• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.12
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• pp.434-439
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• 2020

Selective laser melting (SLM) manufactures an alloy using laser as a heat source, and has recently been introduced in the dental industry. However, there is a lack of analytical research on metal-ceramic restorations achieved by SLM. This study evaluates and compares the metal-ceramic bond strength of Co-Cr alloys produced by selective laser melting and casting methods. Co-Cr samples required for this study were produced through the sintering process of ceramics, by applying the SLM and CAST methods. The metal-ceramic bond strength was measured by applying the shear bond strength test. In order to determine the area fraction of adherent ceramic, Si content of the specimen was measured using scanning electron microscopy SEM/ EDS. Results of the metal-ceramic bond strength and AFAC were analyzed by t-test (α = 0.05). No significant difference was observed comparing the bond strength of SLM and CAST Co-Cr alloys (P> 0.05). However, the SLM group had much better ceramic adherence than the CAST group (P < 0.001). Moreover, oxidation characteristics were similar for both SLM and CAST Co-Cr alloys, but metal structures were different. These results imply that although the bond of ceramic and Co-Cr alloy is not related to the manufacturing method, SLM alloys impart better ceramic adherence. This indicates that alloys made with SLM can be used to fabricate upper implant prostheses in the future. In particular, it is expected to overcome the shortcomings of the CAST method, and save time and cost.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.16 no.11
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• pp.139-147
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• 1999

Rapid Prototyping has made a drastic change in all industries which needs to reduce the time for the development of new products. Orientation and packing in rapid prototyping is considered as the most important factors to maximize the utilization of space in the build chamber and reduce build time. However, the decision of these parameter is mainly dependant on the operators's experience. This paper presents the methodology to find the optimal build layout considering an orientation and packing of multiple parts in SLS processing. Each part is represented as a voxel structure to deal with the inefficiency in a bounding box approach. Test results show that the adapted BL algorithm with a genetic algorithm(GA) can be applicable to a real industry.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.104.2-104.2
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• 2012

이종 재료의 접합에 대한 연구는 단일 재료에서 얻을 수 없는 물리적/기계적 특성과 이종 재료의 우수한 특성을 얻을 수 있다는 장점이 있어 국내외 적으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 이종 접합 기술은 구조재료와 에너지 변환분야에 가장 많이 사용되고 있으며, 그 외 광촉매와 Thin film, 경량구조재료 등에도 사용되고 있다. 그 중 FGM(Functional Graded Materials)는 조성의 점진적인 변화를 통하여 접합하는 방법으로 이종 재료 접합 시 발생하는 내부 응력을 해소해줌으로써 적합한 방법이라고 할 수 있다. FGM 제작에 사용되는 방법으로 널리 알려진 것들로는 plasma spraying, 원심주조, 분말 야금법, PVD, CVD 그리고 EPD(electrophoretic deposition) 등이 있다. 이중에서 EPD는 수용액이나 유기용매와 같은 분산매체 중에 콜로이드 입자의 표면에 대전되는 전하를 이용하여, 외부에서 전장을 걸어서 입자의 움직임을 제어하는 기술이다 EPD는 코팅 속도가 상대적으로 빠르고 두꺼운 코팅 층 제작이 가능하다. 또한 바인더, 윤활제 또는 가소제를 사용하지 않고 다양한 종류와 모양의 기판 위에 균일한 코팅이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 Ni substrate를 이용하여 그 위에 Ni과 $Al_2O_3$의 조성을 점진적으로 변화시켜 FGM을 EPD 방법으로 코팅하였다. 여기서 사용된 Ni은 높은 녹는점과 좋은 연성으로 인해 성형이 용이하여 구조재료로 적합하며, $Al_2O_3$는 고내열성과 내부식성을 가지며 경도가 높다는 장점이 있다. 본 연구에서는 EPD 방식을 이용하여 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅하였으며, 코팅 후 발생하는 substrate와의 접착력 문제를 해결하기 위해서 건조 방식과 substrate의 표면 상태를 최적화하여 다층의 Ni/$Al_2O_3$ FGM을 코팅 및 소결하였다. Zeta-potential 측정을 통해 electrophoretic mobility와 suspension의 분산 안정도를 평가 할 수 있었으며, X-ray 회절 분석(XRD)을 통하여 Ni 의 환원 여부를 확인하였다. 또한 Scanning electron microscopy(SEM) 분석을 통하여 미세구조 분석을 하였고, 최종적으로 Electron Probe Micro Analyzer (EPMA) 를 이용하여 다층 구조의 조성변화를 확인함으로 Ni/$Al_2O_3$의 FGM 코팅이 이루어졌음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.277-277
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• 2007

$(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 물질은 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타낸다. 따라서 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 현재까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절 결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 중착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성 (random orientation)을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법 (sputtering deposition method), PLD법 (pulsed laser deposition method) 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟 (target)의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3$, $TiO_2$ and $La_2O_3$ 분말을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 Bi양을 변화시키며 타겟을 제조 하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pallet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 표면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. Bi양이 3.28몰 첨가된 조성에서 최대의 잔류분극 (2Pr) 값을 얻었고, 이때의 값은 약 $18{\mu}C/cm^2$ 정도였다. 최적화된 조성 ($Bi_{3.28}La_{0.75}Ti_3O_{12}$)으로 BLT 타겟을 제조하여 PLD법으로 박막을 제조하였다. 박막 제조 시 압력은 $1{\times}10^{-1}\;{\sim}\;1{\times}10^{-4}\;Torr$ 범위에서 변화시켰다. $1{\times}10^{-1}\;Torr$ 압력을 제외하고는 모든 압력에서 BLT 박막이 증착되었다. 중착된 박막을 $650\;{\sim}\;800^{\circ}C$에서 30분간 열처리를 실시하고 전기적 특성을 평가한 결과, $1{\times}10^{-2}\;Torr$에서 증착한 박막에서 양호한 P-V (polarization-voltage) 이력곡선을 얻을 수 있었고, 이때의 잔류분극 (2Pr) 값은 약 $6\;{\mu}C/cm^2$ 이었다. 주사전자현미경 (SEM)을 이용하여 BLT 박막 표면의 미세구조도 관찰하였는데, 스핀코팅 법으로 증착한 경우에 관찰되었던 조대화된 입자들은 관찰되지 않았고, 상당히 양호한 입자 크기 균일도를 나타내었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.25 no.6
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• pp.285-289
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• 2015

With the miniaturization with both high functionality and high integrity of the probe cards, the highly precise laser punching on the zero-shrinkage high strength substrate has attracted more attention recently. Taper occurrence during laser-punching on green sheets appears as a problem in process. The size (diameter) difference between the entrance hole and the exit hole in tapered holes appeared to be inversely proportional to the hole size itself. To suppress taper occurrence, two-stage punching was adopted as the size of second hole was varied from $70{\mu}m$ to $79{\mu}m$ when punching $80{\mu}m$ via holes on the substrate with thickness of $380{\mu}m$. The minimal taper ratio of 11.9 % appeared with second hole size between 70 to $79{\mu}m$ before sintering. Taper ratio reduced to 7 % after zero-shrinkage sintering. The size difference between first hole and second hole appeared minimal when the size of second hole was 95~97 % to that of first hole.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.357-357
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• 2012

박막트랜지스터의 전극으로 Au, Ag, Mo, ITO와 같은 물질들이 이미 많이 연구되어 왔으며, 투명 Source/Drain 전극을 활용한 물질로는 ITO에 초점이 맞춰져 왔다. 하지만 ITO의 높은 가격과 Indium의 인체 유해한 독성 때문에 ITO를 대체하는 물질에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중 Al이 도핑된 ZnO (AZO) 는 가시광 영역에서 85% 이상의 높은 투과율과 높은 전도성, 낮은 비저항으로 다양한 광전소자의 전극과 윈도우 물질로 많은 응용 가능성을 보여주고 있다. 본 실험에서는 고 품질의 박막성장이 가능하고, 박막의 두께를 세밀하게 조절할 수 있는 Pulsed Laser Deposition (PLD) 을 이용하여 온도변화에 따라 AZO 박막을 성장시키고 구조적, 전기적, 광학적 특성을 조사하였다. 또한 온도변화가 AZO 박막 특성에 미치는 영향을 분석하여 Source/Drain 전극으로 사용하기 위한 조건을 최적화하였고, 실제 투명박막트랜지스터 제작을 통해 소자의 I-V Curve 와 Transfer 특성을 확인하고, Transfer Length Method 방법을 이용하여 투명박막트랜지스터의 접촉저항, 채널 비저항 등을 확인해 보았다. 소결된 타겟으로는 99.99%의 순도를 갖는 ZnO-$Al_2O_3$ (98:2 wt%) 타겟을 이용하였으며, 장비조건으로는 355 nm의 파장대역을 갖는 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 실험변수로는 온도범위 RT, $200^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$에서 실험을 진행하였다. AZO 박막의 구조적, 전기적 특성을 분석하기 위해 각각 X-Ray Diffraction (XRD), Hall measurement 장비를 사용하였으며, 광학적 특성을 분석하기 위한 투과도의 측정은 UV-Visible spectrophotometer 장비를 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.849-855
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• 2017

The development of a staged combustion cycle engine with higher perfomance is essential to provide higher transport capability of space launch vehicles. The combustor head of engine has a cone-shaped head and its manifold of combustor has a very complicated structure. The head and manifold have been manufactured by casting or machining methode. Metal 3D printing technologies are recently known as one of promising methods to improve manufacturing process for them because they are possible to over come limitations of the two methods. In this paper, a selective laser sintering method is used to make test materials and their physical properties are studying by changing its operation parameters to establish the better processing conditions. It is found that the 3D printing method is acceptable to manufacturing the head or manifold of combustor for staged combustion cycle engine.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.7 no.4
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• pp.521-527
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• 1997

Ruby single crystals of 6-7 mm in dialneter and 20-25 mm in length were grown by the xenon-arc type floating zone method using a self-designed FZHY1, Calcination and sintering conditions were investigated and optimum growth conditions were established for controlling the factors such as growth rates, rotation speeds and cooling rates. Also the available energy levels of $Cr^{3+}$ were calculated from transmission data. The growth direction of the crystals was [1010] direction identified by Laue back reflection pattern. The distribution of refractive indices on the wafer of the grown crystals was homogeneous except for the edges of the wafer. The crystals could be used as a laser material with a wavelength of 693 nm and a metastate level.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.32 no.8
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• pp.617-623
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• 2008

The membrane filter adhered with nanostructured porous layer was made by heat treatment after deposition of nanoparticle-agglomerates sintered in aerosol phase onto a conventional micron-fibrous metal filter as a substrate filter. The Sintered-Nanoparticle-Agglomerates-coated NanoStructured porous layer Membrane Filter (SNA-NSMF), whose the filtration performance was improved compared with the conventional metal membrane filters, was developed by adhesion of nanoparticle-agglomerates of dendrite structure sintered onto the micron-fibrous metal filter. The size of nanoparticle-agglomerates of dendrite structure decreased with increasing the sintering temperature because nanoparticle-agglomerates shrank. When shrinking nanoparticle-agglomerates were deposited and treated with heat onto the conventional micron-fibrous metal filter, pore size of nanostructured porous layer decreased. Therefore, pressure drops of SNA-NSMFs increased from 0.3 to 0.516 kPa and filtration efficiencies remarkably increased from 95.612 to 99.9993%.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.276-277
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• 2006

1mm-thick BLT ceramics were sintered in accordance with a bulk ceramic fabrication process. AII XRD peaks detected in the sintered ceramics were indexed as the Bi-layered perovskite structure without secondary phases. Density was increased with increasing the sintering temperature up to $1050^{\circ}C$ and the maximum value was about 98% of the theoretical density. The remanent polarization (2Pr) value of BLT ceramic sintered at $1050^{\circ}C$ was approximately $6.5\;{\mu}C/cm^2$ at the applied voltage of 4.5 kV. The calculated electromechanical coupling factor ($k_t$) of it was about 5% and the mechanical quality factor (Qm) was about 2200. From these results, a BLT ceramic target for pulsed laser deposition (PLD) system was successfully fabricated.