• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권12호
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• pp.25-36
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• 2017

본 연구에서는 천연 제올라이트와 제강전로슬래그를 혼합 소성한 ZS 세라믹을 이용한 산성광산배수 내 중금속 및 황산이온의 제거 특성을 파악함으로써 산성광산배수 처리를 위한 ZS 세라믹의 적용 가능성을 평가하고자 하였다. 펠렛형 ZS(Zelolite-Slag) 세라믹을 이용한 회분식 실험에서 ZS 세라믹 내 천연 제올라이트에 대한 제강전로슬래그의 배합비가 증가할수록 중금속 제거효율 및 황산이온의 제거효율은 증가하였다. ZS 세라믹의 결합력 및 알칼리 공급능력, 중금속 및 황산이온 제거능력, 에너지 비용 측면에서 평가할 때 산성광산배수의 처리를 위한 ZS 세라믹의 최적의 제작 조건은 Z:S 배합비 1:2~1:3, 소성온도 $600{\sim}800^{\circ}C$, 소성시간 2시간인 것으로 파악되었다. 최적의 조건에서 제작된 ZS 세라믹에 의한 산성광산배수 처리 실험결과 중금속(Al, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn)은 거의 100%에 가까운 매우 높은 제거효율을 얻을 수 있었으며, 황산이온에 대해서는 77.1%의 제거효율을 나타내고 있었다. 본 연구의 실험결과를 통해 판단해 볼 때 천연 제올라이트와 제강전로슬래그를 혼합 소성한 ZS 세라믹은 산성광산배수의 효과적인 처리제로서 적용될 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.216-220
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• 2004

본 논문은 압전세라믹의 압전상수 d$_{33}$ 를 이용한 적층 세라믹 박판 작동층 IDEAL (InterDigitated Electrode Actuation Layer)의 개발에 관한 것이다. 대부분의 박판 압전 작동층은 압전상수 d$_{31}$ 효과를 이용하고 있다. 현재 개발된 압전작동기의 성능을 향상시키기 위해 많은 연구가 수행 중에 있으며, 그 중 한 방법이 압전상수 d$_{33}$ 를 이용하는 방법이다. 압전세라믹의 압전상수 d$_{33}$ 는 압전상수 d$_{31}$ 보다 일반적으로 두배 정도이기 때문에 d$_{33}$ 작동 효과를 활용하면 작동기의 성능을 향상시킬 수 있다. 미국 MIT에서 개발된 AFC와 NASA Langley 연구소 연구팀이 개발한 LaRC-MFC$^{TM}$는 d$_{33}$ 작동 효과를 활용하였으나 빗살형 전극이 작동층 상하 표면에 부착되어 있어 완전한 d$_{33}$ 작동 효과를 활용하였다고 볼 수 없다. 본 논문에서는 빗살형 전극을 세라믹 층간에 삽입한 적층형 세라믹 박판 작동층을 설계하고 제작하였다. 제작된 작동층의 작동 스트레인을 측정하였고 LaRC-MFC$^{TM}$의 작동 스트레인과 비교한 결과, 본 연구에서 개발한 박판 세라믹 작동층이 15% 이상의 작동 스트레인을 발생시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.50-50
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• 2008

본 연구에서는 전방항성 초음파 액추에이터의 제작, 시뮬레이션, 구동 드라이버 제작, 제어 방법에 대하여 연구하였다. 우선, 시뮬레이션 툴인 ATILA를 사용하여 전방향성 초음파 액추에이터를 설계하였고 구동 주파수, 어드미턴스 특성 그리고 액추에이터의 움직임을 분석하여 최적의 구동 주파수 영역을 파악하였다. 실제 구동을 확인하기 위하여 액추에이터 스테이지와 구동 드라이버를 개발 하였다. 전방항성 액추에이터 스테이지의 구조는 액추에이터와 4개의 볼 베어링이 알루미나 볼을 압착하는 형태이며 세라믹에 인가되는 사인파의 위상차에 의하여 4개의 방향으로 구동 할 수 있다. 또한, 액추에이터를 위치 제어를 위하여 로터리 엔코더 두 개를 사용하여 구의 움직임을 파악하였고 PID 제어기법을 사용하여 액추에이터의 움직임을 제어하였다. 스테이지 구조상 엔코더의 $70^{\circ}$ 내에서만 구동 가능하며, 실험 결과를 통하여 전방향성 초음파 액추에이터는 약 $1.2^{\circ}$의 분해능을 가지고 구동영역 내 원하는 좌표로의 이동이 가능했고, 향후 고 정밀 관절 및 인공 눈에 응용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.172-172
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• 2000

진공상태에서 diamond stylus로 MgO 표면을 마모시킬 때 발생되는 photon, electron과 마찰력을 시간의 함수로 동시에 측정하였다. 전자 방출(EE)은 Channeltron electron multiplier로 , 광자 에너지는 Photomultiplier tube를 사용하여 측정하였는데 180~600nm 영역의 photon을 검출하였다. 광자 방출(PhE,) 실험은 공기중에서도 할 수 있으나 전자방출은 1$\times$10-4pa 이하의 진공에서 실험하여 얻었다. 본 실험을 통하여 결정과 diamond stylus 사이에서 일어나는 마모 현상은 millisecond로 관찰하여 표면 변화에 대한 상관관계를 조사하였다. 열처리 한것과 열처리 하지 않은 시료를 비교한 결과 3개의 signal(마찰력, PhE, EE)을 시간에 따라 분석하면 stick-slip-like 현상을 볼 수 있었다. 이것으로 보아 stick은 변형에 의해 생기고 ms 후에 벽개 현상이 발생됨을 볼 수 있다. 방출과 마찰력은 표면조건, load, stylus velocity에 따라 변하였다. luminescence는 주로 변형에 의해 생겼으며, 전자 방출은 벽개(fracture)에 의해 발생됨을 알 수 있었다. 시료의 처리과정과 load 속도에 따른 Photon, electron의 방출은 시료의 표면 상태에 따라 좌우되었다. 마찰력, PhE, EE의 시간에 따른 분석에서 PhE는 변형 과정에 민감하며, EE는 stylus velocity에 의존하였다. 이러한 방출 현상은 세라믹의 급격한 벽개 과정을 이해하는데 많은 도움을 주었다.

• 기계저널
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• 제29권2호
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• pp.184-198
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• 1989

가공공정에 관한 여군 및 개발의 목적은 결함없는 부품을 경제적으로 최적의 방법으로 생산하 는데 있다. 최적가공조건은 부품에 부여된 요구사항에 따라 달라지나 그 조건을 예측함은 가 공공정 전반에 관한 깊은 이해를 요한다. 최적화 측면에서 볼 때 소성가공이나 고분자재료, 복 합재료, 금속 및 세라믹 분말 등의 신소재 성형가공 등에 있어서의 공정 설계와 제어는 주어진 가공조건하에서 가공중의 재료의 상태를 정확하게 해석하는 데서 출발한다. 유한요소법을 사 용한 공정의 시뮬레이션이 현대적 성형가공 기술에 있어서 중요한 위치를 차지하고 있는 이유는 바로 여기에 기인한다. 이 글에서는 소성가공 공정을 요약하고 공정 설계에 유한요소법을 적 용하는 방법을 몇 가지 공정의 예를 들어 설명하였다. 각각의 예에 있어서는 개발의 동기와 핵심, 그리고 최근의 연구동향을 언급하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.979-980
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• 2010

• 대한치과교정학회지
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• 제37권4호
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• pp.293-304
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• 2007

본 연구에서는 임상에서 쓰이는 수종의 치과교정용 세라믹 브라켓에 교정용 호선으로 토오크 적용 시 파절에 저항하는 정도를 비교하고 그 파절 양상을 관찰하였다. $022\;{\times}\;028-inch$ slot을 가진 상악 중절치 세라믹 브라켓에 $0215\;{\times}\;027-inch$ 스테인레스 강 교정용 호선에서 발생하는 설측 치근 토오크를 적용시켜 각 15개씩 7종의 브라켓을 시험하였다. 파절 시험용 장치를 제작하고 토오크 각도를 증가시키면서 만능시험기로 세라믹 브라켓이 파절되는 순간의 토오크 값을 측정하였다. 또한 세라믹 브라켓의 파절 양상을 알아보고자 토오크 값 측정 후 파절이 일어난 부위를 관찰하고 그 위치를 기록한 주사전자현미경으로 파절면을 관찰하였다. 나타난 결과를 토대로 볼 때 세라믹 브라켓의 결정구조와 제조 방법이 파절 저항성에 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 단결정 알루미나 (Inspire) 브라켓이 InVu를 제외한 다결정 알루미나 브라켓에 비하여 토오크에 대한 파절 저항성이 유의성 있게 크게 나타났다 (p < 0.05). Metal slot이 삽입된 브라켓은 그렇지 않은 브라켓과 토오크에 대한 저항성에서 유의한 차이를 보이지 않았다 (p >0.05). 파절 양상에 관한 관찰에서는 metal slot이 있는 다결정 알루미나 브라켓인 Clarity는 모두 절단측 slot base에서 부분적으로만 파절이 일어났고 다른 종류의 브라켓들은 다양한 부위에서 파절이 일어났다. 본 연구 결과, 실험에 사용한 모든 세라믹 브라켓에서 파절이 일어난 순간의 토오크 값과 토오크 각은 실제로 상악 중절치의 치근을 이동하는데 필요한 토오크보다 큰 것이었으므로, 실제 임상 치료 시 적절한 파절 저항을 나타낼 것으로 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.149-154
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• 2018

가로등 및 방폭등용 고출력 LED 조명 시스템의 광원으로서, 다수의 LED 칩이 실장된 50와트급 LED 어레이 모듈을 chip-on-board형 고방열 세라믹-메탈 하이브리드 기판을 사용하여 제작하였다. 고방열 세라믹-메탈 하이브리드 기판은 고열전도 알루미늄 금속 열확산 기판에 저온소결용 글라스-세라믹 절연 페이스트와 은 전극 페이스트를 후막 스크린 공정에 의해 도포한 다음, 건조 후 $515^{\circ}C$에서 동시소성하여 LED 칩을 실장할 세라믹 절연층과 은전극 회로층을 형성하여 제조하였다. 이 하이브리드 기판의 방열특성 평가를 위한 비교 샘플로서 기존의 에폭시 기반 FR-4 복합수지로 만든 써멀비아형 PCB 기판에도 동일한 디자인의 LED 어레이 모듈을 제작한 다음, 다중채널 온도측정장치와 열저항 측정기로 방열특성을 비교 분석하였다. 그 결과, $4{\times}9$ type LED 어레이 모듈에서 세라믹-메탈 하이브리드 기판의 열저항은 써멀비아형 FR-4 기판에 비하여 약 1/3로 나타났으며, 이것은 곧 방열성능이 적어도 3배 이상 높은 것으로 볼 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.91-96
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• 2021

본 연구에서는 체가름과 고에너지 볼 밀링 공정이 n-type Bi₂Te₃ 열전 재료의 전기적 및 열적 수송 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 입자 크기가 감소한 분말의 특성을 유지하기 위하여 짧은 시간 안에 소결이 가능한 방전 플라즈마 소결 공정 (spark plasma sintering, SPS)을 진행하였다. 그 결과, 밀링 처리를 진행한 소결체의 열전 성능지수가 향상되었으며, 30분동안 고에너지 볼 밀링 공정을 거친 샘플이 425 K에서 0.78의 최대 열전 성능지수를 가지는 것을 확인하였다. 이는 손쉬운 공정을 이용하여 결정립 크기 감소를 통한 phonon의 격자 산란을 효과적으로 유도한 결과이다. 동시에 n-type Bi₂Te₃에서 anti-site defect와 같은 결함을 제어함으로써 캐리어 농도를 증가시킬 수 있음을 본 연구를 통하여 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권4호
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• pp.35-41
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• 2016

고출력 LED 조명용 패키지를 제조함에 있어서 발열은 LED의 광출력과 수명에 매우 중요한 영향을 주는 인자로 알려져 있다. 본 연구에서는 가로등용 고출력 LED 패키지를 개발함에 있어서 효과적인 방열을 하기 위하여 방열효과가 상대적으로 우수한 구조인 chip-on-a-heat sink 구조를 가지는 세라믹-메탈 기반의 패키지를 제조하였다. 열확산 기능을 하는 heat sink 기판소재는 알루미늄 합금을, LED 어레이 회로를 형성하는 절연막으로는 저온동시소성용 glass-ceramics을 사용하였다. 특히 열처리 시 가장 이슈가 되는 세라믹-금속 하이브리드 패키지 기판의 휨을 억제하기 위한 수단으로서, glass-ceramic 절연막을 부분 코팅함으로써 휨현상을 용이하게 줄일 수 있게 되었다. 또한, LED 패키지의 방열특성의 향상 즉 열저항도 기존의 MCPCB 패키지나 전면 코팅형 절연막 패키지에 비해 훨씬 낮아지는 효과를 얻었을 뿐 아니라, 세라믹 코팅소재의 절감효과도 볼 수 있게 되었다.