• 한국재료학회지
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• 제3권1호
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• pp.58-64
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• 1993

고탄소 Dr-Ti 합금강의 회전접촉 피로마모실험에서 실험조건에 따라 다르게 변화하는 subsurface zone의 가공경와의 정도를 잔류응력의 분포로서 조사하였다. 시험전 표면잔류응력은 마모특성에 영향을 주지 못하였고, 접촉응력과 회전속도가 증가할수록 표면 잔류응력은 감소하여 갔으나 subsurface zone내의 최대압축잔류응력은 증가하였고, 그의 포화깊이는 깊었다. 이들 실험결과와 이론적 전단응력의 분포와의 관계에 관하여 검토하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.192-192
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• 2011

Mo 박막은 열적 안전성과 전기 전도성이 우수한 소재로 CIGS 태양전지의 배면전극으로 사용되고 있다. 스퍼터링법에 의한 Mo 박막의 전도성은 공정압력에 민감하여 높은 압력과 낮은 압력에서 이중박막으로 제조되고 있다. 연구에서는 압력에 크게 영향을 받지 않으면서 전도성이 $10{\mu}{\Omega}-cm$ 이하로 우수한 Mo 박막을 얻을 수 있는 아크 이온플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였다. 그러나 Mo 박막 증착시에 나타나는 높은 압축응력은 기재(Soda lime Glass; SLG)와의 밀착성을 떨어뜨렸다. 기재(SLG)와의 밀착성을 확보하기 위해 Ti 중간층($0.3{\mu}m$, $0.9{\mu}m$)을 증착하고 그 위에 Mo 박막을 증착하여 전도성이 우수한 박막을 제조하였으나 여전히 압축잔류응력의 문제점을 보였다. 압축응력의 완화를 위해 CIGS 박막이 제조되는 $550^{\circ}C$의 온도에서 열처리를 1시간 수행하였다. 열처리를 통해 열처리 전과 후에 나타나는 전도성과 잔류응력의 변화를 공정압력(5 mTorr~30 mTorr)별로 알아보았다. 사용된 시험편은 Si wafer, SLG, SUS계 소재를 이용하였으며 공정압력별로 아크 타겟에 인가되는 전류는 100 A로 고정하였고, 바이어스 전압은 0V, -50V를 인가하였다. 열처리 전과 후에 전도성은 크게 변화가 관찰되지 않았으나 잔류응력에는 많은 변화가 관찰 되었다. 잔류응력은 공정압력(5mTorr~30mTorr)별로 응력 완화가 일어났으며, 바이어스 전압이 0V에서 공정압력이 5 mTorr일 때 열처리 전에 측정된 1346 MPa 압축응력이 열처리 후에는 188 MPa의 인장응력을 나타내었다. 이러한 응력 변화에 대해 XRD와 SEM으로 구조분석을 통해 Mo 박막의 결정성과 전도성 및 잔류응력의 상관관계에 대해 알아보았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49.2-49.2
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• 2018

스퍼터링에 의해 증착된 박막 내 기계적 응력 발생 현상을 규명하기 위하여 활발한 이론적, 실험적 접근이 있었으나, 복잡한 플라즈마 증착환경 내에서 다양한 증착 파라미터로 인해 정확한 응력 발생 메커니즘에 대해 아직도 완벽한 규명이 되지 않은 상황이다. 본 연구에서는 몰리브데늄 (Mo)과 텅스텐 (W) 박막을 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착 시 발생하는 잔류응력 발생 현상에 대해 논의하겠다. Mo 박막의 경우 증착압력을 2.5 mTorr와 4.1 mTorr로 고정시킨 채 기판 바이어스를 0-250 V 간격으로 변화시킨 결과, 2.5 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 압축응력이 증가하는 반면 4.1 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 인장응력이 증가하는 것이 확인되었다. 이러한 반대 경향의 잔류응력을 발생시키는 기판 바이어스 효과를 확인하기 위하여 증착 파라미터 변경에 따른 박막 성장 거동 모델을 제시한다. W 박막은 준안정상인 ${\beta}$-상이 증착 초기(2.5 nm)에 형성이 되고, 증착 과정에서 열역학적 안정상인 ${\alpha}$-상으로 상변태 하였다. 상변태에 의한 부피 변화에 따른 잔류응력 발생의 분석을 위하여 X-ray 회절피크의 비대칭성을 분석한 결과 압축응력과 인장응력이 공존하고 있는 것으로 확인되었다. 본 연구결과는 스퍼터링 공정 시 높은 에너지를 가지는 중성화된 Ar과 스퍼터된 원자가 기판과 충돌 시 atomic peening effect에 의해 압축응력이 발생한다는 일반적인 이론과 상충되는 결과로서, Mo 및 W 박막 내 잔류응력 제어를 위한 방안을 제시한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.709-720
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• 1998

용접잔류응력의 모재두께방향을 포함하는 3차원 분포를 파악하기 위해, 용접상세를 변화시킨 필렛용접이음을 대상으로 해서 실험 및 해석을 수행하였다. 특히, 지금까지 계측이 곤란했던 필렛용접이음의 용접루트부의 잔류응력을 실측하였다. 파라메타로써는 용접입열량과 용접층수를 취급하고, 모재두께방향을 포함하는 3차원 잔류응력의 분포를 조사하였다. 그 결과, 입열량이 증가하면, 용접토우와 루트부를 포함하는 용접부에서는 잔류응력의 크기에 변화가 거의 없지만, 인장잔류응력의 영역이 크게 나타났다. 또 단층과 다층용접의 비교에서는, 다층용접 쪽이 단층용접보다 잔류응력이 상당히 낮음을 알 수 있었다. 용접부 근방의 인장잔류응력의 영역도 다층용접 쪽이 단층용접보다 작게 나타난 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.453-458
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• 2011

본 논문은 TP316L 스테인리스강 재료에 대한 표면 기계가공 및 열처리에 의한 잔류응력의 생성 및 변화에 대해 연구한 것이다. 연구를 위해서 TP316L 시편에 대해 방전가공, 밀링, 연마의 3 가지 기계가공을 수행하고 표면의 잔류응력을 측정하였다. 동일한 방법으로 기계가공한 다른 시편은 열처리를 수행한 후에 표면잔류응력을 측정하여 열처리를 수행하지 않은 시편과의 차이를 비교하였다. 잔류응력측정은 엑스선회절법을 사용하였다. 또한 각 시편에 대해 비커스경도를 측정하여 열처리 수행전과 수행후의 경도를 비교하였다. 본 연구를 통해서 기계가공 방법에 따라 잔류응력의 형태가 달라지며 열처리에 의해서 대부분의 잔류응력이 제거됨이 확인되었다. 경도는 잔류응력의 인장 또는 압축의 방향에는 관계없이 크기에만 관련성이 있는 것으로 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1311-1316
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• 2010

본 연구에서는 316L 스테인리스강 테스트 시편으로 직선 슬롯(slot) 용접을 수행하고 X-선 회절법을 이용하여 용접 잔류응력을 측정하였다. 또한 3차원 유한요소해석을 통하여 슬롯용접을 모사하고 시편의 용접잔류응력 분포를 구하였다. 슬롯용접은 용접잔류응력 특성을 고찰하는데 있어 맞대기 용접에 비하여 고려할 변수가 적으며, 용접 시작부터 종료까지 용접잔류응력 분포 특성을 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다. 테스트 시편의 표면에서 용접잔류응력을 용접 시작부와 중간부분, 종료부의 세 위치에서 측정값과 해석값을 비교하였고 용접잔류응력 분포특성을 고찰하였다. 유한요소해석 결과로부터 시편 내부의 용접잔류응력 분포특성을 살펴보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.241-250
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• 2003

본 연구는 동종강재 및 이종강재 용접시 발생하는 잔류응력 특징을 파악하기 위해서 유한 요소법을 이용한 3차원 탄소성해석을 수행하였다. 결과에 의하면, 동종강재 맞대기용접시 용접부의 잔류응력은 고강도강재의 인장강도가 클수록(POSTEN60

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.519-528
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• 2004

대부분의 용접재는 용접 후 빠른 속도로 냉각하는 과정에서 재료조직의 변화, 즉 상변태(마르텐사이트변태)가 일어난다. 그리고 이러한 상변태에 의한 체적의 팽창은 특히 고강도강재의 용접시 용접부의 잔류응력완화에 기여한다. 따라서 고강도강을 적용한 강구조물 접합부의 잔류응력 특징을 파악하기 위해서는 고강도강 용접시 상변태가 잔류응력완화에 미치는 효과를 정량적으로 평가할 수 있는 수치적 모델을 확립해야 한다. 본 연구에서는 고강도강 용접시 상변태에 의한 체적의 팽창이 잔류응력 완화에 미치는 영향을 잔류응력 측정 실험을 통하여 조사하였고, 이를 바탕으로 상변태에 의한 잔류응력완화를 고려한 고강도강 및 이종강재 용접접합부의 잔류응력 특징을 3차원 열탄소성 해석기법 개발을 통하여 재현하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.94.2-94.2
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• 2017

TiN 박막은 음극 아크 증착(Cathodic Arc Deposition) 방법을 이용하여 단층과 빗각 증착(Oblique Angle Deposition; OAD)으로 다층 박막 제조하여 잔류응력 변화에 대해서 확인하였다. 타겟은 99.5% Ti이고, 기판은 Si wafer를 사용하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 29cm이며, 기판을 진공챔버에 장착하고 ${\sim}2.0{\times}10^{-5}Torr$까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 Ar 가스를 주입한 후 약 800V 의 전압을 인가하여 약 30분간 청정을 실시하였다. TiN 박막은 Ar와 $N_2$ 가스를 주입하여 코팅하였으며 모든 박막의 두께는 약 $1{\mu}m$로 고정 하였다. 공정 변수는 기판 인가 전압 이었다. 음극 아크를 이용하여 제조된 TiN 박막은 공정 조건에 따라 잔류응력 변화가 확인되었다. 바이어스를 인가한 단층 박막이 인가하지 않는 박막 보다 잔류응력이 약 1 GPa 증가하였다. 빗각 증착으로 코팅한 다층 박막의 잔류응력은 약 3.4 GPa로 빗각을 적용하지 않은 단층의 코팅 박막 보다 약 2~3 GPa의 잔류응력 감소가 있었다. 이는 빗각구조가 박막의 잔류응력을 감소시키는데 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 바탕으로 빗각 증착을 활용하여 박막의 잔류응력 제어가 가능할 것으로 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.79-84
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• 2003

홀 확장법은 홀 주위에 압축 잔류응력층을 생성시킴으로서 균열 발생을 지연시키는 방법으로 항공산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 홀 확장 잔류응력의 분포는 홀 확장률, 맨드럴 삽입방향, 재료 물성치 등 여러 가지 홀 확장 피라미터에 따라 달라진다. 홀 확장 잔류응력층의 정확한 파악은 항공산업의 실제 설계에 있어서 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구는 상대적으로 부족하였다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 두 개의 인전한 홀에 홀 확장법을 적용하는 경우 대한 잔류응력 분포를 구하였다. 연구 결과 두개 홀에 동시에 홀 확장을 하는 경우가 순차적으로 홀 확장으로 하는 경우보다 더 유리한 잔류응력 분포를 얻을 수 있었다.