유리기판상에 제작된 비휘발성 메모리의 블로킹 층으로 Al2O3 박막을 일반적으로 널리 사용되는 SiO2 대신 사용한 연구이다. 기본적인 Al2O3 박막의 특성을 확인하기 위해 MIS 형태의 구조를 제작한 후 전기적 특성을 확인하였으며, 또한 유리기판상에 제작하기 전 실리콘 웨이퍼상에 실제 제작할 비휘발성 메모리 소자를 제작하여 특성을 확인하였다. 마지막으로 거친 표면을 가진 LTPS 유리기판상에 제작하였으며, 이에 대한 전기적 특성을 확인하였다. 여러 특성 중 retention 특성의 경우 10년 후 약 45% 이상으로 디스플레이 장치에 충분히 사용될 수 있다.
울산 하대고분에서 출토된 판상철부의 미세조직을 금속학적 방법으로 분석하여 제작기술을 살펴보았다. 또한 기존의 판상철부 연구자료와 비교 및 검토하여 판상철부에 적용된 다양한 제작기술을 파악하였다. 울산 하대고분 44호 목곽묘에서 나란히 배열된 상태로 출토된 판상철부 10점을 과학적으로 분석한 결과, 판상철부의 제작기술 체계를 '(1) 순철-형태 가공, (2) 순철-형태 가공-침탄, (3) 순철-형태 가공-침탄-탈탄' 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 판상철부는 모두 단조에 의해 제작되었고, 순철을 소재로 두드려 형태를 만들었다. 특히 다수의 판상철부는 형태 가공 후 침탄 처리를 통해 재질을 강화시켰는데, 이는 중간 소재 또는 화폐로 통용됨으로써 당시 제철산업의 근간을 이루었던 철강 제품인 것으로 보인다. 한편 형태 가공이나 침탄 이후에는 담금질이 실시되지 않았다는 공통점을 가진다. 순철을 소재로 제작한 판상철부의 미세조직에는 불순 개재물이 다량 포함되어 있고, 비금속 개재물을 성분 분석한 결과, 유리상과 뷔스타이트가 함께 혼재한 철재(鐵滓)의 특징을 보여주므로 제련 공정에서 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다.
고밀도 폴리에틸렌(High density polyethlene, HDPE)내에 차단성 수지인 나일론 (Nylon)이 분산된 블렌드의 모폴로지와 유기 용제에 대한 차단성에 대해 연구하였다. 나일 론이 구형, 실린더 및 판상 구조 형태를 가지며 분산된 블렌드를 가공조건을 변화시켜 제조 하였다. 블렌드의 모폴로지가 유기 용제의 차단성에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 투과시 험을 하였으며 수치 모사를 통하여 투과도를 이론적으로 예측해 보았다. 동일한 나일론양에 서 분산상인 나일론이 구형 또는 실린더 형태를 갖는 경우 투과액에 대해 낮은 차단성을 보 이는데 반하여 판상구조를 갖게되는 경우에는 차단성이 크게 상승함을 관찰할수 있었다. 이 는 판상구조형태를 취함으로써 블렌드내에서의 투과액의 투과경로가 길어졌기 때문이다. 나 일론 층의 여러기하학적인 형태변화에 대해 GRM관계식 및 이를 수정한 식을 이용하여 투 과도를 예측하여 보았다. 나일론층의 중첩도가 높다고 가정한 경우가 중첩도를 낮게 생각한 경우에 비해 높은 차단성을 보임을 수정된 GRM 관계식을 통하여 알 수 있었다. 또한 나일 론 층의 폭이 증가할수록 그리고 두께가 감소할수록 높은 차단효과를 보임을 예측 할 수 있 었다.
평균입자크기가 20 ${\mu}$이고, 두께가 0.2∼0.3 ${\mu}m$인 ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체를 제조하기 위하여 전구물질로써 황산알루미늄과 황산나트륨을 사용하여 수산화알루미늄을 제조하였다. 이때 첨가되는 인산나트륨의 양이 ${\alpha}Al_2O_3$ 판상체의 입자크기, 형상, 그리고 두께에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 관찰하였다. 인산나트륨을 첨가하지 않았을 경우, 대부분의 ${\alpha}-Al_2O_3$ 판 상체가 육각판상모양을 띠고 있었으나 그 두께가 1.0 ${\mu}m$ 이상으로 진주안료 기질로는 적합하지 않았다. 반면, 인산나트륨이 첨가되었을 경우, ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체의 두께를 감소시켜 각형비를 증가시키는 현상을 초래하였다.
Flux법과 마이크로파 가열법으로 $Al_2(SO_4)_3+2Na_2SO_4$ 및 ${\gamma}-Al_2O_3+2Na_2SO_4$ 분말혼합물로부터 ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체(platelets)를 합성하였다. ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체 형성에 미치는 마이크로파의 영향을 조사하기 위하여 DTA-TG, XRD 및 SEM을 이용하였다. $Al_2(SO_4)_3+2Na_2SO_4$ 혼합물의 경우, 마이크로파로 가열된 시료는 재래식으로 가열된 시료에 비하여 입자의 크기가 작고 응집체로 구성된 ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체로 나타났다. ${\gamma}-Al_2O_3+2Na_2SO_4$ 혼합물의 경우, 마이크로파 가열에 의한 ${\alpha}-Al_2O_3$ 판상체 형성온도는 재래식 가열에 의한 형성온도 보다 낮았다. 또한 마이크로파로 가열된 시료의 형상은 재래식으로 가열된 시료의 형상과 유사하였다. 그러나 마이크로파로 가열된 시료는 재래식으로 가열된 시료에 비하여 입자의 크기가 작았다.
기공크기와 형태를 제어하여 열전도도 이방성을 나타내기 위해 판상의 기공이 배향된 다공질 알루미나 소결체의 제조방법을 연구하였다. 속이 가스로 차있는 열가소성 고분자 microsphere를 알루미나 분말과 혼합한 후 일축 가압 열변형 방법을 이용하여 15 MPa의 압력으로 가압한 상태에서 20$0^{\circ}C$까지 승온하여 microsphere를 판상으로 변형시킨 후, 1,00$0^{\circ}C$에서 1시간동안 소결하였다. Microsphere의 함량이 10wt%인 경우 45.3%의 기공율을 나타내었으며, 44 MPa의 꺾임강도 값을 나타내었다. 미세구조를 살펴본 결과 판상기공이 압축방향과 수직방향으로 배향되었으며, 열전도도를 측정한 결과 압축방향으로 3.803 W/mK, 측면방향으로는 7.818 W/mK로서 두 값의 비는 2 이상이었다.
비정질 코디어라이트에 판상형 알루미나를 첨가하여 미세구조를 제어함으로써 저 유전율과 저 열팽창계수를 갖는 세라믹 기판재료를 연구하였다. 판상형 알루미나는 4종류의 크기를 갖는 분말을 사용하였으며, 그 첨가량을 달리하며 각 조성의 기계적 성질, 유전상수, 및 열팽창계수의 거동을 고찰하였다. 슬립 케스팅 후 $1300^{\circ}C$에서 2시간 동안 소결된 시편은 순수한 코디어라이트에 비하여 80 MPa의 향상된 강도치를 보였으며, 실리콘 칩의 열팽창계수에 접근하는 $3.5 \times 10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창계수 값을 보였다. 판상형 알루미나의 특성에 의해 형성된 소결체 기지내의 고립기공은 알루미나의 첨가에 의해 발생되는 유전상수의 증가를 억제시켰으며, 1 MHz에서 5.0의 유전상수 값을 나타내었다.
목재 hollow core 형태의 프러쉬문은 가구과 목공품 산업에서 주요 제품으로 사용중 틀어짐과 좌굴은 매우 중요한 문제이다. 틀어짐은 도아 표면재 간의 물리적 및 기계적 성질의 차이에 기인된다고 알려져 있다. 본 연구는 수치적 모델덜을 사용해 틀어짐과 좌굴을 예측하는데 그 목적이 있다. 여러 환경조건에서 경질섬유판과 합판으로 만들어진 프러쉬문에 대한 각 모델들과 실측치간의 비교를 하였다. 문의 틀어짐과 좌굴을 예측하기 위해 3가지 연속체 모델, 즉 보, 판상 및 판상-좌굴 모델이 채택되었다. 틀어짐은 고습에서보다 저습에서 현저하게 훨씬 현저하게 발생되었으며, 포아송 비를 고려한 판상 모델은 저습에서 보 모델보다 더 정확하게 틀어짐을 예측할 수 있었다. 그러나 고습에서 좌굴이 문의 표면재에 발생하기 때문에 판상-좌굴 모델 이 모든 시험범위에서 가장 적절하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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