• 한국정밀공학회지
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• 제25권5호
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• pp.77-81
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• 2008

Structural components subjected to high frequency vibrations, such as those used in vibrating parts of gas turbine engines, are usually required to avoid resonance frequencies. Generally, the operating frequency is designed at more than resonance frequencies. When a vibrating structure starts or stops, the structure has to pass through a resonance frequency, which results in large stress concentration. This paper presents the transient thermoelastic stress analysis of vibrating cantilever beam using infrared thermography and finite element method (FEM). In FEM, stress concentration factor at the 2nd resonance vibration mode is calculated by the mode superposition method of ANSYS. In experiment, stress distributions are investigated with infrared thermography and dynamic stress concentration factor is estimated. Experimental result is agreed with FEM result within 10.6%. The advantage of this technique is a better immunity to contact problem and geometric limitation in stress analysis of small or micro structures.

• 한국레이저가공학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-4
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• 2015

This study is related to the surface hardening treatment to spheroidal graphite cast iron for die by using high power diode laser. Laser device used in this experiment is capable of real-time laser power control. This is because the infrared temperature sensor (two color pyrometer) attached to the optical system measures the surface temperature of specimen and adjusts the laser power in real time. The surface treatment was carried out with the change of heat treatment temperature at the beam travel speed 3 mm/sec. Hardened width and depth was measured and hardened zone was analyzed by micro vickers hardness test in order to research the optimum condition of heat treatment. The changes in microstructure of the hardened zone also was examined. As a result of hardness measurement and observations on microstructure of hardened zone, hardness increased over three times as compared with base metal because the martensite was formed on the matrix structure.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권5호
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• pp.80-85
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• 2010

This study focused on laser assisted machining (LAM) of silicon nitride ceramic that efficiently removes the material through machining of the softened zone by local heating. The effects of laser-assisted machining parameters were studied for cost reduction, and active application in processing of silicon nitride ceramics in this study. Laser assisted machining of silicon nitride allows effective cutting using CBN tool by local heating of the cutting part to the softening temperature of YSiAlON using by the laser beam. When silicon nitride is sufficiently preheated, the surface is oxidized and decomposed and then forms bloating, micro crack and silicate layer, thereby making the cutting process more advantageous. HIPSN and SSN specimens were used to study the machining characteristics. Higher laser power makes severer oxidation and decomposition of both materials. Therefore, HIPSN and SSN specimens were machined more effectively at higher power.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권4호
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• pp.1132-1141
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• 2019

Steel-concrete-steel (SCS) sandwich structures have important advantages over conventional concrete structures, however, bond-slip between the steel plate and concrete may lead to a loss of composite action, resulting in a reduction of stiffness and fatigue life of SCS sandwich structures. Due to the inaccessibility and invisibility of the interface, the interfacial performance monitoring and debonding detection using traditional measurement methods, such as relative displacement between the steel plate and core concrete, have proved challenging. In this work, two methods using piezoelectric transducers are proposed to detect the bond-slip between steel plate and core concrete during the test of the beam. The first one is acoustic emission (AE) method, which can detect the dynamic process of bond-slip. AE signals can be detected when initial micro cracks form and indicate the damage severity, types and locations. The second is electromechanical impedance (EMI) method, which can be used to evaluate the damage due to bond-slip through comparing with the reference data in static state, even if the bond-slip is invisible and suspends. In this work, the experiment is implemented to demonstrate the bond-slip monitoring using above methods. Experimental results and further analysis show the validity and unique advantage of the proposed methods.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.262-268
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• 2021

For the past several decades, various next-generation patterning methods have been developed to obtain well-designed nano-to-micro structures, such as imprint lithography, nanotransfer printing (nTP), directed self-assembly (DSA), E-beam lithography, and so on. Especially, nTP process has much attention due to its low processing cost, short processing time, and good compatibility with other patterning techniques in achieving the formation of high-resolution functional patterns. To transfer functional patterns onto desirable substrates, the use of soft materials is required for precise replication of master mold. Here, we introduce a simple and practical nTP method to create highly ordered structures using various polymeric replica materials. We found that polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), and polyvinylpyridine (PVP) are possible candidates for replica materials for reliable duplication of Si master mold based on systematic analysis of pattern visualization. Furthermore, we successfully obtained well-defined metal and oxide nanostructures with functionality on target substrates by using replica patterns, through deposition and transfer process. We expect that the several candidates of replica materials can be exploited for effective nanofabrication of complex electronic devices.

• Coupled systems mechanics
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• 제10권1호
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• pp.39-60
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• 2021

The present paper is concerned with the study of nonlinear ultrasonic waves in a magneto thermo (MT) elastic armchair single-walled carbon nanotube (ASWCNT) resting on polymer matrix. The analytical formulation is developed based on Eringen's nonlocal elasticity theory to account small scale effect. After developing the formal solution of the mathematical model consisting of partial differential equations, the frequency equations have been analyzed numerically by using the nonlinear foundations supported by Winkler-Pasternak model. The solution is obtained by ultrasonic wave dispersion relations. Parametric work is carried out to scrutinize the influence of the non local scaling, magneto-mechanical loadings, foundation parameters, various boundary condition and length on the dimensionless frequency of nanotube. It is noticed that the boundary conditions, nonlocal parameter, and tube geometrical parameters have significant effects on dimensionless frequency of nano tubes. The results presented in this study can provide mechanism for the study and design of the nano devices like component of nano oscillators, micro wave absorbing, nano-electron technology and nano-electro- magneto-mechanical systems (NEMMS) that make use of the wave propagation properties of armchair single-walled carbon nanotubes embedded on polymer matrix.

• 소성∙가공
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• 제33권2호
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• pp.118-122
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• 2024

Micro-electromechanical systems (MEMS) based in-situ heating holders have been developed to enable high resolution imaging of heat treatment analysis. However, unlike the standard 3 mm metal disk specimens used in the furnace-based heating holder and general transmission electron microscopy holder, the MEMS-based in-situ heating holder requires thin specimens that can be penetrated by electrons to be transferred onto the MEMS chip. Previously, focused ion beam milling was used to transfer metal specimens, but it has the disadvantage of being expensive and the risk of specimen damage due to gallium ions. Therefore, in this study, we devised a method of transferring metallic materials by ultrasonic treatment using a transmission electron microscopy specimen made by electro jet polishing. A 3mm electropolished metal disk was placed in an appropriate solution, ultrasonicated, and then drop casted. The transfer of the specimen was successful, but it was confirmed that dislocations were formed inside the specimen due to ultrasonic treatment. This study provides a novel method for transferring metallic materials onto MEMS chips, which is cost-effective and less gallium ion damaging to the specimen. The results of this study can be used to improve the efficiency of heat treatment analysis using MEMS-based in-situ heating holders.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.62-75
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• 2007

본 논문은 단위 방사 소자의 이득을 증가시키기 위한 성형 빔 안테나에 관한 것이다. 제안하는 안테나 구조는 크게 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 구조로 구성된다. 광대역에 걸쳐 전자파 전력이 다층 원형 도체 배열로 방사하기 위한 여기 소자로 스택 마이크로스트립 패치 소자가 사용되었으며, 고이득 빔 성형을 위한 지향 소자의 역할을 담당하는 다층 원형 도체 배열 소자들은 여기 소자 위에 주기적으로 유한하게 적층되었다. 제안하는 안테나가 고이득 특성을 얻기 위해서는 여기 소자와 다층 원형 도체 배열 소자들 간의 효율적인 전력 결합이 이루어져야 하며, 이를 위해 주어진 설계 규격에 따라 여기 소자 및 다층 원형 도체 배열 소자들의 설계 변수들은 함께 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 고이득 성형 빔 안테나는 $9.6{\sim}10.4\;GHz$ 주파수 대역 및 선형 편파 조건하에서 최적화 설계되었으며, 또한 안테나의 다층 원형 도체 배열 소자들을 구현하는 2가지 방법 즉, 얇은 유전체 필름을 이용하는 방법과 유전체 폼을 이용하는 방법들도 제안되었다. 특히, 유전체 필름을 이용하는 안테나에 대해서는 컴퓨터 시뮬레이션 과정을 통해, 원형 도체 배열 소자들의 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 보여주었다. 유전체 필름(Type 1)과 유전체 폼(Type 2)을 이용한 2종류의 안테나 시제품들을 제작하였으며, 얇은 유전체 필름을 이용한 안테나 시제품에 대해선 시뮬레이션 된 전기적 성능 결과와 비교를 위해 원형 도체 배열 적층 수에 따른 안테나의 전기적인 성능 변화들을 실험하였다. 측정된 이득 성능은 시뮬레이션 이득 성능과 거의 유사한 결과를 보여주었으며, 원형 도체 적층 수에 따라 안테나 이득 변화는 주기성을 보였다. 10 GHz 중심 주파수에서 측정된 Type 1 안테나의 전기적 성능은 원형 도체 배열을 10개 적층(disk10)하였을 때, 15.65 dBi의 최대 안테나 이득과 11.4 dB 이상의 입력 반사 손실 성능을 보여 주었으며, 다층 원형 도체 배열 구조에 의해 약 5 dB의 이득 향상 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 원형 도체를 12개 적층하였을 때, 외곽 유전체 링 효과에 의해 Type 1 안테나는 Type 2 안테나보다 상대적으로 약 1.35 dB 만큼 이득이 더 높았으며, 각 안테나의 3 dB 빔 폭은 각각 약 $28^{\circ}$와 $36^{\circ}$로 측정되었다.

• 한국진공학회지
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• 제15권2호
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• pp.201-208
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• 2006

전류 차단층으로서 AlAs 자연산화층 ($AlO_x$) 을 갖는 InGaAs 양자점 (quantum dot) 구조를 분자선 박막 성장법 (molecular-beam epitaxy)과 습식 산화법 (wet oxidation)을 이용하여 제작하였고, 이들 구조의 열처리에 따른 광학적인 특성 변화를 photoluminescence (PL), PL excitation, 그리고 공간 분해능을 갖는 micro-PL을 이용하여 분석하였다. 습식 산화와 열처리 과정을 통해 intermixing된 InGaAs 양자점 영역에서 PL 특성을 조사한 결과, intermixing 되지 않은 영역보다 높은 에너지에서 완만한 PL peak이 추가적으로 관측되었다. 산화되지 않은 (non-oxided) AlAs 아래에 있는 InGaAs 양자점 영역에서는 약 1.1 eV에서 PL emission이 주로 관측되었으나, $AlO_x$와 $SiN_x$에 의해 intermixing 된 InGaAs 양자점 영역에서는 각각 약 1.16 eV와 $1.18{\sim}1.20$ eV 에서의 PL emission도 함께 관측되었다. 실험 결과, $AlO_x$층이 있는 InGaAs 양자점 영역이 산화 되지 않은 AlAs층이 있는 영역에 비해서 intermixing 효과가 크게 작용함을 알 수 있었다.

• 해부∙생물인류학
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• 제31권4호
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• pp.133-142
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• 2018

조직표본의 실제적인 3차원 구조에 대한 정보를 3차원 조직학이라고 하였다. 무른 성분들이 섞여 있고, 물을 포함 하고 있는 조직 내부의 미세구조의 3차원적 분석을 위해 방사광의 X선을 광원으로 하는 위상대조 미세단층 촬영이 활용되고 있다. 하지만, X선 위상대조영상 분석에서 물을 포함하고 있는 조직에서는 위상대조가 제대로 구현되지 않다는 것을 알게 되었다. 이러한 현상을 해결하기 위해 다양한 방법들을 적용하였으며, 표본을 얼렸을 때 위상대조가 강화된다는 사실을 확인하였다. 방사광 전파위상대조 동결미세단층촬영은 포항가속기연구소 X선 영상빔라인에서 수행하였다. 표본을 동결상태로 유지하면서 $0.18^{\circ}$ 간격으로 $180^{\circ}$ 회전하였으며, 표본을 통과한 X선에 의해 섬광기에 맺힌 영상을 광학렌즈로 확대하여 CCD카메라로 모았다. 각 표본 전체 투사영상을 OCTOPUS 소프트웨어로 재구성하여 2차원 단면영상으로 만들고, Amira 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상으로 재구성하였으며, 단면영상에서 각 구조에 대한 구역화와 랜더링 작업을 수행하였다. 물에 의한 위상대조 방해 영향을 줄이기 위해 표본을 얼렸을 때 위상대조는 강화되었으나 동결팽창에 의한 조직변형이 관찰되었다. 표본을 막힌 공간에 넣고 주위를 포매제로 채워 급속냉동 동안 표본이 압박되도록 하였을 때 위상대조의 강화와 동결팽창에 의한 조직변형을 줄일 수 있었다. 결론적으로, 생체조직 내부 미세구조의 비파괴, 고해상도 3차원 영상분석에 있어 조직표본을 동결포매제로 포매 후 급속냉동하고, 방사광에서 방출되는 X선을 광원으로 하는 전파위상대조 동결미세단층촬영법은 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 기대한다.