• Polymer(Korea)
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• v.32 no.5
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• pp.440-445
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• 2008

The failure mechanism and failure morphology of linear low density polyethylene (LLDPE) tubing under hydrostatic pressure were investigated. Microscopic observations using video microscope and scanning electron microscope indicate that the failure mode is a brittle fracture including cracks propagated from inner wall to outer wall. In addition, oxidation induction time and Fourier transform infrared spectroscopy results show the presence of exothermic peak and the increase in carbonyl index on the surface of fractured LLDPE tubing, due to thermal-degradation. An accelerated life test methodology and testing system for LLDPE tubing are developed using the relationship between stresses and life characteristics by means of thermal acceleration. Statistical approaches using the Arrhenius model and Weibull distribution are implemented to estimate the long-term life time of LLDPE tubing under hydrostatic pressure. Consequently, the long-term life time of LLDPE tubing at the operating temperature of $25^{\circ}C$ could be predicted and also be analyzed.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.12 no.10
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• pp.129-136
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• 2021

Radiation shields used in medical institutions mainly use lead to manufacture products and fitments. Although lead has excellent processability and economic efficiency, its use is being reduced due to environmental issues when it is disposed of. In addition, when used for a long time, there is a limit to using it as a shielding film, shielding wall, medical device parts, etc. due to cracking and sagging due to gravity. To solve this problem, copper, tin, etc. are used, but tungsten is mostly used because there is a difficulty in the manufacturing process to control the shielding performance. However, it is difficult to compare with other shielding materials because the characteristics according to the type of tungsten are not well presented. Therefore, in this study, a medical radiation shielding sheet was manufactured in the same process using pure tungsten, tungsten carbide, and tungsten oxide, and the particle composition and shielding performance of the sheet cross-section were compared.As a result of comparison, it was found that the shielding performance was excellent in the order of pure tungsten, tungsten carbide, and tungsten oxide.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.252-252
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• 2016

최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.20 no.4
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• pp.269-275
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• 2000

It is well recognized that damage resulting from freeze-thaw cycles is a serious problem causing deterioration and degradation of concrete. In general, freeze-thaw cycles change the microstructure of the concrete ultimately leading to internal stresses and cracking. In this study, a new method for one-sided stress wave velocity measurement has been applied to evaluate freeze-thaw damage in concrete by monitoring the velocity change of longitudinal and surface waves. The freeze-thaw damage was induced in a $400{\times}350{\times}100mm$ concrete specimen in accordance with ASTM C666 using s commercial testing apparatus. A cycle consisted of a variation of the temperature from -14 to 4 degrees Celsius. A cycle takes 4-5 hours with approximately equal times devoted to freezing-thawing. Measurement of longitudinal and surface wave velocities based on one-sided stress wave velocity measurement technique was made every 5 freeze-thaw cycle. The variation of longitudinal and surface wave velocities due to increasing freeze-thaw damage is demonstrated and compared to determine which one is more effective to monitor freeze-thaw cyclic damage progress. The variation in longitudinal wave velocity measured by one-sided technique is also compared with that measured by the conventional through transmission technique.

• Composites Research
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• v.29 no.2
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• pp.73-78
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• 2016

In this paper, The concept of a wheel with carbon fiber composite is to replace the conventional material used for a wheel hub, such as plastic, with a disk-type hub made of carbon fabric and epoxy resin. The impact load from the ground under real conditions was considered; a low-velocity impact test was conducted to evaluate the impact performance of the carbon wheel and compare it with that of a conventional plastic wheel. This study applied a 70 J impact load as a test condition. The impact energy was controlled in the test by adjustment of height and weight of impactor. The use of a carbon disk wheel hub was confirmed to reduce weight and generate an excellent repulsive force at low energy under conditions similar to real driving conditions. The results showed that the maximum load increased proportionally depending on the impact load, but the growth of the maximum load was reduced at a 20 J impact load and tended to decrease at a 45 J impact load. The carbon wheel showed excellent properties ; the level of rebounding was 35.3% and 19.1% of the total impact energy at impact loads of 5 J and 10 J, respectively. On the other hand, the carbon disk wheel rebounded less than 5% of the total energy due to crack generation of the thin carbon hub for impact loads of more than 20 J.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.18 no.2
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• pp.394-400
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• 2014

In this study, we fabricated ITZO thin films on glass substrates with various RF power from 30 to 60W and investigated the electrical, optical and structural properties. ITZO thin film deposited at 50W exhibited the largest figure of merit ($10.52{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$) and then its resistivity and sheet resistance were $3.08{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$ and $11.41{\Omega}/sq.$, respectively. As results of optical characterization, average transmittance of all ITZO thin films were over 80%. ITZO thin films had amorphous structure regardless of the RF power. The FESEM and AFM results showed that all ITZO thin films have a very smooth surface having no cracks and defects and the film deposited at 50W exhibit the smallest surface roughness of 0.254nm. We found that a amorphous ITZO thin film is a very promising material for replacing ITO in the next display device such as OLED.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.14 no.2
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• pp.297-302
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• 2019

In this study, we deposited ITO thin films on buffer layer of $Nb_2O_5(8nm)/SiO_2(45nm)$ using DC magnetron sputtering method and investigated its electrical and optical properties with various DC powers(100~400 W). The surface of the ITO thin film was observed by AFM. All thin films had defected free surface such as pinholes and cracks. The thin film deposited at DC power of 200 W exhibited the smallest surface roughness of 1.431nm. As a result of electrical and optical measurements, the ITO thin film deposited at DC power of 200 W which showed the lowest resistivity of $3.03{\times}10^{-4}{\Omega}-cm$. The average transmittance in the visible light region(400 to 800 nm) and the transmittance at the wavelength of 550nm were found to be 85.8% and 87.1%, respectively. The chromaticity(b*) was also a relatively good value as 2.13. The figure of merit obtained from the sheet resistance of the ITO thin film, the average transmittance in the visible light region and the transmittance at the wavelength of 550nm were the best values of $2.50{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$ and $2.90{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$ at a DC power of 200W, respectively.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.31 no.4
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• pp.159-165
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• 2021

The fiber composites have been investigated as lightweight structure material platforms for aerospace applications because their strength can be enhanced by adding reinforcement without a significant increase in weight. In this study, the fabrication and characterization of carbon nanotube (CNT) reinforced glass fiber composites are demonstrated to enhance the tensile strength of longitudinal direction along the glass fibers. Due to the reinforcement of CNT in epoxy layers, the yield strength of fiber/epoxy composites is enhanced by about 10 %. Furthermore, using scanning electron microscopy, analysis of fracture surfaces shows that mixed CNT in epoxy layers acts as necking agents between fractured surfaces of fiber/epoxy; thereby, initiation and evolution of crack across fiber composite can be suppressed by CNT necking between fractured surfaces.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.16 no.6
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• pp.1095-1100
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• 2021

In this study, ITZO thin films were deposited on glass, sapphire, and PEN substrates by RF magnetron sputtering, and their electrical and optical properties were investigated. The resistivity of the ITZO thin film deposited on the glass and sapphire substrates was 3.08×10-4 and 3.21×10-4 Ω-cm, respectively, showing no significant difference, whereas the resistivity of the ITZO thin film deposited on the PEN substrate was 7.36×10-4 Ω-cm, which was a rather large value. Regardless of the type of substrate, there was no significant difference in the average transmittance of the ITZO thin film. Figure of Merits of the ITZO thin film deposited on the glass substrate obtained using the average transmittance in the absorption region of the amorphous silicon thin film solar cell and the absorption region of the P3HT : PCBM organic active layer were 10.52 and 9.28×10-3 Ω-1, respectively, which showed the best values. Through XRD and AFM measurements, it was confirmed that all ITZO thin films exhibited an amorphous structure and had no defects such as pinholes or cracks, regardless of the substrate type.