• Title/Summary/Keyword: 접합 계면

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Fracture Mechanical Characterization of Bi-material Interface for the Prediction of Load Bearing Capacity of Composite-Steel Bonded Joints (복합재료-탄소강 접착제 결합 조인트의 하중지지 능력 예측을 위한 이종 재료 접합 계면의 파괴 역학적 분석)

  • Kim, Won-Seok;Shin, Kum-Chel;Lee, Jung-Ju
    • Composites Research
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    • v.19 no.4
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    • pp.15-22
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    • 2006
  • One of the primary factors limiting the application of composite-metal adhesively bonded joints in structural design is the lack of a good evaluation tool for the interfacial strength to predict the load bearing capacity of boned joints. In this paper composite-steel adhesion strength is evaluated in terms of stress intensity factor and fracture toughness of the interface corner. The load bearing capacity of double lap joints, fabricated by co-cured bonding of composite-steel adherends has been determined using fracture mechanical analysis. Bi-material interface comer stress singularity and its order are presented. Finally stress intensities and fracture toughness of the wedge shape bi-material interface corner are determined. Double lap joint failure locus and its mixed mode crack propagation criterion on $K_1-K_{11}$ plane have been developed by tension tests with different bond lengths.

Analysis of Interfacial Shear Strength of Fiber/Epoxy Composites by Microbond Test and Finite Element Method (미소접합시험과 유한요소법을 통한 섬유/에폭시 복합재의 계면 전단강도 해석)

  • Kang, Soo-Keun;Lee, Deok-Bo;Choi, Nak-Sam
    • Composites Research
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    • v.19 no.4
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    • pp.7-14
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    • 2006
  • Interfacial shear strength between epoxy and carbon fiber has been analyzed utilizing the microbond specimen with an epoxy micro-droplet adhered onto single carbon fiber. The interfacial shear stress distributions along the fiber/matrix interface were calculated by finite element analysis using three kinds of finite element models such as droplet model, circular-crosssection model and pull-out model. Conclusions were obtained as follows. (1) Interfacial shear stress distribution showed that larger stresses were concentrated in the fiber/matrix interface for microbond test than for pull-out test. Thus, debonding at the fiber/matrix interface during microbond test was liable to occur at low load level. (2) Microbond test showed higher interfacial strength which was caused by various effects of micro-droplet geometry and size as well as stress concentration in the region contacting with the micro-vise tip.

Nondestructive Evaluation of Seramics/Metals Interface Using V(z) Curve of Scanning Acoustic Microscopy(SAM) (초음파현미경에서 V(z)곡선을 이용한 세라믹/금속 접합계면의 비파괴 평가)

  • 조동수;박익근;김용권;이철구
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.321-323
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    • 2004
  • 전자 제품에 사용되는 부품 ㆍ소재의 신뢰성 품질 평가를 위해 정밀한 모터의 제어기술, 첨단신호처리 기술, 압전소자 기술의 발달로 미세변화 계측의 재현성, 고분해능, 표면과 내부의 이미지관찰, 또한 미소부위에서 재료의 누설탄성표면파의 음속측정이 가능한 초음파현미경에 대한 연구가 최근 들어 활발히 진행되고 있다. (중략)

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Brittle Fracture Behavior of ENIG/Sn-Ag-Cu Solder Joint with pH of Ni-P Electroless Plating Solution (무전해 니켈 도금액 pH 변화에 따른 ENIG/Sn-Ag-Cu솔더 접합부의 취성파괴 특성)

  • Seo, Wonil;Lee, Tae-Ik;Kim, Young-Ho;Yoo, Sehoon
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.27 no.3
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    • pp.29-34
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    • 2020
  • The behavior of brittle fracture of electroless nickel immersion gold (ENIG) /Sn-3.0wt.%Ag-0.5wt.%Cu (SAC305) solder joints was evaluated. The pH of the electroless nickel plating solution for ENIG surface treatment was changed from 4.0 to 5.5. As the pH of the Ni plating solution increased, pin hole in the Ni-P layer increased. The thickness of the interfacial intermetallic compound (IMC) of the solder joint increased with pH of Ni plating solution. The high speed shear strength of the SAC305 solder joint on ENIG surface finish decreased with the pH of the Ni plating solution. In addition, the brittle fracture rate of the solder joint was the highest when the pH of the Ni plating solution was 5.

Effects of Brazing Processing Condition on Mechanical Properties and Reliability of Si3N/S.S. 316 Joints (브레이징 접합공정 조건이 SiN4/S.S. 316 접합체의 기계적 특성 및 신뢰도에 미치는 영향)

  • Chang, Hwi-Souck;Park, Sang-Whan;Choi, Sung-Churl
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.39 no.10
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    • pp.955-962
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    • 2002
  • The microstructure change of brazed $Si_3N_4$/Stainless steel 316 joint with Cu buffer layer were examined to clarify the effects of brazing process conditions such as brazing time and temperature on the mechanical properties and reliability of brazed joints. For the brazed joint above 900${\circ}C$, the Cu buffer layer was completely dissolved into brazing alloy and the thickness of reaction product formed at $Si_3N_4$/brazing alloy joint interface was abruptly increased, which could increase the amounts of residual stress developed in the joint. The fracture strength of brazed $Si_3N_4$/Stainless steel 316 joint with Cu buffer layer at 950${\circ}C$ was much reduced comparing to those of joints brazed at the lower temperature. But, it was found that the effects of brazing time was not critical on the mechanical properties as well as the reliability of $Si_3N_4$/Stainless steel 316 joint with Cu buffer layer brazed at the temperature below 900${\circ}C$.

Evaluation of Adhesive Strength for Nano-Structured Thin Film by Scanning Acoustic Microscope (초음파 현미경을 이용한 나노 박막의 접합 강도 평가)

  • Park, Tae-Sung;Kwak, Dong-Ryul;Park, Ik-Keun;Miyasaka, Chiaki
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.32 no.4
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    • pp.393-400
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    • 2012
  • In recent years, nano-structured thin film systems are often applied in industries such as MEMS/NEMS device, optical coating, semiconductor or like this. Thin films are used for many and varied purpose to provide resistance to abrasion, erosion, corrosion, or high temperature oxidation and also to provide special magnetic or dielectric properties. Quite a number of articles to evaluate the characterization of thin film structure such as film density, film grain size, film elastic properties, and film/substrate interface condition were reported. Among them, the evaluation of film adhesive to substrate has been of great interest. In this study, we fabricated the polymeric thin film system with different adhesive conditions to evaluate the adhesive condition of the thin film. The nano-structured thin film system was fabricated by spin coating method. And then V(z) curve technique was applied to evaluate adhesive condition of the interface by measuring the surface acoustic wave(SAW) velocity by scanning acoustic microscope(SAM). Furthermore, a nano-scratch technique was applied to the systems to obtain correlations between the velocity of the SAW propagating within the system including the interface and the shear adhesive force. The results show a good correlation between the SAW velocities measured by acoustic spectroscope and the critical load measured by the nano-scratch test. Consequently, V(z) curve method showed potentials for characterizing the adhesive conditions at the interface by acoustic microscope.

재생냉각용 연소기의 브레이징 공정 개발

  • 홍석호;한규석;우유철
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.36-36
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    • 2000
  • 액체로켓엔진에 사용되는 2000psi이상의 고압 연소실(Combustion Chamber)의 냉각은 내피(Inner Shell)에 기계 가공된 냉각통로(Cooling Channel)로 냉각제를 흘려보내는 재생냉각방식이 널리 사용되며 기계 가공된 냉각 통로는 외피(Outer Shell)에 의해서 지지 밀봉된다. 일반적으로 내피 재료는 순수한 구리보다 강도가 우수하고 열전도도는 유사한 구리합금을 사용하고, 외피는 강도가 우수한 스테인레스 강을 사용하여 브레이징 접합된 구조를 형성한다. 브레이징 공정은 조립품을 약 $450^{\cire}C$ 이상의 액상선을 갖는 삽입금속(Filler Metal)을 사용하여 적당한 온도($450^{\cire}C$ ~ 모재의 고상선)에서 가열하여 접합시키는 방법으로, 용융 금속의 젖음 현상(Wetting Phenomena), 접합 틈새(Joint Clearance)로의 용융 삽입금속의 유입(Capillary Phenomena)과 접합 계면의 반응을 통해서 접합이 이루어진다. 이는 일반적인 접합 공정과 비교하여 모재의 변형이 적고, 이종 금속 간의 접합이 용이하며, 복잡한 부품을 정밀하게 접합할 수 있는 장점이 있으나, 접합될 제품의 표면 상태 및 분위기(Atmosphere), 접합될 부품간의 조립 틈새, 가열 싸이클(Heating Cycle) 등에 대한 공정 확립 및 관리가 매우 중요하다. 재생냉각 구조를 갖는 연소실은 우선 접합면의 형상이 매우 복잡하여 균일한 접합 틈새를 유지하면서 접합시키기가 매우 어려우며, 고온, 고압의 환경에서 작동하므로 일부 접합면이 접합되지 않을 경우 내피의 변형 및 파괴가 발생하고, 브레이징 시 용융된 삽입금속이 냉각통로 내로 유입될 경우 연소 시 이부근에서 재료의 용융이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 현상을 방지하기 위해서는 진공 분위기 하에서 적절한 접합 틈새를 유지할 수 있는 공정 및 장비의 개발이 필요하다.

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Fabrication of heterojunction silicon solar cell using HWCVD passivation layer (HWCVD 패시베이션 층을 적용한 이종접합 태양전지 제작)

  • Kang, Min-Gu;Tark, Sung-Ju;Lee, Sung-Hun;Kim, Chan-Seok;Jeong, Dae-Young;Lee, Jeong-Chul;Kim, Dong-Hwan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.370-370
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    • 2009
  • 이종접합태양전지는 구조적 대칭성 때문에 웨이퍼 두께가 감소하여도 보우잉이 일어나지 않는 특징이 있으며, 산요에서 개발한 이종접합태양전지의 효율이 22% 이상을 보이고 있다. 이종접합태양전지에서 비정질 실리콘과 실리콘 웨이퍼의 계면에 따라 이종접합태양전지의 특성이 크게 변화한다. 본 연구에서는 패시베이션 층으로 사용되는 비정질 실리콘을 hot wire chemical vapor deposition(HWCVD)을 사용하여 이종접합태양전지에 적용하였으며 기존의 plasma-enhanced chemical vapor deposition을 이용한 비정질 실리콘을 적용한 이종접합태양전지와 비교하였다. 패시베이션 특성을 확인하기 위해 quasi-steady state photoconductance로 minority carrier lifetime을 측정하였고, 태양전지 특성평가로는 암전류특성 및 광전류특성을 사용하였다. HWCVD를 사용하여 패시베이션한 태양전지의 경우 16.1%의 효율을 보였다.

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Stress intensities at the interface corner of the co-cured lap joint with composite and steel adherends (복합재료와 강재료를 이용한 동시경화조인트의 계면 모서리에서의 응력집중계수)

  • 신금철;이정주
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.83-86
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    • 2003
  • 동시경화조인트는 경화 시 복합재료로부터 흘러나오는 수지를 접착제로 사용하기 때문에 제조과정이 간편할 뿐 아니라 복합재료를 표면 처리할 필요가 없기 때문에 기존의 접착제에 의한 접합방법에 비해 장점을 지닌다. 최근 동시경화조인트에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 해석적인 방법을 통한 연구는 아직까지 미비하다. 실험적으로 연구된 결과를 보면 동시경화 조인트는 계면 모서리에서 파괴가 시작되어 계면을 따라 파괴가 진행된다. 그러므로 조인트의 계면 모서리에서의 응력집중계수에 관해 연구하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 고유치 문제를 고려하여 복합재료와 강재료로 구성된 동시경화조인트의 계면 모서리에서 발생하는 응력 및 변위장을 결정하고, H-적분을 이용하여 응력집중계수를 구하는 방법을 제시하고자 한다.

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