• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.47 no.4
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• pp.376-384
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• 2009

Purpose: The purpose of this study was to evaluate the response of osteoblast-like cells to Ca-P coated surface obtained via Ion beam-assisted deposition (IBAD) method and Sol-Gel process on anodized surface by cellular proliferation and differentiation. Material and methods: The surface of a commercially pure titanium (Grade IV) discs with dimension of 10mm diameter and 2 mm thickness was modified by anodic oxidation under a constant voltage of 300 V. The experimental groups were coated with Ca-P by the IBAD method and Sol-Gel process on anodized surface. The surface roughness (Ra) of specimens was measured by optical interferometer and each surface was examined by SEM. To evaluate cell response, MG63 cells were cultured and cell proliferation, ALP activity and the ability of cell differentiation were examined. Also, cell morphology was examined by SEM. The significant of each group was verified by Kruskal-Wallis Test ($\alpha$=.05). Results: The Ra value of Ca-P coated surface by IBAD method was significantly higher than Ca-P coated surface by Sol-gel process (P < .05). The level of cell proliferation and ALP activity was higher in Ca-P coated surface by IBAD method (P<.05). The expression of ALP showed higher level expression in Ca-P coated surface by IBAD method. Cells grown on Ca-P coated surface by IBAD method were uniformly distributed and developed a very close layer. Conclusion: These experiments showed better performances of Ca-P coated surface by IBAD method with respect to Ca-P coated surface by Sol-gel process. Ca-P coated surface by IBAD method appear to give rise more mature osteoblast characteristics and might result in increased bone growth and bone-implant contact.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.1
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• pp.17-27
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• 1991

The determination of the stress intensity factors is investigated by means of a surface integral defined around the crack tip of the structure. It has been shown in this work that this integral is derived from the standard path integral J. The use of the surface integral has also been extended to the case where body forces act. Computer program obtaining the stress intensity factors $K_I$ and $K_{II}$ is developed, which prepares input variables from the result of the conventional finite element analysis. This paper provides a parabolic smooth curve function. By the use of the function and conventional element meshes in which the aspect ratio (element length/crack length)is about 25 percent, relatively correct $K_I$ and $K_{II}$ values can be obtained for the exterior radius ranging from 1/3 to 1 of the crack length.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.174.1-174.1
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• 2016

무전해 도금법은 외부 전원을 인가하지 않고 환원제를 이용하여 자발적으로 금속 도금층을 형성시키는 기술로, 용액내의 환원제가 산화될 때 방출되는 전자가 금속 이온에 전이하여 금속을 코팅하는 기술이다. 그 중에서도 Cu 무전해도금은 박막 형성의 용이성 및 간단한 제조 공정으로 인한 제조 원가 절감 등의 장점으로 인해 반도체 소자 배선부분에서 건식방식으로 발생되는 한계점들에 대한 해결 기술로 주목받고 있다. 또한, 이 기술은 금속 이온이 환원제에 의해 금속으로 석출되기 때문에, 피도금물이 무전해 도금액과 균일하게 접촉하고 있으면 균일한 도금 두께를 얻을 수 있는 장점이 있어서 복잡하고 다양한 형상의 제품에 적용이 가능하다. 본 연구에서는 플라스틱, PCB 등 다양한 기판에 도금 환원제, 온도 및 시간 등 도금변수를 변경하여 Cu 도금막을 형성한 후 그 특성을 평가하였다. 도금층 두께 분석을 위해 field emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS)를 사용하였으며, 박리성 평가를 위해 cross-cutting test를 실시하였다. 실험 결과, 두께 $1{\sim}3{\mu}m$ 급의 균일한 도금층이 형성된 것을 확인하였으며, $85^{\circ}C/85%$ 고온고습 조건에서 168시간 후 박리성 평가 결과, 결함 없는 양호한 표면을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2010.05a
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• pp.795-797
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• 2010

습식 식각은 식각용액으로서 화학용액을 사용하는 공정으로 반응물이 기판표면에서 화학반응을 일으켜 표면을 식각하는 과정이며, 표면결합의 제거를 위한 식각연마와 폴리싱을 위한 식각, 그리고 구조적 형상 패턴등이 있다. 여기서 화학용액은 산화제 또는 환원제 역할을 하는 혼합용액으로 구성된다. 습식 식각 시 수${\mu}m$의 해상도를 얻기 위해서는 그 부식액의 조성이나, 에칭시간, 부식액의 온도 등을 고려하여야 한다. 또한 습식 식각 후 포토 레지스트를 제거하는 과정에서 포토 레지스트를 깨끗이 제거해야 하며, 제거공정 자체가 a-Si:H 박막을 부식 하지 않을 조건으로 행하여야 한다. 포토레지스트 제거 후 잔류 포토 레지스트를 제거하기 위해서 본 실험에서는 RCA-I 세척 기법을 사용한 후 D.I 로 린스 하였다. 본 실험에서 사용한 금속은 Cr, Al, ITO 로 모두 DC sputter 방법을 사용해서 증착하여 사용하였다. Cr박막은 $1300\AA$ 정도의 두께를 사용하였고, ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 가시광 영역에서 투명하고 (80% 이상의 transmittance), 저저항 (Sheet Resistance : $50{\Omega}/sq$ 이하) 인 박막을 사용하였으며, 신호선으로 주로 사용되는 Al등의 증착조건에 따른 wet etching 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• Composites Research
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• v.36 no.5
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• pp.369-376
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• 2023

This study focuses on investigating the influence of epoxy polymer crosslinking density, a crucial aspect in composite material matrices, on the yield surface using molecular dynamics simulations. Our approach involved generating epoxy models with diverse crosslinking densities and subjecting them to both uniaxial and multiaxial deformation simulations, accounting for the elasto-plastic deformation behaviors. Through this, we obtained key mechanical parameters including elastic modulus, yield point, and strain hardening coefficient, all correlated with crosslinking conversion ratios. A particularly noteworthy finding is the rapid expansion of the yield surface in the biaxial compression region with increasing crosslinking ratios, compared to the uniaxial tensile region. This unique behavior led to observable yield surface variations, indicating a significant pressure-dependent relationship of the yield surface considering plastic strain and crosslinking conversion ratio. These results contribute to a deeper understanding of the complex interplay between crosslinking density and plastic mechanical response, especially in the aspect of multiaxial deformation behaviors.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.11
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• pp.1721-1725
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• 2010

This paper reports the fabrication of geometry-controlled carbon microneedles by a backside exposure method and pyrolysis. The SU-8 microneedles are a polymer precursor in a carbonization process, which geometries such as base diameter, spacing, and aspect ratio can be controlled in a photolithography step. Using this fabrication method, highly reproducible carbon microneedles, which have high aspect ratios of more than 10 and very sharp nanotips, can be realized. The quartz surface with carbon microneedles becomes very hydrophilic and its wettability is adjusted by carrying out the silane treatment. In the carbon microneedle array ($3\;{\mu}m{\times}3\;{\mu}m$), the contact angle is extremly enhanced (${\sim}180^{\circ}$); this will be advantageous in developing low-drag microfluidics and labs-on-a-chip as well as in other bio-applications.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.6
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• pp.146-153
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• 2021

Recently, research on perovskite semiconductor materials has been performed, and the evaluation of properties using surface treatment for this material is the basis for subsequent studies. We studied the results of surface treatment of perovskite thin films exposed to air for about 6 months by generating oxygen plasma with an atmospheric pressure plasma equipment. The reason for exposure for 6 months is that the perovskite thin film is made of organic and inorganic substances, so when exposed to air, the surface changes through reaction with oxygen or water vapor. Therefore, this change is to investigate whether it is possible to restore the original film. The surface shape and the ratio of elements were analyzed by varying the process time from 1 s to 1200 s in an oxygen plasma atmosphere. It was found that the crystal grains change over a process time of 5 s or more. In order to maintain the properties of the deposited film, it is the optimal process condition between 2 s and 5 s.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.1
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• pp.3-10
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• 1990

Hull form can be described numerically by two approaches, one is to describe a hull form with a set of curves("curve approach"), and the other is to describe it with surfaces directly("surface approach"). This paper describes the numerical definition scheme of hull form using curve approach method which defines the hull form by a set of curves consisting of 2-dimensional transverse section curves and 3-dimensional longitudinal curves. A set of curves in the hull form definition scheme is described by the modified cubic spline which modified the general parametric cubic spline in order to ensure a very smooth curvature distribution within the curve segment even though a curve segment has large tangent angle at its end points. Illustrative examples are given showing the application of the method to represent the hull form of SWATH ship and oceanographic research vessel. Also, examples for hull form transformation are shown by using this method connected with transformation technique.