• Transactions of Materials Processing
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• v.14 no.7 s.79
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• pp.587-594
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• 2005

분무성형공정은 급냉응고 및 결정입자 제어에 따른 고품위 소재 개발의 장점과 함께 고밀도 near-net-shape 제품의 제조가 가능한 합금제조기술이다 분무성형체의 미세조직은 적층표면에 도달하는 액적들의 평균 열용량, 즉 고상분율에 의하여 결정되며, 이는 액적의 비행과정에서의 분사가스-액적간의 열전달과 적층표면에서의 열유입과 열유출 속도에 영향을 받는다. 실제 다양한 공정변수들이 복합적으로 미세조직 형성과정에 영향을 미치지만, 균일한 미세조직을 얻기 위하여서는 적층표면에서의 온도와 고상분율을 항상 일정하게 제어하여야만 한다 즉, 적층표면 온도를 분무 성형공정중에 지속적으로 측정하여 이를 공정 제어 시스템에 feedback하여 원하는 적층표면온도를 유지하도록 공정변수를 제어하는 것이 필수적이다. 분무성형에 제조된 성형체는 합금원소의 편석이 없고 미세한 등방성의 결정립으로 이루어진 특징적인 미세조직을 나타낸다 이와 같은 미세조직으로 인하여 분무성형체는 우수한 성형성과 기계가공성을 나타내며, 또한 분무성형-후속가공된 최종 제품은 잉곳주조에 의하여 제조된 것과 비교하여 크게 향상된 기계적 성질을 가진다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.139-139
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• 2018

최근 자동차 산업을 중심으로 한 수송용 기기의 경량화 추세에 따라 대표적인 경량금속 소재인 알루미늄 합금에 대한 수요가 증가하고 있으며 이에 따라 알루미늄 합금 표면에 다양한 특성을 부여할 수 있는 표면개질 기술에 대한 필요성이 부각되고 있다. 알루미늄 합금의 대표적인 표면처리기술인 아노다이징과 유사한 원리로 표면에 세라믹 코팅층을 형성할 수 있는 기술인 플라즈마 전해 산화(Plasma electrolytic oxidation, PEO)가 주목을 받고 있다. PEO 코팅법은 전해액 내에 소재를 침지시키고 400 ~ 600V에 이르는 고전압을 인가시켜 마이크로 방전을 유도하여 표면에 치밀한 세라믹 층을 형성시키는 기술이다. 본 연구에서는 PEO법으로 표면 개질된 Al 합금 표면의 표면 조직 특성과 전기화학 특성을 평가하고, 코팅층 특성에 미치는 공정 변수의 영향을 분석하고자 하였다. PEO 처리를 위해 사용된 소재는 상용 Al 합금 판재(Al 5083-O)로서 $2cm{\times}2cm$로 절단하여, 에머리페이퍼로 1000번까지 연마하여 사용하였다. 시험을 위한 PEO 처리 시스템은 전해액 수조, 일정 온도 유지를 위한 열교환기와 칠러, 전원 발생을 위한 전원공급기(power supply)로 구성되었다. 전해액은 약 알칼리 수용액을 이용하였으며, 전원 공급기를 통해 시험편에 펄스 전류를 인가하였다. PEO 처리 후 시편에 대하여 SEM, EDS, XRD 등을 이용한 표면 특성 평가를 실시하였다. 또한 코팅층의 전기화학적 부식 특성 평가를 위해 해수용액에서 동전위분극실험을 실시하였다. 시험 결과, Al 합금의 PEO 처리 시 내식성은 개선되는 것으로 확인되었으며, 공정변수는 표면의 미세조직 및 전기화학적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.71-71
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• 2015

TiN 박막의 미세구조를 공정 변수인 기판 전압, 기판과 타겟의 각도 등을 이용하여 변화시켜 박막의 물리적 특성을 평가하였다. TiN 박막은 음극 아크 증착법을 이용하여 기판에 코팅하였다. TiN 박막은 기판과 타겟의 각도를 제어하면 기판에 수직한 주상과 일정한 각도를 갖는 주상으로 성장하는 것을 확인하였다. 기판과 타겟의 각도를 일정하게 유지한 경우에도 기판에 전압을 인가하면 TiN 박막의 주상이 기판과 수직하게 성장하는 것을 확인하였다. 기판과 타겟의 각도와 기판 전압을 활용하면 TiN 박막의 미세구조를 다양하게 변화시킬 수 있었다. TiN 박막의 미세구조 변화는 물리적 특성 변화에 영향을 준 것으로 판단되며 기판 전압과 각도를 인가하지 않은 TiN 박막보다 미세구조가 변화한 박막이 높은 경도를 보였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.124-124
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• 2012

접촉운동기구 계면에서의 마찰력은 요소 혹은 시스템의 효율과 직접적으로 연관이 있으며 이로 해 마찰계수를 낮추기 위한 저마찰 표면처리는 Tribology 연구에 있어 기초적이면서도 동시에 매우 중요한 부분으로 오래 전부터 인식되어오고 있다. 또한 대부분의 습동기구 표면이 경화 처리되어 마모에 강한 특성을 보이나 이는 마찰계수가 일정 이하로 낮게 유지될 경우에만 해당되는 것으로 마찰계수의 조절은 매우 중요하다고 할 수 있다. 과거 자동차 엔진의 실린더 라이너 표면에 가공된 사선 형태의 패턴들이 저마찰 기능을 하는 것은 이미 잘 알려진 사실이며 최근에는 이러한 패턴 혹은 형상을 인위적으로 조절하여 저마찰 기능과 성능을 더욱 높이고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 미세한 패턴은 다양한 가공기술의 발전에 의해 가능하게 되었으며 그 결과 마찰계수는 패턴의 형상과 분포 등과 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 보고되어 있다. 본 연구에서는 최근 활발한 연구가 진행되고 있는 표면 텍스쳐링 분야에 대한 전반적인 연구 동향과 미래의 가능성에 대해 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.242-242
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• 2010

Si(100) 표면에 이온을 일정한 에너지로 dose량을 동일하게 유지하고, dose rate만을 변화시켜가며 주입한 후에 depth profile과 damage, 그리고 sheet resistance를 조사하였다. 일정한 에너지로 이온을 주입하여도 dose rate의 변화에 따라서 depth profile에 변화를 보이는 것을 확인할 수 있었고 sheet resistance역시 dose rate변화에 비례하여 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 Crystal-TRIM program으로 computer simulation 하여 damage profile의 결과를 통해 dose rate가 클수록 시료 표면 근처에 잔류 damage의 양이 높게 나타나는 것을 알 수 있었고 그 잔류 damage의 표면근방 분포가 sheet resistance에 직접적인 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.133-133
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• 2011

최근 연구중인 소자들의 크기가 점차 나노 크기를 가짐에 따라서 나노 영역에 대한 물성 분석 연구의 필요성이 대두되고 있다. 특히 나노 크기를 가지는 소자에 대한 기계적 특성은 기존의 마이크로 이상의 소자와는 다른 특성을 보이는 것으로 보고되고 있다. 그러나 이러한 나노 크기에 대한 연구에서 대부분을 차지하는 분광학적, 전기적 방법은 측정 영역 한계와 일정 깊이에 대한 평균적인 정보를 제공하게 된다. 본 연구에서는 나노트라이볼로지 분석의 대표적인 Nano-indenter와 Scanning Probe Microscopy(SPM) 분석을 통하여 박막의 수 혹은 수십 나노 미만의 영역과 깊이에 대한 기계적 물성을 연구하였고, 이를 기반으로 수십 나노 이하 두께를 가지는 W-N 확산박지막에 대한 연구를 실시하였다. 연구 결과에 의하면, 박막의 표면 hardness는 박막의 두께가 감소함에 따라서 4.19 GPa에서 3.51 GPa로 감소하였고, Weibull modulus를 통한 박막의 균일도는 2.75에서 7.91로 급격히 증가하는 현상을 나타내었다. 또한 SPM의 Kelvin probe force microscopy (KPFM), Force modulation microscopy (FMM) mode를 활용하여 표면에서의 Nitrogen 흡착에 의한 영상, 전기적 및 표면 탄성에 대한 연구를 실시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.164-164
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• 2012

청색 발광 다이오드의 광추출 효율 향상 및 전기적 특성 향상을 위하여 기판이 되는 사파이어에 마이크로급 패턴을 형성하는 공정이 일반적으로 사용되고 있다. 기존의 공정과는 달리, 저가의 간단한 공정을 통해 쉽게 유사한 성능 향상을 얻기 위하여, 나노임프린트 리소그래피 공정을 도입하여 사파이어 기판 상에 일정한 주기와 형태를 갖는 나노 패턴을 형성하였으며, 이를 이용하여 제작한 발광 다이오드의 성능이 전기적, 광학적 측면에서 크게 향상되었음을 확인할 수 있었다.

• Polymer(Korea)
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• v.37 no.4
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• pp.455-461
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• 2013

Mar behavior and visibility were investigated by applying a constant load to various gloss-coated urethane-acrylate surfaces. Using a area-contact scratch tip which can apply a relatively low stress level to the coated surfaces, the mar damages were generated on the surfaces. When evaluating the mar-induced damage by means of delta-gloss (${\Delta}G$) and delta-luminance (${\Delta}L$) with existing test methodologies, an increase in constant load on the same gloss-coated surface leads to an increase in ${\Delta}G$ and ${\Delta}L$. However, these are not suitable for evaluating and comparing the surface damages of different gloss-coated samples because of a disagreement between the measured values and the mar visibility. It is shown that new mar test assessment proposed in this work not only can be used to quantitatively evaluate the mar damage, but also accounts for the correlation that the increases of the normalized gloss and luminance on coated surfaces correspond with an increase in the mar visibility.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.503-503
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• 2017

대부분의 자연하천에서 유량조사는 하천 횡단면의 유속을 측정하여 수위-유량관계로부터 유량을 산정하고 있다. 유속의 측정은 통상적으로 횡단면을 일정 구간으로 구분하여 회전식, 전자식 유속계, 부자 등과 같은 접촉식 장비를 이용하여 일차원 유속으로부터 구간을 대표하는 평균유속을 기반으로 유량을 산정하고 있다. 그러나 이런 접촉식 장비를 통한 유속 측정은 인력, 장비, 비용 및 돌발 호우사상의 측정자의 안전 등 현장 조건의 한계로 관측자료를 확보하지 못 하는 미측정 영역이 발생한다. 이에 따라 수위와 유량측정성과로 개발된 수위-유량관계곡선식은 미측정 구간인 외삽구간에서 정확도가 낮은 유량자료가 산정될 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 하천 횡단면의 일부 고정된 지점에서 측정된 표면유속을 이용하여 유량규모에 따른 평균유속의 상관관계를 분석하고 수위-유량관계곡선으로 산정된 유량과 비교함으로써 비접촉식 유속 측정방식을 통한 유량산정의 활용성과 적용성을 검토하였다. 이를 통해 표면유속을 활용한 유량산정의 실무적인 방법론을 제시하고 고수위 외삽구간의 유량을 비교 및 검증하였으며 수위 1.23m 이상에서 표면유속(0.62m/s ~ 2.69m/s)과 평균유속의 관계는 구간별로 일정한 선형관계가 나타났으며 각 구간에 대한 상관계수는 $R^2=0.97$ 이상으로 높게 나타났다. 이상의 결과는 비접촉식 표면유속측정으로 홍수기 중고수위 이상에서 접촉식 유속계가 갖는 한계를 보완하여 연속적인 유량생산이 가능하고 개발된 수위-유량관계곡선식의 외삽구간을 검토할 수 있는 참고자료를 획득하여 고수위 유량자료의 신뢰성을 높일 수 있는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 1998.11a
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• pp.101-107
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• 1998

본 논문에서는 최근 국내·외적으로 활발하게 연구되고 있는 고분자 절연재료에 있어서 공간 전하가 전기적 특성에 미치는 영향에 대한 연구로서, 기존에는 보고되지 않았던 새로운 측정시스템과 분석 방법을 제시하였다. 그리고, 이러한 측정시스템을 이용하여 교류전압 하에서 PD 발생시에 절연체 표면에 축적되는 공간전하의 직접적인 관측을 통하여 공간전하와 PD와의 연관성에 대한 규명을 실시하였다. 실험결과로부터 PD 패턴은 방전에 의해 절연체 내부보다는 표면에 축적되는 동적 공간전하와 매우 밀접한 관계를 가지고 있는 것을 알 수 있었으며, 또한 PD 발생시 공기층 전압은 이러한 동적 공간전하에 의해 지배됨을 확인할 수 있었다. 그리고, 일정전계 이상에서는 공간전하의 축적에 의한 영향으로 PD 크기와 공기층 전압은 더 이상 증가하지 않았다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 실험결과는 유전체장벽방전을 이용한 NOx, SOx 등의 공해물질의 분해에 있어서, 현재까지는 분해시스템에 전달되는 전력은 인가전압의 주파수와 크기에 비례하는 것으로 생각해 왔으나, 본 실험결과를 통하여 일정전계 이상에서는 전압상승에 의한 분해 효율의 향상을 기대하기 힘들다는 것을 나타낸다.