• 대한금속재료학회지
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• 제50권8호
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• pp.591-597
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• 2012

This paper presents regularly micro-textured glass surfaces ensuring the superhydrophobic properties in the Cassie-Baxter regime. The proposed surfaces were fabricated simply and efficiently by filling the glass material into a silicon micro-mold with periodic micro-cavities based on a thermal-reflow process, resulting in a successful demonstration of the textured glass surface with periodically-arrayed micro-pillar structures. The static and dynamic wetting properties of the micro-textured glass surfaces were characterized by measuring the static contact angle (SCA) and contact angle hysteresis (CAH), respectively. In addition, the surface wettability was estimated theoretically based on Wenzel and Cassie-Baxter wetting theories, and compared with the experimental ones. Through the experimental and theoretical observations, it was clearly confirmed that the proposed micro-textured glass surfaces showed the slippery superhydrophobic behaviors in the Cassie-Baxter wetting mode.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권5호
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• pp.294-299
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• 2019

Most previous studies on water repellent surfaces using lasers rely on the use of pico- or femtosecond lasers. However, in industrial application, these methods have the disadvantages of high cost and low efficiency. In this study, we implement a hydrophobic surface using a high-power general-purpose diode laser. We have fabricated the microsurface using laser groove processing technology, and we present the correlation of wettability characteristics with space and width. The metal material is stainless steel (SUS 304), and the groove height during laser processing is set to $30{\mu}m$ to evaluate the wettability based on the gap and width of various grooves. Results show that the contact angle of the groove-shaped surface is increased by $40^{\circ}$ or more as compared with the surface without patterning, and the contact angle in the parallel direction is greater than that in the perpendicular direction. Results from contact angle hysteresis measurement experiments show that the groove width has a greater influence on the contact angle history than does the gap between grooves. In addition, the coating reveals that the contact angle can be increased using a chemical method and that the laser grooving process can further improve the wetting properties of the surface.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권11호
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• pp.35-40
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• 2019

Laser processing has been used in various fields. In this study, the feasibility of a hydrophobic surface was investigated through the laser cladding technique. A diode laser was used, and the output was set to 600-800 W. Seven different specimens were prepared with different cladding widths and spacings, and the contact angles for water droplets were evaluated. As a result, the contact angle of water droplets measured in the direction parallel to the cladding line was higher than that in the vertical direction. The wider the cladding width and the cladding space, the higher the contact angle in the parallel direction. It is thought that when a higher contact angle is formed in the parallel direction, more air can be placed in the valley between the cladding lines. In addition, for the hydrophobic coating effect, the contact angle of the coated cladding surface was increased by about $5-15^{\circ}$ as a whole compared to the coated smooth surface. It was confirmed that the wetting characteristics were improved through the cladding.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.150-155
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• 2006

Falling liquid plays a role in a wide variety of naturally occurring phenomena as well as in the operation of industrial process equipment where heat and mass transfer take place. In such cases, it is required that the falling film should spread widely on the surface forming thin liquid film to enlarge contact surface. An addition of surface active agent to a falling liquid film affects the flow characteristics of the falling film. In this study the heat transfer characteristics for a falling liquid film has been investigated by an addition of the surface active agents. The falling liquid film was formed on a vertical flat plate. As the mass flow rate of liquid falling film is increased, the wetted area is a little increased while the heat transfer rate as well as heat transfer coefficient is significantly increased. It is also found that both wetted area and heat transfer rate is substantially increased while heat transfer coefficient is a little increased with an increase in the surfactant concentration at a given mass flow rate.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권2호
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• pp.56-60
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• 2023

In this study, we evaluate the anisotropic flow of droplets according to the directionality of asperities. We manufacture a mold with an inclined hole by adjusting the jig angle using a high-power diode laser. Using the manufactured mold, we prepare specimens for wettability studies by the micro molding technique. We fabricate twelve kinds of surfaces with micro-asperities inclined at 0°, 15°, 30°, and 45° for asperity pitches of 100 ㎛, 200 ㎛, and 300 ㎛. We evaluate the static and dynamic behaviors of the droplets as a function of the asperities pitch and inclination angles. The anisotropic effect increases as the pitch increases between asperities, and the anisotropic flow characteristics increase as the inclination angle of the asperities increases. On the surface with hole pitches of 100 ㎛ and 200 ㎛, the contact angle of the droplet shows high hydrophobicity at approximately 160°, but on the surface with the 300-㎛ hole pitch, the contact angle is approximately 110°, indicating that the hydrophobic effect rapidly reduces. Additionally, when the inclination angle of the asperities is approximately 30°, the left and right contact angle deviations of the droplet are the lowest, showing that the roll-off angle is relatively low.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.54-71
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• 1990

본 연구에서는 세라믹 기계요소를 생산하기 위한 기초연구로서, 세라믹 사출 성형에 대한 기본적인 가공조건과 여러변수들을 고찰하고 가능한한 최대의 세라믹체적 비를 갖고 세라믹입자와 완벽한 융합을 이룰수 있는 최적의 결합제 구성과 세라믹입자 의 충진비율에 따른 혼합체(mixture)의 유동특성을 규명하여 사출성형의 적부를 판별 함과 동시에 그 훈련된 상태를 고찰하여 이후의 공정에서 불균일에 의한 결함이 발생 하지 않도록 정확한 성형조건을 제시하고자 한다. 또한 사출성형에 가장 적절한 혼 합체를 선정하여 탈지공정 및 소결을 행하고 각 공정에서의 부품의 수축률 및 결함을 관찰하여 그 결함의 원인 및 제거방법에 대하여 논의할 것이다. 본 논문에서 제시한 각 공정 및 고찰은 중요한 모든 변수들의 경향 및 특성을 다루었으며 정밀한 세라믹부 품의 신속한 생산을 위한 기초 연구로서 실제 산업체에 응용될 수 있을 것으로 사료된 다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제9권1호
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• pp.21-28
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• 2002

Sn-Cu-Ni계 솔더 합금에 소량의 Bi와 In을 첨가하여 새로운 무연솔더 합금 개발을 진행하였다. Sn-0.7%(Cu+Ni)에 2~5% Bi. 2~10% In을 첨가하여 각각의 열적, 전기적, 기계적 특성을 평가하였다. 솔더합금의 융점은 200~$222^{\circ}C$, 응고온도범위는 20~$37^{\circ}C$로 중.고온계 솔더로서 적용이 가능하다. 실험 조성별 솔더 합금중 실용적, 경제적인 면을 고려하여 Sn-0.7%(Cu+Ni)-3.5%Bi-2%In이 최적의 합금 조성으로 판단된다. 이 합금은 융점이 $220^{\circ}C$정도이며 응고범위는 $25^{\circ}C$, 강도 면에서는 타 합금에 비해 상당히 우수한 값을 나타내었으며 연신율은 비교적 낮은 값을 나타내었다. 다른 기계적, 전기적 특성은 타 솔더 합금과 유사하거나 우수한 편이었으며 젖음특성도 양호하였다.

• 폴리머
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• 제24권2호
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• pp.245-251
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• 2000

에폭시 (EP) 수지와 폴리우레탄(PU) 으로 제조된 블렌드 시스템의 접촉각과 기계적 특성을 연구하였다. EP의 경화제로 20 phr의 DDM (4,4'-diamino diphenyl methane)이 사용되었으며 EP/PU의 함량은 100/0~100/60까지 변화시켰다. 접촉각은 Rame-Hart goniometer를 사용 하였으며 젖음액으로는 증류수와 diiodomethane을 사용하였다. 본 연구에서는 geometric 방법을 사용한 Owens-Wendt와 Wu's model이 블렌드 시스템의 표면 자유에너지를 알아보는데 사용되었다. 시편의 기계적 성질과 강인성은 임계 응력 세기 인자(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)와 충격 강도 시험을 통하여 알아보았다. 그리고 특히 충격 강도는 상온과 극저온에서 알아보았다. 그 결과로서, 블렌드 시스템에 있어서 표면 자유에너지의 극성 요소는 저온에서 충격 강도를 증가시키는 PU의 함량에 크게 영향을 주었음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.39-52
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• 2013

본 연구는 포화-압밀-전단 제어형 링전단시험장치를 이용하여 (i) 전단시간에 따른 전단응력 특성, (ii) 구속압과 전단속도에 따른 전단특성 및 (iii) 전단속도에 따른 전단응력 특성에 대한 연구를 수행하였다. 이질 재료간의 전단특성을 살펴보고자 낙동강 모래와 해안 점토를 사용하였다. 본 연구에서는 모래와 모래, 점토와 점토, 모래와 점토끼리의 전단특성을 살펴보고자 비배수 조건에서 특정 구속압(50과 100kPa)에 대한 실험을 1차적으로 수행하였다. 모든 실험은 특정 구속압에 대해 300sec 동안 자동 압밀조건을 거친 후 전단실험을 수행하였다. 2차 실험으로 세 시료에 대한 수직응력 변화에 따른 전단응력 특성을 살펴보고자 수직응력을 20~150kPa까지 단계별로 높여가며 실험을 수행하였다. 마지막으로 특정 구속압에 대해 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 100mm/sec까지 5 단계로 나누어 실험을 수행하였다. 이질재료 간의 전단응력은 특정 구속압 하에서 모래-점토의 전단응력(최대전단응력과 잔류전단응력)은 모래-모래보다는 작고, 점토-점토보다는 약간 큰 것으로 나타났다. 전단응력은 구속압과 전단속도에 의해 전단면에서 발생하는 입자 파쇄와 젖음현상에 의존하는 것으로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제4권1호
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• pp.1-8
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• 2003

본 연구에서는 이관능성 에폭시와 PMR-15 블렌드계의 접촉각 측정과 파괴인성 측정을 통하여 PMR-15 조성비에 따른 표면자유에너지가 기계적 계면특성에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 블렌드계의 FT-IR 분석 결과, PMR-15의 이미드화에 따른 특성 밴드가 1,722, $1,778cm^{-1}$ (C=O)와 $1,372cm^{-1}$ (C-N)에서 나타났고, 에폭시의 개환 반응에 따른 -OH peak는 PMR-15 phr의 함량에서 가장 크게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 증류수와 diiodomethane을 젖음액으로 사용하여 sessile drop 방법으로 접촉각을 측정한 결과, 표면자유에너지는 극성 요소의 증가에 의해서 PMR-15의 함량이 10 phr일 때 최고값을 나타내었다. 또한, 기계적 계면특성을 파괴인성 측정을 통하여 알아본 결과 $K_{IC}$와 $G_{IC}$ 또한 표면자유에너지와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었는데, 이는 PMR-15 10 phr의 조성에서 수소결합의 증가에 의한 블렌드계의 극성요소가 증가함에 따라 분자들간의 계면결합력이 증가했기 때문인 것으로 관찰된다.