• Title/Summary/Keyword: Bonding Interface

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이온빔 및 이미다졸-실란 화합물에 의한 폴리이미드 필름과 구리의 접착 특성 (Adhesion Properties between Polyimide Film and Copper by Ion Beam Treatment and Imidazole-Silane Compound)

  • 강형대;김화진;이재흥;서동학;홍영택
    • 접착 및 계면
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    • 제8권1호
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    • pp.15-27
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    • 2007
  • 폴리이미드 필름과 구리의 접착력을 향상시키기 위하여 이온빔과 실란-이미다졸 커플링제를 사용하여 폴리이미드 표면개질을 실시하였다. 실란-이미다졸 커플링제는 구리와의 배위결합을 형성하는 이미다졸 그룹과 실록산 폴리머를 형성하는 메톡시 실란 그룹을 함유한다. 폴리이미드 필름표면은 아르곤/산소 이온빔으로 일차로 처리하여 친수성을 높인 폴리이미드 필름에 커플링제 수용액에 침지하여 폴리이미드 필름 표면에 커플링제를 그라프트시켜 표면개질을 실시하였다. XPS 스펙트럼 분석결과 아르곤/산소 플라즈마 처리는 폴리이미드 표면에 하이드록시 및 카르보닐 그룹과 같은 산소 기능성기를 형성함을 알 수 있었고 폴리이미드 필름 표면에 실란-이미다졸과의 커플링반응에 의하여 표면이 개질되었음을 확인하였다. 이온빔을 사용하여 그라프트된 폴리이미드 필름과 구리와의 접착력은 처리되지 않은 폴리이미드 필름과의 접착력 보다 높은 접착력을 나타내었다. 또한 커플링제로 그라프트된 폴리이미드 필름의 접착력 보다 아르곤/산소의 양자화 이온을 이용하여 개질한 그라프트된 폴리이미드 필름의 시편이 더 높은 접착력을 나타내었다. 구리-폴리이미드 필름의 계면으로부터 박리된 층은 분석결과 완전히 서로 다른 화학적 조성을 나타내었는데 이것으로부터 박리가 접합면의 커플링제 내에서 일어나는 것보다는 폴리이미드와 커플링제의 사이에서 일어남을 확인하였다.

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무기 및 유기 박막을 포함하는 웨이퍼 적층 구조의 본딩 결합력 (Bond Strength of Wafer Stack Including Inorganic and Organic Thin Films)

  • 권용재;석종원
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권3호
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    • pp.619-625
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    • 2008
  • 패시베이션 및 절연 목적으로 이용하는 플라즈마 화학기상증착(PECVD)법에 의해 증착된 무기막과 웨이퍼 간 본딩 접착제로 이용하는 유기 박막 적층면의, 열 순환에 의한 잔류 응력 및 본딩 결합력의 효과를 4점 굽힙 시험법과 웨이퍼 곡률 측정법에 의해 평가하였다. 무기막으로는 산화 규소막($SiO_2$)과 산화 질화막($SiN_x$)이, 유기 박막으로는 BCB(Benzocyclobutene)가 이용되었다. 이를 통해, 열 순환 동안 무기막과 유기막 사이에서의 잔류 응력과 본딩 결합력의 상관관계에 대한 모델식을 개발하였다. 최대 온도 350 및 $400^{\circ}C$에서 수행한 열 순환 공정에서, PECVD 산화 질화막과 BCB로 구성된 다층막에서, 본딩 결합력은 첫 번째 순환 공정 동안 감소한다. 이는 산화질화막 내 잔류인장응력의 증가가 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지 및 본딩 결합력의 감소를 유도한다는 모델식의 예측과 일치하며, PECVD 산화 규소막내 잔류 압축 응력의 감소가 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지 및 본딩 결합력 상승을 이끄는 산화 규소막과 BCB 구조의 본딩 결합력 결과와 비교된다. 이러한 산화 규소막과 산화 질화막을 포함한 다층막의 상반된 본딩 결합력은 증착 공정 후 막 내에 형성된 수소 결합이 고온 순환 공정 동안 축합 반응을 통해 더 밀집되어 인장응력을 형성하기 때문임을 알 수 있었다.

AlN 세라믹스와 금속간 계면접합에 관한 연구 : I. AlN/Cu 및 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력 해석 (A Study on the Interfacial Bonding in AlN Ceramics/Metals Joints: I. Residual Stress Analysis of AlN/Cu and AlN/W Joints Produced by Active-Metal Brazing)

  • 박성계;이승해;김지순;유희;염영진
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.962-969
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    • 1999
  • Ag-Cu-Ti 삽입금속을 이용하여 제조된 AlN/Cu와 AlN/W 활성금속브레이징 접합체의 잔류응력을 유한요소법으로 탄성 및 탄소성 해석을 행하여 그 결과를 접합강도 측정 결과와 파단 거동 관찰 결과와 비교, 분석하였다. 최대 잔류 주응력의 크기는 AlN/W 접합체보다 모재간 열팽창계수 차이가 큰 AlN/Cu 접합체에서 더 크게 나타났으며, 접합계면에 인접한 AlN 세라믹스 자유표면에 인장 성분의 응력집중이 확인되었다. 모재와 삽입금속의 탄소성 변형을 모두 고려할 경우, AlN/Cu 접합체의 경우 연질의 삽입금속에 의해 최대 잔류 주응력이 감소하여 소성변형에 의한 응력완화 효과가 있음을 확인하였으나, 100$\mu\textrm{m}$ 이상으로 삽입금속 두께를 증가시키더라도 잔류 주응력의 크기는 더 이상 크게 감소하지 않았다. 측정된 최대 접합강도는 AlN/Cu와 AlN/W 접합체에서 각각 52 MPa와 108 MPa이었으며, 파단 형태는 AlN/Cu 접합체는 AlN 자유표면으로부터 AlN 내부로 큰 각도를 이루면 진행되는 돔형의 파단이, AlN/W 접합체에서는 접합계면의 삽입금속층을 따라 AlN 측에서 파단이 일어나는 형태를 보였다.

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AlN 세라믹스와 금속간 계면접합에 관한 연구: II. AlN/Cu 접합체의 잔류응력에 미치는 Mo 중간재의 영향 (A Study on the Interfacial Bonding between AlN Ceramics and Metals: II. Effect of Mo Interlayer on the Residual Stress of AlN/Cu Joint)

  • 박성계;김지순;유희;염영진;권영순
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.970-977
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    • 1999
  • 활성금속브레이징법으로 계면접합된 AlN/Cu 접합체의 잔류응력 완화에 미치는 Mo 중간재의 영향을 조사하였다. 유한요소법에 의한 응력 해석과 접합체 강도 측정, 파단면의 관찰을 행하였으며, 이들 결과를 비교, 분석하였다. 응력 해석 결과로부터, Mo 중간재를 사용할 경우 최대 잔류 주응력이 형성되는 위치가 AlN/삽입금속 계면으로부터 삽임금속/Mo 계면을 통하여 Mo 내부로 이동됨을 확인하였다.접합체의 자유표면에 형성되는 인장성분의 응력집중 위치는 Mo 중간재 두께가 증가됨에 따라 Cu/Mo 계면과 Mo/AlN 계면의 두 곳으로 분리되었으며, AlN측 잔류응력의 크기는 크게 감소하였다. 중간재를 사용하지 않은 경우 최대 접합강도가 52 MPa로 낮은 강도를 보였으나, 두께 400$\mu\textrm{m}$ 이상의 Mo 중간재를 사용한 접합체의 경우, 200 MPa 이상, 최대 275 MPa의 접합강도를 얻을 수 있었다.

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폐광산 채움재와 암반 경계부의 전단 및 접합특성에 관한 기초 연구 (A Fundamental Study on Shearing/Bonding Characteristics of Interface Between Rock Mass and Backfills in Mine Openings)

  • 김병렬;이현우;김영진;조계홍;최성웅
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.623-646
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    • 2021
  • 국내외적으로 전기화의 가속으로 인해 전력수요가 급증됨에 따라, 석탄화력발전소의 수요가 늘어나고 있다. 석탄화력발전소는 경제적으로 많은 이점이 있지만, 대기오염물질 증가, 발전회의 매립 처분에 의한 오염 유발 가능성 등의 환경적인 문제를 수반하고 있다. 특히, 발전부산물인 발전회의 경우에는 재활용률이 70%에 그치고 있으며, 나머지는 전량 매립되고 있다. 본 연구에서는 발전회의 재활용률을 증대시키고 지하에 위치하는 폐광산의 지반 안정성을 확보하기 위하여, 발전회를 폐광산 채움재로 이용하여 지하 폐광산의 채굴 공동을 충전하는 방안에 대한 기초연구를 수행하였다. 암반과 폐광산 채움재의 접합부에서 상호작용에 의한 충전 및 지반보강 효과를 분석하기 위하여, 다양한 거칠기를 갖는 절리면 모사 시료를 제작하여 접합강도 시험과 직접 전단시험을 수행하고 이에 대한 통계분석을 수행하여 절리면의 거칠기와 재령일에 따른 접합 및 전단거동 특성을 규명하였다. 또한 접합부 거동특성이 전산해석 기법을 이용한 지반안정성 분석에 미치는 영향을 검토하기 위하여 지하광산을 모델링하고 접합부 유무에 따른 거동특성을 비교하였다.

Flowable resin을 이용한 브라켓의 재접착 시 전단결합강도에 대한 연구 (Shear bond strength of rebonded orthodontic bracket with flowable resin)

  • 김동우;손우성
    • 대한치과교정학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.207-215
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    • 2005
  • 본 연구는 교정 치료 중 탈락된 브라켓의 재접착 시 탈락 전과 유사한 위치로 재접착하기 위하여 브라켓 탈락 전 위치의 지표가 될 수 있는 잔여 레진을 제거하지 않고 flowable resin을 이용하여 재접착을 시행하는 방법을 제안하고 이 재접착 방법의 임상적 유용성을 알아보기 위하여 시행되었다 브라켓이 탈락된 치아 표면의 잔여 레진을 제거하고 산 부식 후 Transbond XT를 이용하여 새로운 브라켓을 접착하는 통상적인 재접착 방법을 사용한 군을 대조군으로 하고 탈락된 브라켓과 치아 표면의 잔여 레진을 제거하지 않고 치면을 산부식 후 탈락된 브라켓을 Transbond XT와 CharmFil Flow로 재접착한 군을 각각 실험군으로 하였다. 실험군과 대조군의 각 군간 전단 결합강도를 비교하였으며 ARI score를 이용하여 브라켓의 탈락 양상을 관찰하였고 탈락 양상에 따른 전단결합강도를 비교하였다. 그 결과 실험군 중 Transbond XT를 이용하여 재접착한 군$(6.30\pm1.01MPa)$의 전단결합강도가 대조군$(6.51\pm1.21 MP3)$에 비하여 낮긴 하지만 통계적으로 유의한 차이가 없었으며(P=0.534), CharmFil Flow를 이용하여 재접착한 군$(7.29\pm1.54MPa)$은 Transbond XT을 이용하여 재접착한 군에 비하여 유의성 있게 높은 전단결합강도를 보였다 (P=0.009). 탈락 양상을 관찰했을 때 대조군에서는 레진 내부, 브라켓-레진, 레진-치면 간의 파절 양상이 고르게 나타났으나 실험군에서는 레진-치면간의 탈락 양상은 보이지 않았고 레진 내부. 브라켓-레진 간의 탈락이 유사하게 나타났으며 브라켓의 탈락 양상에 따른 전단결합강도의 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. (P>0.05) 이상의 결과로 미루어보아 본 연구에서 제시된 재접착 방법과 flowable resin의 재접착제로서의 사용 가능성은 충분할 것으로 보인다.

열시효 처리에 따른 상아질 접착 계면의 탄성계수의 변화 비교 (Comparison of the elastic modulus among three dentin adhesives before and after thermocycling)

  • 장주혜;이인복;조병훈;김혜영;손호현
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권1호
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    • pp.45-53
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    • 2008
  • 본 연구는 현재 시판되고 있는 여러 개의 상아질 접착제를 임상 술식에서와 같은 방법으로 사용한 후 열 시효처리를 통해 노화 과정을 재현한 다음 접착 계면의 탄성계수를 측정함으로써 가수분해에 따른 물성변화를 관찰 비교하고자 했다. 발거 한 지 2 주일 이내인 영구 대구치 21 개의 상아질 표면이 노출되도록 삭제하였다. 각각 7개의 치아에 시판되고 있는 3가지 상아질 접착제 (OptiBond FL, Clearfil SE, Xeno III)를 적용한 뒤 광중합 복합 레진(Premisa, Kerr, Orange, CA, USA) 를 1 mm 두께로 쌓아 올렸다. 각 치아를 이등분하여 절반 시편은 100,000회의 열 시효 처리를 가하도록 했다. Nanoindentation test를 통하여 각 시편의 adhesive layer와 hybrid layer의 탄성계수를 측정, 비교하였다. 열시효 처리 후 Xeno III군의 탄성계수가 통계학적으로 유의할 만한 감소를 보였다 (p < 0.05). Hydrophilic monomer를 많이 함유한 one-step self-etch adhesive system은 다른 제품에 비해 가수분해에 취약하여 이에 따른 물성 변화를 보이는 것으로 추정되며, 궁극적으로 수복물의 내구성에 영향을 미칠 것으로 여겨진다.

평면이방성 분석에서 Saint-Venant 근사식의 수학적 해석 (Mathematical Understanding of the Saint-Venant Approximation in Analysis of a Transverse Isotropy)

  • 박철환;박찬;박정욱;정용복
    • 터널과지하공간
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    • 제26권5호
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    • pp.363-374
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    • 2016
  • 여러 가지 이유로 단일시험편에서 평면이방성 암석의 5개의 독립적 탄성상수를 결정해야 할 경우, Saint-Venant 근사식은 오랫동안 매우 유용하게 사용되어 왔다. 본 논문은 이 경험적 수식이 겉보기 탄성계수로 표현되는 수식으로 전환될 수 있음을 탄성이론에 근거한 수학적 전개를 통하여 밝히고 있다. 이렇게 전환된 수식은 이방성 각도에 단조증가하는 특성을 갖고 있으며, 이방성 암반의 초기응력측정에 유용하게 사용될 것이다. 문헌의 자료를 분석한 결과, $G^2$의 측정값은 각도와 관계없이 일정한 크기이며, Saint-Venant 근사식에 의하여 유도된 값보다 작은 것으로 분석되었다. 이러한 감분은 층상의 경계면에서 미끄러짐에 의하여 발생하는 것으로 판단되며, 미끄러짐에 의한 감소비율은 층상의 결합상태와 암석의 강도에 따라 유추될 수 있다. 이러한 분석들이 향후에 계속되어 자료가 누적된다면 감소비율을 규정할 수 있고, Saint-Venant 근사식의 수정을 통하여 단일시험편으로부터 탄성상수를 결정할 수 있을 것이다.

열처리된 Pine/탄소섬유 복합재료의 기계적 및 계면물성 향상을 위한 최적 조건 (Optimum Conditions for Improvement of Mechanical and Interfacial Properties of Thermal Treated Pine/CFRP Composites)

  • 신평수;김종현;박하승;백영민;권동준;박종만
    • Composites Research
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    • 제30권4호
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    • pp.241-246
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    • 2017
  • 취성을 가진 섬유강화플라스틱은 충격을 받을 때 충격에너지를 흡수하면서 섬유와 기지재 간 계면에서 탈착 및 박리가 일어난다. 이는 복합재료의 에너지 충격흡수정도의 지표로 삼을 수 있다. 복합재료의 취성을 해결하기 위해 pine과 복합재료의 접착에 대한 연구가 되어 지고 있다. 이번 연구에서는 열처리 된 pine이 탄소섬유강화복합재료와 에폭시 접착제를 이용하여 접착되었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위해, pine을 160도 및 200도 조건하에 열처리를 하였다. Pine 및 pine/탄소섬유복합재료의 기계적 및 계면물성을 파악하기 위해 인장, 인장중첩전단 및 아이조드 실험을 하였다. 또한, 열처리에 따른 나뭇결간의 결합력을 확인하기 위해 나뭇결 수직방향으로 인장시편 제조 후 파단될 때 탄성파를 음향방출시스템을 이용하여 분석하였다. 160도 조건으로 열처리 했을 때 나무강화 효과로 기계, 계면 및 나뭇결간의 결합력이 좋은 것을 확인하였다. 그러나 과한 열을 주게 되면 열에 약한 헤미셀룰로오스가 분해되면서 잡아주는 인자가 줄어들어 물성이 감소하였다.

유기금속 화학 기상증착법으로 실리콘 기판위에 증착된 질소치환 $TiO_2$ 박막의 특성분석 (Characterization of Nitrogen-Doped $TiO_2$ Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition)

  • 이동헌;조용수;이월인;이전국;정형진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제31권12호
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    • pp.1577-1587
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    • 1994
  • TiO2 thin films with the substitution of oxygen with nitrogen were deposited on silicon substrate by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) using Ti(OCH(CH3)2)4 (titanium tetraisopropoxide, TTIP) and N2O as source materials. X-ray diffraction (XRD) results indicated that the crystal structure of the deposited thin films was anatase TiO2 with only (101) plane observed at the deposition temperatures of 36$0^{\circ}C$ and 38$0^{\circ}C$, and with (101) and (200) plane at above 40$0^{\circ}C$. Raman spectroscopic results indicated that the crystal structure was anatase TiO2 in accordance with the XRD results without any rutile, fcc TiN, or hcp TiN structure. No fundamental difference was observed with temperature increase, but the peak intensity at 194.5 cm-1 increased with strong intensity at 143.0 cm-1 for all samples. The crystalline size of the films varied from 49.2 nm to 63.9 nm with increasing temperature as determined by slow-scan XRD experiments. The refractive index of the films increased from 2.40 to 2.55 as temperature increased. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) study showed only Ti 2s, Ti 2p, C 1s, O 1s and O 2s peaks at the surface of the film. The composition of the surface was estimated to be TiO1.98 from the quatitative analysis. In the bulk of the film Ti 2s, Ti 2p, O 1s, O 2s, N 1s and N 2s were detected, and Ti-N bonding was observed due to the substitution of oxygen with nitrogen. A satellite structure was observed in the Ti 2p due to the Ti-N bonding, and the composition of titanium nitride was determined to be about TiN1.0 from the position of the binding energy of Ti-N 2p3/2 and the quatitative analysis. The spectrum of Ti 2p energy level could be the sum of a 4, 5, or 6 Gaussian curve reconstruction, and the case of the sum of the 6 Gaussian curve reconstruction was physically most meaningful. From the results of Auger electron spectroscopy (AES), it was known that the composition was not varied significantly throughout the whole thickness of the film, and silicon oxide was not observed at the interface between the film and the substrate. The composition of the film was possible (TiO2)1-x.(TiN)x or TiO2-2xNx and in this experimental condition x was found to be about 0.21-0.16.

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