• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권5호
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• pp.391-395
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• 2005

본 논문은 합금공구강을 기계 가공한 시편과 와이어 컷 방전가공한 시편의 가공면 표면 특성을 비교 분석한 것이다. 와이어 컷 방전가공으로 금형을 제작하면 기계가공으로 가공하기 어려운 형상의 제품을 쉽게 제작할 수 있다. 그러나 기계가공으로 제작된 금형에 비해 수명이 현저히 저하된다. 이러한 요인은 와이어 컷 방전가공으로 제작 된 금형 표면에 가공 변질층이 발생하기 때문이라 사료된다. 두 시편의 표면 거칠기 측정 결과 1차 와이어 컷 방전가공한 시편의 표면 거칠기 분포가 거칠음을 알 수 있었다. 주사 전자 현미경 관찰 결과 두 시편의 표면부와 단면부는 큰 차이를 보였고 와이어 컷 방전가공한 시편의 단면부는 표면의 급열 급랭된 조직이 가공 변질층으로 존재함을 알 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제29권1호
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• pp.75-81
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• 1999

본 실험에서 얻어진 결론을 요약하면 아래와 같다. (1) 저진공도의 sputter coater를 이용하여 Au 내부 표준시편을 제작하는 최적 조건은 9mA의 전류로 100 초간 coating하는 것이다. (2) 고진공도의 evaporation coater를 이용하여 Al 내부 표준시편을 제작하는 최적 조건은 7kV의 전압으로 10분간 coating하는 것이다. (3) Au 내부 표준시편을 이용하여 측정한 홍주석 격자상수 값의 측정오차는 정밀도가 1.2% 이하이고, 정확도는 0.3% 이하이다. (4) Au 내부 표준시편을 이용하여 측정한 알바이트 장석 격자상수 값의 측정오차는 정밀도가 0.5% 이하이고, 정확도는 1.1% 이하이다. (5) 내부 표준시편을 사용하여 격자상수를 측정할 때 가장 심각한 오차는 전자회절도형의 거리 및 각도 측정시 발생한다. 체계적인 측정 방법과 정밀도 높은 측정 도구의 사용이 필요하다. (6) 시료나 TEM 조건 때문에 분말 XRD 방법이나 수렴성빔 전자회절법으로 격자상수를 구할 수 없는 경우에는 내부 표준시편을 이용한 TEM 격자상수 측정법이 좋은 대안이 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.751-758
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• 2009

본 논문에서는 항공기 구조용 탄소 복합재 단일겹침 접착 체결부에서, 파손하중에 영향을 미치는 주요인자들의 효과를 실험으로 연구하였다. 실험을 위해 제작공정 4가지, 겹침 길이 5가지, 모재 두께 4가지에 대한 시편 총 335개를 제작하였다. 예상대로 겹침길이가 감소할수록, 모재두께가 증가할수록 파손강도가 높아지는 것을 확인하였다. 그러나 제작공정의 측면에서는, 접착제가 없는 일체성형 시편과 이차접착 시편의 강도가 동시접착이나 접착제를 사용한 일체성형 시편에서보다 높은 파손강도를 보이는 흥미로운 사실을 발견하였다. 특히 이차접착 시편의 강도가 일체성형 시편의 강도와 유사하거나 더 높은 현상을 발견하였는데, 이는 접착제의 강도가 모재의 층간강도보다 높거나 최소한 비슷한 수준임을 의미하는 것으로 볼 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.646-652
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• 2014

본 논문의 목적은 AZ31 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 묘사할 수 있는 실험적 피로균열전파모델을 시편두께 조건에서 평가하여 적합한 모델을 제시하는 것이다. 평가에 사용된 실험적 모델은 Paris-Erdogan 모델, Walker 모델, Forman 모델, 수정된 Forman 모델이며, 각 모델의 파라미터를 통계적으로 추정하기 위하여 최우추정법을 사용하였다. 두께조건이 피로균열전파거동 예측에 미치는 영향을 고려하면서 적합한 모델을 평가하기 위해 시편두께의 3가지 조건을 변화시키면서 피로균열전파실험을 수행하여 통계적 균열성장 데이터를 획득하였다. 시편두께 조건에 따라 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 잘 묘사하는 모델은 Paris-Erdogan 모델과 Walker 모델이며, 모델의 파라미터 중 피로균열성장속도지수는 시편두께가 4.75mm와 6.60mm 조건에서 재료상수가 될 수 있음을 밝혀내었다. 그러나 시편두께가 두꺼운 경우에는 양상에 차이를 보이므로 모델 선정 시 신중한 판단이 요구된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.266-266
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• 2010

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 질소와 탄소를 함유한 티타늄 화합물을 합성하고, 조성 변화에 따른 색상 변화를 통해 티타늄 화합물로 구현할 수 있는 색상에 대해서 알아보았다. 스퍼터 타겟은 4"X1/4" 크기의 고순도(99.99%) 티타늄을 사용하였다. 시편은 알코올과 아세톤에서 각각 5분간 초음파 세척된 SUS304를 사용하여, 진공용기에 시편을 장착하고 압력을 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 배기한 후, Ar 가스를 주입하여 진공도가 $2{\times}10^{-2}\;Torr$에 이르면 펄스 전원 공급 장치를 이용하여 800 V의 전압으로 1시간 동안 글로우 방전을 시켜 시편 청정을 실시하였다. 시편 청정이 끝나면 다시 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 $1{\sim}3{\times}10^{-3}\;Torr$에서 스퍼터링을 실시하여 완충층으로 티타늄 박막을 코팅하였다. 티타늄 화합물은 티타늄을 스퍼터링 하면서 진공용기 내에 질소와 메탄가스를 적절한 비율로 공급함으로써 코팅하였다. 박막 증착 시 시편 온도는 $200^{\circ}C$, 타겟과의 거리는 12 cm를 유지하였으며, 시편을 회전시켜 코팅하였다. 티타늄 화합물의 두께와 미세구조, 조성 그리고 색상은 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM), 글로우 방전 분광기(glow discharge light spectroscope, GDLS), 및 색차계(spectrophotometer)를 사용하여 각각 분석하였다. TEM 분석결과 TiN의 박막 두께는 약 300 nm로 공극이 존재하지 않는 치밀한 다결정 구조를 나타내었고, TiCN은 약 600 nm로 TiN과 두 배의 두께 차이를 보였다. 이는 탄소의 공급원인 메탄가스의 주입으로 증착률이 증가한 것으로 판단된다. 또한 소량의 질소와 메탄가스의 유량 조절로 화합물의 조성을 변화시킬 수 있었으며, 이러한 조성 변화는 화합물의 색상변화로 나타났다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 다양한 색상 구현과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2010

최근 자연모사를 통한 초저마찰 연구가 활발히 진행되고 있으며 리소그라피, 레이져 가공법 등의 다양한 방법을 통해 표면구조 제어가 시도되고 있다. 본 연구에서는 자장여과 아크 플라즈마 이온 소스를 이용한 WC-Co 및 SCM 415 금속소재의 표면구조 형상제어를 통해 저마찰 특성을 시도하였다. 자장여과 아크 소스는 90도 꺽힘형이며 5개의 자장 코일을 통해 아크 음극에서 발생된 고밀도($10^{13}\;cm^{-3}$ 이상) 플라즈마를 표면처리 대상 기판까지 확산시켰다. 공정 압력은 알곤가스 1 mTorr, 아크 방전 전류는 25 A, 플라즈마 수송 덕트 전압은 10 V이다. 기판 전압은 비대칭 펄스 (-80 %/+5 %)로 -600 V에서 -800 V까지 인가되었으며 -600 V 비대칭 펄스 인가시기판으로 입사하는 알곤 이온 전류 밀도는 약 $4.5\;mA/cm^2$ 이다. WC-Co 시편의 경우 -600 V 전압 인가시, 이온빔 처리 전 46.4 nm(${\pm}12.7\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 5분, 10분, 20분동안 이온빔 처리함에 따라 72.8 nm(${\pm}3\;nm$), 108.2 nm(${\pm}5.9\;nm$), 257.8 nm(${\pm}24.4\;nm$)의 조도를 나타내었다. SCM415 시편의 경우 -800 V 인가시, 이온빔 처리 전 20.4 nm(${\pm}2.9\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 20분동안 이온빔 처리함에 따라 275.1 nm(${\pm}43\;nm$)의 조도를 나타내었다. 또한 주사전자현미경을 통한 표면 형상 관찰 결과, 이온빔 식각을 통해 생성된 거친 표면에 $3-5\;{\mu}m$ 직경의 돌기들이 산발적으로 생성됨을 확인했다. 마찰계수 측정 결과 SCM415 시편의 경우, 이온빔 처리전 마찰계수 0.65에서 조도 275.1 nm 시편의 경우 0.48로 감소하였다. 본 연구를 통해 이온빔 식각을 이용한 금속표면 제어 및 저마찰 특성 향상의 가능성을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제8권6호
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• pp.346-349
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• 1998

Poly-Si 활성층이 도핑되지 않은 도는 BF2 이온주입으로 도핑된 poly-Si/SiO2 박막에 존재하는 결함을 효과적으로 감소시키기 위하여 저온 rf 수소플라즈마 처리를 수행하였고, 결합의 변화를 전자상자성공명을 이용하여 조사하엿다. 활성층이 도핑되지 않은 시편과 도핑된 시편에서 모두 관측되었던 Pb center와 E' center가 30분의 수소화처리 결과, Pb center의 경우에 각각 80%(도핑되지 않은 시편)와 76% (되핑된 시편)의 큰 결함 감소효과를 얻었으며 E center는 제거되어 관측되지 않았다. 90분의 처리공정에서는 두 시편에서 모두 감소되었던 Pbcenter의 밀도가 다시 증가하였으며, 제거되었던 E' center가 재생되엇다. 특히 도핑된 시편에서의 Pbcenter의 밀도증가가 더욱 민감하게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.124-130
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• 2021

치과보철물의 심미적 결과를 조절하는 중요한 요인은 반투명도이며, 지르코니아 착색제의 건조 정도가 반투명도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 한다. 실험을 위해서 지르코니아 블록별로 원형 시편을 총 90개 제작하였다. 그 다음 지르코니아 시편을 착색제로 180초 침적 후 미건조(0초), 중간건조(30초), 완전건조(30분)의 건조시간(Dry time)을 부여한 후 지르코니아 소결로를 이용하여 원형 시편을 소결하였다. 분광광도계(Spectrophotometer CM-3600A, Konica Minolta, Japan)를 이용하여 흑색표준타일과 백색표준타일 위에 시편을 놓고, 표준광원 D65의 조건에서 정반사광 제거방식으로 지르코니아 원형 시편을 각각 측정하였다. 시편당 총 3번씩 반복측정하였다. 지르코니아의 건조시간에 따른 반투명도를 비교 분석하기 위하여 One-way ANOVA를 시행하였다. 지르코니아 종류별, 착색제에 따라 반투명도는 통계적으로 차이가 있었고(P < 0.001), 건조시간에 따라서는 통계적으로 차이는 없었다(P > 0.922). 그러나, 완전건조인 상태일 때, 반투명도 값이 작은 것으로 나타나 건조가 잘 될수록 지르코니아 색상이 투명하다는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.304-310
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• 2018

오토클레이브 (Autoclave) 성형 공정은 항공산업분야의 복합재 부품 제작에 있어서 매우 안정적이고 중요한 제조방법으로서 자리매김 해왔었지만 오토클레이브가 가진 많은 장점과 함께 단점 또는 제약 사항들을 보여주고 있다. 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위하여 다양한 탈 오토클레이브 (OoA, Out-of-Autoclave) 공정들이 연구 개발되고 있는데, 본 연구에서는 탈 오토클레이브 공정 중 하나로서 많은 관심을 받고 있는 액상성형공정 (Liquid Composite Molding)을 사용하여 시편들을 제작하고 이를 오토클레이브 공정으로 제작된 시편과 실험적으로 비교평가하였다. 액상성형공정 중 DB (Double Bagging), CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) 및 VAP (Vacuum Assisted Process) 공정을 사용하여 시편 제작을 수행하고 내부 기공 함유량, 두께, 유리전이온도, 층간전단강도 및 굽힘강도 시험 평가를 통하여 각 제작 공정에 따른 차이를 확인할 수 있었다. 전체적으로 오토클레이브 성형 시편이 우수한 두께 균일도, 낮은 기공 함유량 및 양호한 기계적 강도 특성을 보였으며, 액상성형공정 중에서는 CAPRI 성형 시편이 DB 및 VAP 성형 시편에 비하여 상대적으로 우수한 특성을 가짐을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.463-468
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• 2022

상용 FFF (Fused filament fabrication) 3D 프린터로 제조된 탄소 단섬유강화 나일론 복합재료 구조의 내부 채움 패턴(Infill pattern)의 높은 공극률은 프린팅 된 구조의 기계적 성능을 결정한다. 본 연구는 프린팅 된 구조의 내부 채움 패턴의 공극률을 줄여서 기계적 특성을 개선하기 위해 사각형 내부 채움 구조로 제작된 Onyx 복합 재료 시편의 열압밀 조건에 따른 시편의 기계적 성능을 실험적으로 평가하고, 가장 우수한 기계적 물성을 유도하는 열압밀 공정 조건(145℃, 4 MPa, 12 min)을 찾았다. 현미경 관찰결과 열압밀 후처리를 겪은 복합재료 시편의 내부 채움 공극률이 효과적으로 줄어듦을 확인하였다. 후처리된 시편의 기계적 성능을 확인하기 위해, 후처리를 하지 않은 대조군 시편과, 후처리 후 밀도와 치수를 동일하게 설정하여 출력한 시편과 함께 인장시험 및 3점 굽힘시험을 수행하여 기계적 물성을 비교한 결과 열압밀 후처리를 수행한 경우 기계적 물성이 효과적으로 개선되는 것을 확인하였다.