• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.29 no.2
• /
• pp.54-60
• /
• 2019

Recently, various composite materials for additive manufacturing are interested to expand the application field of 3D printing. 3D printing technique was mainly developed using polymer, and ceramic materials for 3D printing are still in the early stage of research due to the requirement of high solid content and post treatment process. In this study, silica particles with various diameters were surface treated with silane coupling agent, and synthesized as silica composite with photopolymer to apply DLP 3D printing process. DLP is an additive manufacturing technology, which has high accuracy and applicability of various composite materials. The rheological behavior of silica composite was analyzed with various solid contents. After DLP 3D printing was performed using silica composites, the printing accuracy of the 3D printed specimen was less than about 3 % to compare with digital data and he bending strength was 34.3 MPa at the solid content of 80 wt%.

• Journal of Sensor Science and Technology
• /
• v.28 no.2
• /
• pp.113-116
• /
• 2019

A three-dimensional porous structure was fabricated by pattern transfer printing for applications of electrodes in gas sensors. To form replica patterns, solutions were mixed with acetone, toluene, heptane, and poly(methyl methacrylate). These replica patterns can also be formed on substrates such as polyimide, polydimethylsiloxane, and silicon. The wide range of line widths from 1 to $5{\mu}m$ was derived from the surface grating patterns of master substrates. The cross-bar pattern with 40 layers showed a thickness of 600 nm. The area of platinum transferred patterns with different line widths was enhanced to $20{\times}25mm$, which is applicable to various electrode patterns of gas sensors.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.26 no.12
• /
• pp.21-28
• /
• 2013

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.23 no.5
• /
• pp.3-10
• /
• 2010

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.22 no.12
• /
• pp.3-10
• /
• 2009

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.34 no.4
• /
• pp.14-23
• /
• 2021

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.137-137
• /
• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 직접적인 마모 운동을 수행하게 되므로, 이 부분의 소재 특성에 따라 인공관절의 수명이 결정 되게 된다. 현재 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE 의wear debris에 의해 골용해가 발생하게 되어 인공관절의 수명이 저하되는 문제점이 있으며, 금속 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 저하시키는 또 다른 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition) 공정을 이용하여 금속 (Co-Cr-Mo 합금)소재 위에 세라믹 (niobium nitride) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 금속 소재 위에 증착된 세라믹 박막은 상대재인 UHMWPE의 마모량을 줄여줄 뿐만 아니라 금속이온의 용출을 막아준다는 장점이 있으나, 장시간의 마모 운동에 의하여 발생하는 박막의 박리 현상은 인공관절의 수명을 급격히 저하시키는 또 다른 원인이 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. Dynamic ion mixing 공정을 수행함에 따라 박막과 금속 사이의 접착력이 증가하게 되어, UHMWPE의 마모량이 2배 가까이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 장시간의 마모시험에서도 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 UHMWPE의 마모량을 감소시키기 위하여 박막을 증착하기 전에 금속 소재에 질소 이온주입을 수행하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였다. 질소 이온주입 결과 Co-Cr-Mo 합금 표면에 부분적으로 CrN, Cr2N의 세라믹 상이 형성 되는 것을 확인할 수 있었으며, 그에 따라 UHMWPE의 마모량이 2배 이상 감소 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Powder Materials
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.477-484
• /
• 2022

Thermal protection systems (TPS) are a group of materials that are indispensable for protecting spacecraft from the aerodynamic heating occurring during entry into an atmosphere. Among candidate materials for TPS, ceramic insulation materials are usually considered for reusable TPS. In this study, ceramic insulation materials, such as alumina enhanced thermal barrier (AETB), are fabricated via typical ceramic processing from ceramic fiber and additives. Mixtures of silica and alumina fibers are used as raw materials, with the addition of B4C to bind fibers together. Reaction-cured glass is also added on top of AETB to induce water-proof functionality or high emissivity. Some issues, such as the elimination of clumps in the AETB, and processing difficulties in the production of reusable surface insulation are reported as well.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2013.05a
• /
• pp.361-363
• /
• 2013

비파괴 검사란 재료나 제품을 원형과 기능에 변화를 주지 않고 실시하여 원하는 정보를 획득할 수 있는 검사를 의미한다. 비파괴검사는 점검자의 육안 조사를 통한 수작업으로 이루어지고 있기 때문에 점검자의 주관이 개입되며, 점검자에 따라 검사 결과의 차이가 있을 수 있으므로 신뢰도의 차이가 발생하게 된다. 그러므로 본 논문에서는 비파괴 검사를 이용하여 획득한 세라믹 소재 영상에서 효율적으로 결함을 검출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 세라믹 소재 영상에 가우시안 필터링 기법을 적용하여 잡음을 제거하고, Ends-in Search Stretching 기법을 적용하여 명암 대비를 강조한다. 명암 대비가 강조된 영상에 샤프닝 기법을 적용하여 윤곽선을 강조한다. 윤곽선이 강조된 영상에 $3{\times}3 $ Roberts 마스크를 적용하여 강조된 윤곽선을 추출하고, Glassfire 기법을 적용하여 라벨링한 후, 시그마 퍼지 이진화 기법과 형태학적 정보를 이용하여 잡음을 제거하고 결함 영역을 검출한다. 제안된 방법을 세라믹 소재 영상을 대상으로 실험한 결과, 효율적으로 결함을 검출하는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
• /
• 2011.10a
• /
• pp.215-218
• /
• 2011

본 논문에서는 비파괴 검사를 이용하여 획득한 세라믹 소재 영상에서 효율적으로 결함을 검출하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 세라믹 소재 영상에 비등방성 필터링 기법과 가우시안 필터링 기법을 반복 적용하여 잡음을 제거하고, Ends-in Search Stretching 기법을 적용하여 명암 대비를 강조한다. 명암 대비가 강조된 영상에 $7{\times}7$ Sobel 마스크를 적용하여 윤곽선을 추출한 후, 임계치 이진화 기법을 적용하여 영역을 세분화하기 위한 기울기를 계산한다. 계산된 기울기를 이용하여 영상을 세분화한 후에 Glassfire 기법을 적용한다. Glassfire 기법이 적용된 영상과 Ends-in Search Stretching 기법이 적용된 영상을 비교하여 중복되는 영역만을 추출한다. 추출된 영역에 퍼지 이진화 기법과 침식 연산을 적용하여 잡음을 제거하고 결함을 검출한다. 제안된 방법을 세라믹 소재 영상을 대상으로 실험한 결과, 기존의 결함 검출 방법보다 효율적으로 결함이 검출되는 것을 확인할 수 있었다.