• Title/Summary/Keyword: 시편형상

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Potential of HAZ Property Improvement through Control of Grain Boundary Character in a Wrought Ni-based Superalloy (단련용 Ni기 초내열합금의 입계구조 제어를 통한 HAZ 특성 향상 가능성 고찰)

  • Hong, H.U.;Kim, I.S.;Choi, B.G.;Jeong, H.W.;Yoo, Y.S.;Jo, C.Y.
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.43-43
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    • 2009
  • 단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

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The Properties of Au-Al Alloy Thin Films with a Thermal Evaporator for Purple Gold (퍼플골드를 위한 열증착법으로 제조된 Au-Al 합금 박막의 물성연구)

  • Kim, Jun-Hwan;Song, Oh-Sung
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.17 no.5
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    • pp.466-472
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    • 2008
  • Purple Gold is the alloy consisting of 78wt%Au-22wt%Al, and is expressed as a chemical formula, $AuAl_2$. Lately it is being used for the material of accessories or the decorative ornaments, being one of the colored golds having the peculiar purple color, like White Gold and Pink Gold. Purple Gold has the weak point in shaping through casting process due to the bad malleability and castability, being the intermetalic compound of Au and Al. Therefore, it is possible to produce the final product only by the cutting and the grinding process or to use it as a decorative coat with the thin film evaporation. This study implemented two kinds of thin film experiments. One is the case that heat treatment was made after Au and Al deposition evaporated separately with a weight ratio 78:22 on the 200nm$SiO_2$/Si substrate. The other is the case that the surface deposition was made through the vacuum evaporation, keeping the glass substrate temperature remain room temperature, using the bulk $AuAl_2$ as a source. The final film property was measured, focusing on the Purple Gold's color and thickness through the bare eye inspection, the microstructure analysis, the surface resistance analysis, the color difference analysis, and XRD analysis. Purple Gold was not formed, as the excessive surface agglomeration occurred, in case of being produced and treated thermally with 12.5nmAu/40nmAl/200nm$SiO_2$/Si structure. Our results suggest that of Purple Gold films, showing the same purple color as the bulk's, were successfully deposited with the direct thermal evaporation from the $AuAl_2$ bulk source.

Effect of applied current density on the corrosion damage with galvanostatic corrosion experiment of aluminum alloy for ship (선박용 알루미늄 합금의 정전류 부식 시험에 의한 부식 손상에 미치는 인가 전류밀도의 영향)

  • Kim, Yeong-Bok;Park, Il-Cho;Lee, Jeong-Hyeong;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.106-106
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    • 2018
  • 해양환경용 선박재료는 전기화학적인 부식을 발생시키는 염소이온($Cl^-$)이 다량 포함된 부식 환경에 장기간 노출되어 있어 부식에 대해 취약하다. 따라서 우수한 내식성 및 내침식성을 가진 재료를 선정하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금은 충분한 강도와 부동태 피막 형성으로 인해 내식성이 우수하여 해양환경용 선박 재료로서 널리 이용되고 있으며, 이에 따른 부식 특성에 관한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 그러나 선박에서는 부식에 의한 손상뿐만 아니라 전식에 의한 부식 손상도 발생할 수 있다. 특히 선미 부분은 프로펠러의 동합금과 알루미늄 합금의 이종금속 간 전위차에 의한 전식이 발생하여 선체의 다른 부위에 비해 부식이 더 심하게 진행될 수도 있다. 또한 전식은 해안 부두에 접안된 선박의 용접 시미주전류(stray current)에 의한 부식손상이 발생할 수 있으나 이에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 해양환경에서의 전식을 인위적으로 모사할 수 있는 부식 정전류 시험법을 이용하여 다양한 크기의 전식 손상을 유발시켰으며, 해양환경 하에서 선박재료로 주로 사용되는 알루미늄 합금인 Al5083-H321, Al5052-O, Al6061-T6에 대한 전식 특성을 비교, 분석하였다. 실험 방법으로 작동전극은 각 재료의 시험편을 $2cm{\times}2cm$ 으로 절단하여 sand paper # 2000 번까지 연마 후 아세톤과 증류수로 세척하고 건조하였으며, 제작된 시험편은 자체 제작한 홀더를 이용하여 $1cm^2$만 노출시킨 후 정전류 가속 실험을 실시하였다. 기준전극은 은/염화은(Ag/AgCl) 전극을, 대응전극은 백금(Pt) 전극을 사용하였다. 정전류 가속 조건은 $0.001mA/cm^2$, $0.1mA/cm^2$, $1mA/cm^2$, $5mA/cm^2$, $10mA/cm^2$의 전류 밀도를 천연해수에서 30분간 인가하였다. 각 재료에 대한 전식 특성은 실험 전후의 무게 감소량으로 전식의 저항 특성을 확인하였다. 그리고 3D 현미경으로 표면 손상 경향과 깊이를 측정하였으며, 주사전자현미경 (SEM)을 통해 표면 형상을 미시적으로 관찰하였다. 부식 정전류 시험 결과 모든 시편에서 $0.01mA/cm^2$에서 미세한 국부적인 부식이 일어났으며, 전류밀도가 증가할수록 표면 전반에 부식이 진행되고 성장하였다. 그리고 모든 인가 전류밀도의 조건에서 Al6061-T6가 5000계열(Al5083-H321, Al5052-O)보다 더 우수한 내식성을 나타났다.

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Evaluation of at Rest Lateral Stress Coefficient Influenced by Particle Condition (입자의 조건에 따른 정지토압계수 평가)

  • Lee, Jung-Hwoon;Lee, Dong-Ryeol;Yun, Tae-Sup;Lee, Jun-Hwan
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.28 no.8
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    • pp.21-29
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    • 2012
  • At-rest lateral stress coefficient that is used for the evaluation of geotechnical structures such as foundations and retaining walls plays a significant role in the analysis and design, as a state variable of in-situ stress condition. In the widely applied Jaky's Ko equation stress condition can be inferred from the internal friction angle obtainable from the laboratory experimentation whereas the eguation mares it challenging to evaluate the influences and criteria of particle characteristics which is essential for the application of friction angles in practices. Thus, this study experimentally explored the behaviors of Ko depending on the relative density, particle shape, and surface roughness effect during a range of loading stages. The Ko values of Jumumjin sand, glass beads, and etched glass beads were measured using a customized Ko device housing strain gauges during loading-unloading-reloading steps, and the effect of dominant factors on Ko is analyzed. Results show that the high Ko prevails for both round and angular specimens with low relative density and the surface roughness has a nominal effect. The angular particles exhibit low Ko for specimens with similar relative density. The characteristics of relevance between Ko and friction angles with varying relative density are also investigated based on the experimental results using empirical correlations and previously reported values.

Investigation on Formation of Nanotube Titanium Oxide Film by Anodizing on Titanium in NaF Electrolytes (NaF 전해용액을 이용한 양극산화에 의한 타이타늄 표면의 나노튜브구조의 형성에 관한 연구)

  • Lim, Hyun-Pil;Park, Nam-Soon;Park, Sang-Won
    • Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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    • v.25 no.2
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    • pp.183-190
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    • 2009
  • The aim of this study is to find the condition of forming the favorable nanotubes by anodizing with NaF and $H_3PO_4$. Machined Ti discs were used for anode, and Platinum net was used for cathode. For electrolyte, $H_3PO_4$ and NaF solution were mixed. We controlled voltage, electrolyte concentration, anodizing time and formed nanotubes on Ti discs. After that, these were washed with distilled water for 24 hours and dried in the $40^{\circ}C$ oven for 24 hours. The surface structure of specimens were analyzed. The results were as follows : At 0.5 wt % NaF, according as increasing voltage and anodizing time, early state of nucleating pores were generated. At 1.0 wt % NaF, 20 V, 20 & 25 min, well-formed nanotubes were observed. At 1.0 wt % NaF, 30 V, structure of nanotube became bigger and interconnected. At 2.0 wt % NaF, no nanotubes were formed and it was unrelated with voltage and time. At 1.0 wt % NaF, 20 V, 20 - 25 min, well-ordered nanotubes were generated on Ti discs. For the formation of favorable nanotubes, it is considered that proper parameters such as electrolyte concentration, voltage, anodizing time are necessary according to the kind of electrolytes.

Magnetic Properties in Alternating Magnetic Field for the Sintered Ee-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo) Alloys (Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo)합금 분말 소결체의 교류 자기 특성)

  • 김정곤;김택기;오용수
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.10 no.6
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    • pp.269-273
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    • 2000
  • Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo) alloy powder was prepared by plasma electrode rotating atomizer and than the alloy powder was formed and sintered. The particle shape of the Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo) alloy power is spherical. The saturation magnetization of the sintered Fe-17Cr-2Mo and Fe-l7Cr-2Nb alloy are 155 emu/g. The saturation magnetization of the sintered Fe-l7Cr-2Si alloy is less than that of the sintered Fe-l7Cr-2Mo and Fe-l7Cr-2Nb alloy. The amplitude relative permeability of the sintered Fe-l7Cr-2M(M=Si, Nb, Mo) alloy has the maximum value in the range of 3∼5 Oe applied field at forming pressure 12 ton/cm$^2$, sintering temperature 1200$^{\circ}C$, and frequency 1 kHz. Power loss of the sintered Fe-l7Cr-2Nb alloy is 40 mW/cc at applied field, H$\sub$a/=5 Oe, and frequency, f=1 kHz. The power loss of the sintered Fe-l7Cr-2Nb alloy is a half of that of the sintered Fe-l7Cr-2Si and Fe-l7Cr-2Mo alloy.

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Friction Welding of Ni-Base ODS Alloy Prepared by Mechanical Alloying (기계적 합금법으로 제조된 Ni기 산화물 분산강화 합금의 마찰압접에 관한 연구)

  • 강지훈;박성계;김지순;권영순
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 1994.10b
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    • pp.15-15
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    • 1994
  • M MA ODS 합금의 보다 폭넓용 실용확훌 위해 크게 요구되고 있는 적정 접합기술 개발의 한 방안£로, 마찰압접(Friction Welding) 방법의 가능성옳 조사하기 위하여 마찰압력과 시간, 마 찰 후 접촉압력(Upset Pressure) 풍을 다양하게 변화시켜 접합체톨 제조한 후, 접합체 강도에 대한 인장시험과 접합계연의 결합 및 미세구조에 대한 현미경 관찰, EDS에 의한 원소분석, 접 합이옴부의 경도분포와 파단면 분석 풍율 행하였다. 실험에 사용된 모재는 기계적 합금법으로 제조된 Inca사의 Ni기 MA 754 합금이었으며, 직경 l 10 mm, 길이 50 mm로 가공한 후, 아세통£로 초음파 세척하여 접합에 사용하였다. 접합온 브 레이크식 마찰압접기틀 사용하여 행하였으며, 회전시험편의 회전수는 2400 rpm이었A며, 다른 한쪽의 고정시험편과의 마찰압력 및 마찰시간온 각각 50 - 500 MPa과 1-5초로, 또한 업셋압 력도 50 - 600 MPa로 변화시켰다. 이때 업셋압력은 모든 시편에 대해 일정하게 6초동안 가하 였다. 얻어진 접합체는 각 압접조건 당 2개 이상의 접합시험편에 대해 상온 인장강도톨 측정하 였으며, 파단이 일어난 위치를 확인한 후 파면에 대한 분석율 주사전자현미경(SEM)과 에너지 분산형 분광분석기mDS)릎 사용하여 행하였다. 컵합이옴부의 첩합성올 확인하기 위하여, 접합 체를 접합변에 수직으로 절단, 연마한 후 광학현미경과 SEM, EDS 퉁으로 관찰, 분석하여 접 합부의 형상과 결합형성 여부, 접합계면의 미세조직 퉁옳 조사하였다. 또한 마찰압접에 따론 모재와 접합계연부의 경도분포훌 접합이옴부로부터 모재쪽으로 일정 간격율 두어 마이크로 비 커스 경도기로 측정, 조사하였다. 이상의 설험 결과, 다옴과 같온 결론옳 얻었다. ( (1) 접합체 강도가 모채 강도의 95% 이상이 되는 양호한 렵합체흩 얻기 위한 마찰압력 조건 온, 2400 rpm의 회전속도와 6초의 업셋압력 유지시간에서 마찰압력과 업셋압력, 그리고 마찰시 간이 각각 400 MPa 이상과 500 MPa 이상,2초입율 확인하였다. ( (2) 컵합이옴부의 관찰 결과, 모든 마찰압접 조건에서 컵합이옴부는, 기폰 모재의 texture 조직 을 유지하고 있는 모재부 영역(영역 ill)과 첩합계면부에 인접하여 업셋압력이 주어질 때 단조 효과에 의해 계연 외부로 metal flow가 일어나면서 형성된 영역 II, 매우 미세한 결정립으로 구성된 중앙부의 영역 1 로 이투어져 있옴융 확인하였다. ( (3) 최적접합조건이 충족되지 않온 경우, 접합부의 영역 I 에서 관찰된 void와 균열, 불균일한 접합계면 통의 접합결함에 Al과 Y. Ti 퉁£로 구성된 산화물률이 용집되어 있옴을 확인하였 다-( (4) 접합체의 파단 양상온 크게 접합부 파단과 모재부 파단, 이률의 혼합형 파단i로 나눌수 있었다. 모재부 파단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였£며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다.

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Effect of Solder Structure on the In-situ Intermetallic Compounds growth Characteristics of Cu/Sn-3.5Ag Microbump (Cu/Sn-3.5Ag 미세범프 구조에 따른 실시간 금속간화합물 성장거동 분석)

  • Lee, Byeong-Rok;Park, Jong-Myeong;Ko, Young-Ki;Lee, Chang-Woo;Park, Young-Bae
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.20 no.3
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    • pp.45-51
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    • 2013
  • Thermal annealing tests were performed in an in-situ scanning electron microscope chamber at $130^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, and $170^{\circ}C$ in order to investigate the effects of solder structure on the growth kinetics of intermetallic compound (IMC) in Cu/Sn-3.5Ag microbump. Cu/Sn-3.5Ag($6{\mu}m$) microbump with spreading solder structure showed $Cu_6Sn_5$ and $Cu_3Sn$ phase growths and then IMC phase transition stages with increasing annealing time. By the way, Cu/Sn-3.5Ag($4{\mu}m$) microbump without solder spreading, remaining solder was transformed to $Cu_6Sn_5$ right after bonding and had only a phase transition of $Cu_6Sn_5$ to $Cu_3Sn$ during annealing. Measured activation energies for the growth of the $Cu_3Sn$ phase during the annealing were 0.80 and 0.71eV for Cu/Sn-3.5Ag($6{\mu}m$) and Cu/Sn-3.5Ag($4{\mu}m$), respectively.

Effect of TESPT Silane Coupling Agent on Mechanical Properties of Precipitated Silica Filled NBR Compound for Oil Seal (TESPT 실란커플링제가 침전 실리카로 보강된 오일씰용 NBR복합소재의 기계적 물성에 미치는 영향)

  • Lee, Young-Seok;Hwang, Ki-Seob;Lee, Jong-Cheol;Kim, Tae-Geun;Ha, Ki-Ryong
    • Elastomers and Composites
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    • v.46 no.1
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    • pp.45-53
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    • 2011
  • The effect of the silane coupling agent, bis(triethoxysilypropyl)tetrasulfide (TESPT), on mechanical properties of a silica-filled NBR compound for oilseal was investigated. Curing behavior and crosslinking density of the compounds were measured using ODR (oscillating disk rheometer) and swelling ratio in toluene. UTM (universal testing machine) and shore A hardness tester were used in order to study the characteristics of mechanical properties of original vulcanizates and aged ones with heated air and ASTM No. 3. oil. Recovery of elasticity which influences the performance and service life of oilseal was investigated by giving bending deformation to vulcanizates in aging condition. After bending aging test, recovery distance was measured and calculated angle of recovery from it. TR (temperature retraction) test was performed on these vulcanizates to determine the low temperature recovery behavior. Wear resistance was measured by Taber type abrasion tester. In addition, SEM was used to characterize the morphology of the worn surface of vulcanizates. The result showed that addition of TESPT into silica-filled compound improves not only compound flow-ability, interaction between NBR and silica and crosslinking density, but also hardness, 100% modulus, recovery of elasticity, wear resistance, heat resistance and ASTM No.3 oil resistance of vulcanizates.

ANALYSIS OF ER:YAG LASER IRRADIATION ON CUTTING EFFICACY OF ENAMEL AND DENTIN (Er:YAG 레이저의 법랑질 및 상아질의 삭제효과 비교)

  • Hong, Seong-Su;Lee, Sang-Ho;Lee, Chang-Seop;Kim, Su-Gwan
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.28 no.4
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    • pp.728-734
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    • 2001
  • The purpose of this study was to investigate the effects of Er:YAG laser on cutting of efficacy of enamel and dentin in primary and permanent teeth. We used the enamel and dentin specimens of human teeth which contain the physiologic saline and maintain the pulpal pressure in dentinal tubules. Each specimen was exposed to Er:YAG laser with non-contact mode under different treatment condition of irradiation energy, pulse repetition rate. We investigated the cutting efficacy of Er:YAG laser by Scanning Intensity Microscopy, and obtained following results. 1. Cutting volume of enamel and dentin in primary and permanent teeth were increased by increasing the irradiation energy, pulse repetition rate. 2. Cutting volume of primary teeth was larger than that of permanent teeth. 3. Cutting volume of dentin was larger than that of enamel in primary and permanent teeth. From these results, Er:YAG laser would be more effective in cutting dentin than enamel, and in cutting primary teeth than permanent teeth for clinical application.

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