔 리소그래피 장점을 최대한 살릴수 있는 미세구조 제작에 대한 연구를 계속 추진할 계획이다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.709-714
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• 1995

영광 3, 4호기에 사용되고 있는 원전 압력용기용 SA-508 IH 강의 미세구조 및 상온 피로균 열성장 특성을 고찰하였다. 본 강재의 미세구조, 석출물 분포 및 형상을 투과전자현미경을 통하여 관찰하였으며 임계영역에서의 거동 및 균열닫힘에 주목하여 피로균열성장 특성을 연구하였다. 다양한 형태의 (Fe, MR)$_3$C 세멘타이트 및 Mo$_2$C 석출물이 입계, 래스경계면 및 입내에 분포되고 있음을 확인하였다. Paris 영역에서의 피로균열성장 속도는 ASME 기준선과 유사하였으며, 임계 영역에서는 일반적인 저합금강의 경우보다 다소 낮게 나타났다. 파면조사 결과 입내 연성파괴현상이 전 $\Delta$K 영역에서 나타나고 있으며, $\Delta$K$_{th}$ 부터 $\Delta$K가 12 Mpa√m 영역에서는 입계파괴 및 입내 평활면이 관찰되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.375-376
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• 2010

본 연구는 WCP 대체율 및 오토클레이브 양생시간 변화에 따른 경량기포콘크리트의 미세구조 및 광물분석을 통한 화학적 특성을 검토하였다. 경화체의 미세구조 분석으로부터 수열 반응 후 WCP 대체율 및 양생시간에 관계없이 반응하여 판상형, 섬유형의 결정 구조물의 수화물을 형성한 것을 확인하였다. 또한 Tobermorite(C5S6H5)는 WCP의 구성성분인 결정질 Quartz의 반응에 의한 것으로 추정된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1056-1060
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• 1997

An optical technique to align the laser beam with the rotation axis of a cylindrical microstructure is developed for laser microfabrication. The sample surface is first set normal to the rotation axis by applying a simple reflection law of geometrical optics and then the laser beam is aligned with the rotation axis using translation stages with quadrant photodiodes. Principle and the configuration of the alignment technique are described. An application of the present technique to laser microstereolithography showed that it could be effectively used for fabrication of micro cylindrical structures.