• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2276-2296
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• 2022

This study validates the applicability of the CUPID code for simulating subcooled wall boiling under high-pressure conditions against number of DEBORA tests. In addition, a new numerical technique in which the interfacial momentum non-drag forces are calculated at the cell faces rather than the center is presented. This method reduced the numerical instability often triggered by calculating these terms at the cell center. Simulation results showed good agreement against the experimental data except for the bubble sizes in the bulk. Thus, a new model to calculate the Sauter mean diameter is proposed. Next, the effect of the relationship between the bubble departure diameter (D_dep) and the nucleation site density (N) on the performance of the Wall Heat Flux Partitioning (WHFP) model is investigated. Three correlations for D_dep and two for N are grouped into six combinations. Results by the different combinations show that despite the significant difference in the calculated D_dep, most combinations reasonably predict vapor distribution and liquid temperature. Analysis of the axial propagations of wall boiling parameters shows that the N term stabilizes the inconsistences in D_dep values by following a behavior reflective of D_dep to keep the total energy balance. Moreover, ratio of the heat flux components vary widely along the flow depending on the combinations. These results suggest that separate validation of D_dep correlations may be insufficient since its performance relies on the accompanying N correlations.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.71-75
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• 2022

본 연구에서는 환원전극 기판이 철-니켈 합금 도금에 미치는 영향을 알아보기 위해 경면 스테인리스강(SS304, SS430)과 티타늄 판을 환원전극으로 사용해 도금을 진행했으며, 티타늄의 경우 3M 황산-메탄올 용액에서 전압과 연마시간을 조절하여 찾은 최적의 시편(10 V, 8 분)과 표면 처리하지 않은 시편을 사용하였다. 도금층의 조성을 분석한 결과, 스테인리스강과 티타늄 기판에서 니켈보다 환원 경향성이 낮은 철이 먼저 환원되는 비정상 도금 현상이 관찰되었으나 도금층의 앞면과 뒷면의 조성 불균일이 확인되었다. 도금 중 포텐셜 변화를 관찰한 결과, 스테인리스강보다 티타늄을 사용했을 때 도금 셀에 높은 과전압이 걸렸으며, 이로 인해 철의 핵생성 속도가 증가해 과전압이 가장 높았던 표면처리를 하지 않은 티타늄에서 형성된 도금층 뒷면의 철 함량이 높아진 것으로 보인다. 또한 티타늄을 기판을 표면 처리했을 때 셀에 걸린 과전압이 낮아진 것을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.363-363
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• 2014

Ruthenium (Ru) has attractive material properties due to its promising characteristics such as a low resistivity ($7.1{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ in the bulk), a high work function of 4.7 eV, and feasibility for the dry etch process. These properties make Ru films appropriate for various applications in the state-of-art semiconductor device technologies. Thus, it has been widely investigated as an electrode for capacitor in the dynamic random access memory (DRAM), a metal gate for metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and a seed layer for Cu metallization. Due to the continuous shrinkage of microelectronic devices, better deposition processes for Ru thin films are critically required with excellent step coverages in high aspect ratio (AR) structures. In these respects, atomic layer deposition (ALD) is a viable solution for preparing Ru thin films because it enables atomic-scale control of the film thickness with excellent conformality. A recent investigation reported that the nucleation of ALD-Ru film was enhanced considerably by using a zero-valent metallorganic precursor, compared to the utilization of precursors with higher metal valences. In this study, we will present our research results on the synthesis and characterization of novel ruthenium complexes. The ruthenium compounds were easy synthesized by the reaction of ruthenium halide with appropriate organic ligands in protic solvent, and characterized by NMR, elemental analysis and thermogravimetric analysis. The molecular structures of the complexes were studied by single crystal diffraction. ALD of Ru film was demonstrated using the new Ru metallorganic precursor and O2 as the Ru source and reactant, respectively, at the deposition temperatures of $300-350^{\circ}C$. Self-limited reaction behavior was observed as increasing Ru precursor and O2 pulse time, suggesting that newly developed Ru precursor is applicable for ALD process. Detailed discussions on the chemical and structural properties of Ru thin films as well as its growth behavior using new Ru precursor will be also presented.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권4호
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• pp.333-342
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• 2019

Geological dynamic hazards during coal mining can be caused by the failure of a composite system consisting of roof rock and coal layers, subject to different loading rates due to different advancing velocities in the working face. In this paper, the uniaxial compression test simulations on the composite rock-coal layers were performed using $PFC^{2D}$ software and especially the effects of loading rate on the stress-strain behavior, strength characteristics and crack nucleation, propagation and coalescence in a composite layer were analyzed. In addition, considering the composite layer, the mechanisms for the advanced bore decompression in coal to prevent the geological dynamic hazards at a rapid advancing velocity of working face were explored. The uniaxial compressive strength and peak strain are found to increase with the increase of loading rate. After post-peak point, the stress-strain curve shows a steep stepped drop at a low loading rate, while the stress-strain curve exhibits a slowly progressive decrease at a high loading rate. The cracking mainly occurs within coal, and no apparent cracking is observed for rock. While at a high loading rate, the rock near the bedding plane is damaged by rapid crack propagation in coal. The cracking pattern is not a single shear zone, but exhibits as two simultaneously propagating shear zones in a "X" shape. Following this, the coal breaks into many pieces and the fragment size and number increase with loading rate. Whereas a low loading rate promotes the development of tensile crack, the failure pattern shows a V-shaped hybrid shear and tensile failure. The shear failure becomes dominant with an increasing loading rate. Meanwhile, with the increase of loading rate, the width of the main shear failure zone increases. Moreover, the advanced bore decompression changes the physical property and energy accumulation conditions of the composite layer, which increases the strain energy dissipation, and the occurrence possibility of geological dynamic hazards is reduced at a rapid advancing velocity of working face.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.136-142
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• 2022

Dy₂O₃ 첨가량에 따른 BaTiO₃의 결정구조, 입자성장 거동 및 유전특성에 대해 연구하였다. 고상합성법으로 (100-x) BaTiO₃-xDy₂O₃(mol%, x = 0, 0.5, 1.0, 2.0) 비율로 합성하고, 공기 중 1250℃에서 2시간 동안 소결하였다. Dy₂O₃가 첨가되면서 소결체의 결정구조는 정방정계 구조에서 입방정계 구조로 전이되어 tetragonality(c/a)가 감소하였다. 또한, Dy₂O₃가 첨가 시 Ba₁₂Dy_4.67Ti₈O₃₅은 이차상이 확인되었다. Dy₂O₃의 첨가량이 증가할수록 소결 후 평균입자의 크기가 감소하고 비정상 입자성장 거동을 보였다. 이를 통해 Dy₂O₃가 첨가된 BaTiO₃의 입자성장은 이차원 핵생성 및 성장에 의해 입자성장이 일어나고 계면 반응이 지배적인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 결정구조 및 미세구조와 유전특성과의 상관관계에 대해서 고찰하였다.

• 한국안전학회지
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• 제14권1호
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• pp.208-215
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• 1999

급냉응고 강화된 Al-9.45wt%Fe-4.45wt%Cr 합금의 크 거동을 40~115Mpa 응력범위와, 300~$441^{\circ}C$(0.53~0.66Tm) 온도 범위에서 조사하였다. 이 계열의 합금은 비행기 및 자동차의 구조용재료 혹은 엔진용 부품에 많이 사용되고 있으며, 재료의 사용이 주로 고온에서 이루어지므로 안전성을 확보하기 위해서는 크 실험이 특히 중요하다. 이 합금의 크 실험 결과 응력지수와 크 활성화에너지가 높았으며 실험 응력과 온도에 크게 좌우되었다. 크 응력이 조대화에 강하게 영향미치는 것으로 보이기 때문에 모든 크 시편의 분산입자의 조대화율은 등온 소둔시편 보다도 더 빠르게 나타났다. 분산상과 연결된 전위는 고응력, 저온의 크 시편에서 더욱 자주 관찰되었다. Power law creep에서의 크 변형 속도는 문턱응력과 전위분리기구를 포함하는 Sherby와 Rosler/Arzt식으로 예견되는 것과 일치함을 발견하였다. 이 합금에서 분산상은 void생성원으로 작용하였으며 소위 입계파괴인 입자내의 연성파괴의 원인이 되었다. 생성된 void는 성장하여 Al기지내의 분산상과 분리되고, 슬립에 의해 결정립계에 집적되어 결국 입계파괴가 일어났다. 그러므로 이들 분산상이 $Al_{13}Fe_4$, $Al_{13}Cr_2$ and $Al_2O_3$의 형성에 의해 파괴 기구의 중요한 역할을 함이 입증되었다.nd $Al_2O_3$의 형성에 의해 파괴 기구의 중요한 역할을 함이 입증되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.23-29
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• 2003

얇은 익형 주위에 다양한 응축 과정을 수반하는 상대 습도가 100%인 포화 습공기 천음속 이상 유동에 대하여 연구하였다. 본 연구는 Rusak 과 Lee[11, 12]가 발전시킨 그리고 응축에 의한 열 증가의 효과를 포함하는 확장된 천음속 미 교란 모델을 사용하였고, 응축 과정은 서로 다른 두 가지 형태의 응축 과정을 고려한다. 먼저, 비 평형 균질 과정(nonequilibrium and homogeneous process)에서의 응축 질량비는 고전적 핵형성 이론과 작은 물방울 성장이론에 따라 계산되고, 평형과정(equilibrium process)에서의 응축 질량비는 등엔트로피 가정으로부터 계산된다. 유동 방정식과 응축 방정식들은 반복수치 계산법을 사용하여 그 해를 구하였다. 상류 유동 조건을 같게 하여 얻은 수치계산 결과들은 유동구조, 응축장, 그리고 익형 표면에서의 압력분포 등을 묘사한다. 유동특성, 즉 충격파의 위치와 강도 그리고 익형의 압력분포 등은 서로 다른 두 응축과정에서 각각 다른 유동특성을 나타냈다. 하지만, 각각의 응축과정에서 응축 결과로 생긴 열 증가는 유동거동에 상당한 변화를 야기 시키고 익형의 공력 성능에도 상당한 영향을 미친다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권2호
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• pp.125-130
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• 2004

서로 다른 크기의 SiC 원료분말을 첨가한 A1$_2$O$_3$-SiC 복합재료의 미세조직과 그에 따른 기계적 물성의 변화를 관찰하였다. 0.15 $mu extrm{m}$의 SiC가 첨가된 복합재료의 경우 기지상의 입성장이 효과적으로 억제되었다 그러나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 이들 입자의 급격한 성장으로 불규칙한 형상의 커다란 입자로 구성된 미세조직을 보이며, 파괴강도값은 급격히 감소하였다. 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC가 첨가된 경우에는 기지상의 입성장이 일어났으나, 소수의 비정상입자가 생성된 이후에는 과도한 입성장은 억제되고 일정한 크기의 비정상입자가 시편 전체에 균일하게 형성된 미세조직을 보였다. 한편, 0.15 $\mu\textrm{m}$와 3 $\mu\textrm{m}$의 SiC 입자를 동시에 첨가한 시편은 균일한 크기의 비정상입성장의 미세조직을 보였으나, 비정상입성장이 일어났음에도 불구하고 기계적 물성은 우수하게 유지되었다 즉, 비정상입성장에 의해 미세조직에는 큰 변화가 일어났으나, 파괴강도값에는 변화가 없었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제13권1호통권38호
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• pp.7-15
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• 2006

63Sn-37Pb 솔더의 실시간 electromigration 거동 관찰을 박막형 edge 이동 선형시편과 주사전자현미경을 이용하여 실시하였다. 공정조성 63Sn-37Pb 솔더의 electromigration에 의한 edge 이동 잠복기는 $90{\sim}110^{\circ}C$에서 뚜렷하게 존재하였다. 온도에 따른 electromigration 우선확산원소는 실험온도 $90{\sim}110^{\circ}C$에서 Pb, $25{\sim}50^{\circ}C$에서는 Sn으로 나타났고, $70^{\circ]C$에서는 Sn과 Pb가 거의 동시에 이동하여 우선확산 원소가 관찰되지 않았다. $90{\sim}110^{\circ}C$에서 관찰된 SnPb의 electromigration에 의한 edge 이동 잠복기는 Pb 우선이동에 의해 발생되었다. 이러한 edge 이동 잠복기의 존재는 플립칩 (flip chip) 솔더범프의 수명과 밀접한 관계를 가지는 것으로 보인다. Electromigration에 의해 발생되는 SnPb 솔더의 우선확산원소의 온도 의존성은 Pb와 Sn의 확산계수와 함께 $Z^*$ (전기장내의 유효전하 수)도 크게 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 한국재료학회지
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• 제8권11호
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• pp.1026-1030
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• 1998

Fe기 비정질합금에서 과냉각액체영역의 유무에 따른 열적 안정성을 비교평가하기 위하여 결정화온도 이하에서 유리천이가 나타나지 않는 $Fe_{80}P_6C_{12}B_{12}$합금과 52K의 과냉각 액체영역을 갖는 $Fe_{73}P_{11}C_6B_4AI_4Ge_2$ glassy 합금을 열분석하였다. 등온결정화에 의한 열분석의 결과 JMA plot의 n값은 $Fe_{80}P_6C_{12}B_{12}$합금이 1.8-2.2이고 과냉각 액체영역을 갖는 $Fe_{73}P_{11}C_6B_4AI_4Ge_2$ 합금이 2.5-4.0으로서 후자의 경우가 열적으로 안정하였다. 결정화의 양상은 $Fe_{80}P_6C_{12}B_{12}$ 합금의 경우 핵생성속도가 일정할 때 확산율속에 의해 결정입자가 성장하는 반면 $Fe_{73}P_{11}C_6B_4AI_4Ge_2$ glassy합금의 경우 핵생성속도가 일정할 때 계면입자가 성장한다. $Fe_{73}P_{11}C_6B_4AI_4Ge_2$ 합금 및 $Fe_{80}P_6C_{12}B_{12}$ 합금의 결정화에 필요한 활성화에너지, 핵생성 및 성장에 필요한 활성화에너지는 각각 371, 353kJ/mol, 그리고 324, 301KJ/mol 및 301, 273KJ/mol로서 과냉각 액체영역을 갖는 합금이 열적으로 안정하다고 판단된다.