In this paper, we have developed an electro discharge machine for micro drilling driven by a voice coil actuator. Because the voltage signal of the electro-discharging circuit shows a lot of peaks and valleys, the active type low-pass filtering technique is adopted to get the average of the signal. Since the motion of the voice coil is precisely controlled by the error value between the object voltage value and the measured one, it is possible to prevent the mechanical contact between the rotating electrode and the workpiece and to maintain the appropriate machining conditions during the process. The electro-chemical machining technology was also adopted to make small diameter electrodes. Pure water is used as a dielectric. The machining procedure is performed to verify the feasibility of the developed system. It takes about 10 seconds to drill the ${\phi}m$100${\mu}m$ hole to the 100${\mu}m$ thickness stainless steel plate. The machining time depends on the values of the resister and the capacitor. There may exist the optimal values of time constant and the tendency is displayed In the appendix.
본 연구에서는 간단한 화학적 합성 방법을 통하여 스테인레스 기판 위에 nano-bud 형태의 수산화 구리 박막을 형성하였다. 그리고 또 다른 합성 방법인 chemical bath deposition을 이용하여 수산화 구리 나노 구조를 간단하고 친환경적으로 형성하였다. 수산화 구리 박막의 구조적 연구는 X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field emission scanning electron microscopy (FESEM) 방법을 통하여 이루어졌으며 다결정의 nano-bud 형상을 확인할 수 있었다. 또한 나노 구조로 합성된 수산화구리 전극의 전기화학적 측정은 1M KOH의 전해질 조건에서 cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD)에서 측정되었으며 $340Fg^{-1}$의 높은 비 용량을 보였다. 또한 $1mA\;cm^{-2}$ 의 전력 밀도에서 ${\sim}83Wh\;kg^{-1}$의 높은 에너지 밀도와 ${\sim}3.1kW\;kg^{-1}$의 높은 출력 밀도를 가지며 향상된 전극의 성능을 보였다. 이러한 뛰어난 의사 캐패시터의 성능은 수산화 구리의 nano-bud 형상에 의한 효과로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 화학적 합성 방법의 확장을 통하여 수산화 구리 전극의 에너지 저장 장치로써의 성능을 확인할 수 있었다.
본 본문은 Bio-MEMS 공정으로 제작한 마이크로 세포 분석 바이오칩을 사용하여 적혈구의 광학적 특성을 전압으로 측정한 실험이다. Bio-MEMS 공정을 이용하여 세포의 원활한 이동과 측정 분석에 사용되는 글라스에 채널 패턴 에칭을 위하여 포토리소그래피(photolithography)와 산화완충식각(BOE: buffered oxide etchant) 공정 조건, 세포 분석과 정보 전달에 사용되는 광섬유의 에칭을 위하여 산화완충식각 공정 조건, 세포나 유체를 칩과 외부의 전달 등에 사용되는 글라스의 홀을 위하여 전기화학방전(ECD: electro chemical discharge) 공정 조건, 글라스 접합을 위한 자외선반응접합(UVSA: ultraviolet sensitive adhesives) 공정 조건을 정립하였다. 또한 유체나 세포의 흐름 제어를 위한 라미나 흐름 조건, 적혈구세포에 대한 산란빔 파형을 측정하였다. 적혈구 실험을 통하여 출력 광섬유의 각도에 따른 산란빔이 출력측의 광섬유각도가 $0^{\circ}$일 때 약 17 V, 각도가 $5^{\circ}$일 때 약 10 V, 각도가 $10^{\circ}$일 때 약 6 V, 각도가 $15^{\circ}$일 때 약 4 V의 전압(Vpp)으로 측정되었다. 따라서 마이크로 세포 분석 바이오칩 제작의 소형화, 단순화, 공정신간 단축, 정량화하였고 적혈구의 광학적 특성을 측정을 측정함으로써 의공학(biomedical), 바이오칩공학(biochip), 반도체공학(semiconductor), 생물정보학(bioinformatics) 등의 응용과학 분야 발전에 기여할 것으로 기대한다.
세포의 흐름을 감지할 수 있는 감지 시스템을 반도체 공정과 EDM(Electro-chemical Discharge drilling Method)을 사용하여 설계 및 제작하였다. 이 감지 장치에서는 세포의 통로관 상하에 광을 투과시켜 감지하는 투과광 방법과 세포 통로관에 평형 전극을 만들어 세포의 흐름에 따른 임피던스의 변화를 측정하는 방법을 사용하였다. 담배잎의 세포를 이용하여 실험한 결과, 광을 이용한 방식에서는 세포의 유무에 따라 출력전압이 0.2V에서 0.7V의 변화를 보였고, 임피던스 방식에서는 0.2V에서 2V의 변화를 감지할 수 있었으나 노이즈의 영향을 받았다.
본 연구에서는 초음파 화학 가공(ultrasonicassisted chemical mahining)을 이용하여 100$\mu\textrm{m}$이하의 전극봉을 제작하였고 제작한 전극을 이용하여 미세구멍을 방전 가공함으로써 가공특성을 파악하고, 방전액을 각각 등유(kerosene)와 물로하여 구멍의 표면을 비교, 분석하였으며 전극의 지름, 가공물의 두께에 대한 오버컷과 경사도(tap- er) 그리고 전극의 마멸을 조사하였다.
To study the relationship between spark ignition and the gap in the nano-scale region, the electric potential was applied to between a Pt-Ir tip and a gold substrate. The tip was sharpened by electro-chemical etching process in the solution of $CaCl_2;H_2O$ and acetone. The radius of tip was measured to be around 200nm and attached to the scanning probe microscope to control the gap between the tip and the substrate. The electric potential of 10V to 80V was applied to initialize the spark. The gaps and the current profile were measured to analyze the characteristics of spark ignition. A spark sustaining time was measured to be between 50ns and 200ns depending on the applied electric potential and the gap between the electrodes. The continuous electric discharge was successfully sustained up to 1 second of spark or arc time. The developed process can be applicable to the micro-scale fabrication of automotive sensors as a similar concept of GTAW.
Heat generation and temperature of a battery is usually presented by an equation of current. This means that we need to adopt time domain calculation to obtain thermal characteristics of the battery. To avoid the complicated calculations using time domain, 'state of charge (SOC)' can be used as an independent variable. A SOC based calculation method is elucidated through the comparison between the calculated results and experimental results together. Experiments are carried for rapid resistive discharge of a large-capacitive lithium secondary battery to evaluate variations of cell potential, current and temperature. Calculations are performed based on open-circuit cell potential (SOC,T), internal resistance (SOC,T) and entropy (SOC) with specific heat capacity.
Kim, Ju-Sung;Min, Boo-Ki;Hong, Young-June;Kang, Seong-Oun;Choi, Eun-Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.209.2-209.2
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2016
Up to now, Plasma applications are thought as a leading technology in industrial, chemical and even medical and biological field. Especially, Due to direct discharge in liquid with reaction in ambient solution, plasma in liquid is useful plasma technology. Such as electro-surgery, water purification, radical generation for synthesis. For using those plasma applications efficiently, plasma characteristics should be understood in advance. But discharge in liquid is not much well-known about its characteristics. And plasma discharge in solution is difficult to generate and analysis due to electrolysis, vaporization and radical generation. So, We make stable plasma discharge in solution(saline 0.9%) without input gas. We also analyze new type of plasma source in thermal and electrochemical view. And we check characteristics of plasma in liquid. For example, plasma density and radical density(OH) with optical emission, thermal energy with thermometer, electrical energy with oscilloscope and so on. And we try to explain the bubble and plasma formation with circuit analysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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