• 제목/요약/키워드: NanoIndentation

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나노표면 영역에서의 ECAP 변형된 알루미늄합금의 기계적 물성변화 측정 (Determination of Mechanical Properties of Equal Channel Angular Pressed Aluminum Alloys in Nano-surface Region)

  • 안성빈;김정석
    • 열처리공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.113-117
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    • 2019
  • The effects of severe plastic deformation and heat treatment on the mechanical properties of Al 5052 and 6005 alloys were investigated using the metallurgical technique and nano-indentation technique in nano-surface region. Equal channel angular pressing (ECAP) was used to apply severe plastic deformation to the aluminum alloys in order to obtain fine grain sized materials. The elastic modulus was measured and interpreted in relation to the metallurgical observation. The elastic modulus increased after ECAP process due to evolution of the fine grains. However, the elastic modulus decreased after heat treatment due to generation of coarsened precipitates on the grain boundaries.

마모 및 나노 압입 시험을 이용한 PUA계 레진의 내구성 비교 (Comparison of Durability for PUA Type Resin using Wear and Nano-indentation Test)

  • 최현민;권신;정윤교;조영태
    • 한국기계가공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.8-15
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    • 2018
  • Films with special properties (e.g., water-repellent films, optical films, anti-reflection films, and flexible films) are referred to as functional films. Recently, there has been interest in fine patterning methods for film fabrication. In particular there have been many studies that use a UV nanoimprint process involving a UV curing method. In this paper, a polymer film was fabricated by the UV nanoimprint process with a micro-pattern, and its durability was evaluated by a wear test and a nano-indentation test. The film mechanical properties (such as coefficient of friction, hardness, and modulus of elasticity) were measured. Moreover, the choice of PUA type resin used in the UV nanoimprint process was confirmed to impact the durability of the thin film. Despite making the polymer film samples using the same method and PUA type resin, different coefficient of friction, hardness, and modulus of elasticity values were obtained. PUA 4 resin had the most favorable coefficient of friction, hardness, and modulus of elasticity. This material is predicted to produce a high durability functional film.

고온 열처리 과정에서 산소 Outgasing 효과에 의한 HfOx 박막의 Nanomechanics 특성 연구 (Nano-Mechanical Studies of HfOx Thin Film for Oxygen Outgasing Effect during the Annealing Process)

  • 박명준;김성준;이시홍;김수인;이창우
    • 한국진공학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.245-249
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    • 2013
  • MOSFET 구조의 차세대 Oxide 박막으로 주목받고 있는 $HfO_X$박막을 rf magnetron sputter를 이용하여 Si(100) 기판 위에 증착하였다. 증착시 산소의 유량을 5, 10, 15 sccm으로 변화를 주며 증착하였고 이후 furnace에서 400부터 $800^{\circ}C$까지 질소분위기로 열처리 하였다. 실험결과 $HfO_X$ 박막의 전기적 특성은 산소유량 증가에 따라 누설전류 특성이 향상되었으나, 열처리 온도가 증가함에 따라서는 감소하였다. 특히, 이 논문에서는 Nano-indenter와 AFM으로 $HfO_X$ 박막의 nanomechanics 특성을 측정하였다. 측정 결과에 의하면 열처리 온도가 증가함에 따라 최대 압입력을 기준으로 최대 압입 깊이가 24.9 nm에서 38.8 nm로 증가하였으며 특히 $800^{\circ}C$ 열처리된 박막에서 압입 깊이가 급격하게 증가하였다. 이러한 압입 깊이의 급격한 증가는 박막내 응력 완화에 의한 스트레스 변화로 예상되며, 그 원인으로 증착시 박막내 포함된 산소가 열처리 조건에 의해 빠져나감에 의한 것으로 판단된다.

나노인프로세스 형상계측 및 미세가공용 프로브의 개발 (Development of a New Probe to Realize Nano/Micro Mechanical Machining and In-Process Profile Measurement)

  • 권현규;최성대
    • 한국기계가공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.75-84
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    • 2003
  • In this paper, a new nano/micro-mechanical processing test machine was developed. This new test machine, which is based on the principle of the scanning force controlled probe microscope, can realize nano/micro-mechanical machining and in-process profile measurement. Experimental results of nano/micro indentation and scratching show that the controllable cutting depth of the test machine can be controlled by PZT actuator. Profile measurement of the machined surface has also been performed by using the test machine and a conventional AFM(Atomic Force Microscopy). A good agreement of the two measurement results have been achieved.

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자기저장 디스크 표면의 윤활 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on The Tribological Characteristics of The Magnetic Recording Disk Surfacd)

  • 김도형;황평;김장교
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1998년도 제27회 춘계학술대회
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    • pp.263-270
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    • 1998
  • 상용화된 박막 코팅 자기 저장 디스크의 기계역학 및 윤활적 물성치를 도출하기 위하여 Nano-Indentation 과 Nano-Scratch 실험이 수행되었다. 자기 디스크는 원주방향으로 일정한의 분석을 위하여 AFM(Atomic Force Microscopy)이 사용되었다. 텍스처 방향에 따른 표면조도의 변화는 가우스 확률 분포(Gaussian probability distribution)와 Weibull누적 확률 이론(Weibull cumulative probability theory)에 의하여 분석되었다. 표면 조도와 마찰계수는 텍스처의 스캐닝(scanning) 방향에 의존한다는 것이 확인 되었다.

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Nonlocal finite element modeling of the tribological behavior of nano-structured materials

  • Mahmoud, F.F.;Meletis, E.I.
    • Interaction and multiscale mechanics
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    • 제3권3호
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    • pp.267-276
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    • 2010
  • A nonlocal finite element model is developed for solving elasto-static frictional contact problems of nanostructures and nanoscale devices. A two dimensional Eringen-type nonlocal elasticity model is adopted. The material is characterized by a stress-strain constitutive relation of a convolution integral form whose kernel is capable to take into account both the diffusion process of nonlocal elasticity and the scale ratio effects. The incremental convex programming procedure is exploited as a solver. Two examples of different nature are presented, the first one presents the behavior of a nanoscale contacting system and the second example discusses the nano-indentation problem.

나노 잔류응력 측정을 위한 비등방 압입자의 깊이별 응력환산계수 분석 (Stress Conversion Factor on Penetration Depth of Knoop Indentation for Assessment of Nano Residual Stress)

  • 김원준;김영진;김영천
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.95-100
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    • 2019
  • 연속압입시험법은 기존의 잔류응력 측정기법에 대한 대체기법으로 많은 분야에서 연구되고 있다. Knoop 압입자는 이러한 압입시험에서 잔류응력의 방향성을 결정하기 위해 이용되어 왔다. 기존 연구에 의하면 Knoop 압입자의 두 가지 응력환산계수의 비는 실험적으로 0.34로 고정되어 있는 것으로 알려져 있으나 이에 대하여 정량적인 분석이 부족하고, 깊이에 따른 실험결과는 미비하여 산업현장에 적용하기에 장벽이 존재한다. 본 연구에서는 연속압입시험법을 이용한 잔류응력의 방향성 측정을 위하여 응력환산계수의 비를 유한요소해석을 이용하여 측정하였다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 압입깊이에 따른 응력환산계수의 비를 분석하고자 하였다. 이론적인 Knoop 압입자와 시편을 모델링하여 일축 잔류응력 상태에서 각각의 응력환산계수를 산출하였다. 압입자 장축 및 단축 방향의 응력환산계수를 주어진 깊이에 따라 예측할 수 있는 모델을 제시하였고, 그 원인을 분석하였다.

신선 시 선재의 잔류응력 완화 방법에 관한 연구 및 나노 압입 시험을 이용한 잔류응력 평가 (A Study on the Method of Residual Stress Relaxation during Wire Drawing and Evaluation of Residual Stress Using Nano Indentation Test)

  • 고대철;황원호;이상곤;김병민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.162-169
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    • 2006
  • Steel cord which is used as reinforcement in car tires is produced by wet-drawing process. Recently the quality improvement of the steel cord product is demanded by the tire market. After cold drawing process, produced residual stresses have a harmful effect on the durability of the wire and become the cause which decreases the quality of the product. Therefore, to improve the quality of the steel cord product, the research regarding the method of residual stress relaxation is necessary. To evaluate the quality of the cold drawn wire, it is very important to measure the residual stress, because the residual stress decides a variety of the quality level which is demanded in the cold drawn wire. The aim of this study is to propose residual stress relaxation method in the drawn wire using FE-analysis. The validity of the analysis results was verified by Nano indentation test.