• Advances in nano research
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• 제8권4호
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• pp.323-333
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• 2020

In recent years, there has been an upsurge for the usage of buckling restrained braces (BRB) rather than ordinary braces, as they have evidently performed better. If the overall brace buckling is ignored, BRBs are proven to have higher energy absorption capacity and flexibility. This article aims to deliberate an economically efficient yet adequate type of all-steel BRB, comprised of the main components as in traditional ones, such as : (1) a steel core that holds all axial forces and (2) a steel restrainer tube that hinders buckling to occurr in the core; there is a more practical detailing in the BRB system due to the elimination of a filling mortar. An investigation has been conducted for the proposed rectangular-tube core BRB and it is hysteric behavioral results have been compared to previous researches conducted on a structure containing a similar plate core profile that has the same cross-sectional area in its core. A loss of strength is known to occur in the BRB when the limiting condition of local buckling is not satisfied, thus causing instability. This typically occurs when the thickness of the restrainer tube's wall is smaller than the cross-sectional area of the core plate or its width. In this study, a parametric investigation for BRBs with different formations has been performed to verify the effect of the design parameters such as different core section profiles, restraining member width to thickness ratio and relative cross-sectional area of the core to restrainer, on buckling load evaluation. The proposed BRB investigation results have also been presented and compared to past BRB researches with a plate profile as the core section, and the advantages and disadvantages of this configuration have been discussed, and it is concluded that BRBs with tubular core section exhibit a better seismic performance than the ones with a plate core profile.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.42-48
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• 2016

본 논문에서는 플라이백 DC-DC 컨버터에 사용되는 출력전압 정보를 보다 정확하게 감지하는 피크검출기를 집적회로로 설계하였다. 제안하는 피크검출기의 회로는 하나의 op-amp와 세 개의 트랜지스터로 이루어져 있다. 제안하는 회로는 단순한 구조로 이루어져 있기 때문에 제안하는 회로는 출력전압을 감지하는 과정에서 지연시간을 최소화 할 수 있다. 회로에서 op-amp와 몇 개의 트랜지스터를 사용함으로써, 제안하는 피크검출기가 종래의 커패시터와 다이오드로 설계된 피크검출기를 대신해 칩의 집적화가 가능해지고, 플라이백 컨버터의 모듈을 구성하는 소자가 트랜지스터로 대체되고 칩의 면적이 줄어들어 가격을 줄일 수 있다. 제안하는 회로는 0.35 um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하여 측정하였고, 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 시뮬레이션 결과 사인파의 입력신호를 출력신호가 최대 0.3 ~ 3.1 %의 오차 범위 내에서 피크전압을 유지하는 것을 확인하였다. 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 제안하는 회로의 결과를 통하여 종래의 피크검출기 회로의 좋지 않은 레귤레이션을 향상시키기 위하여 높은 플라이백 컨버터의 동작을 보일 수 있다. 플라이백 컨버터의 출력전압을 정확하게 감지하여 안정적인 컨버터 동작을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제26권5호
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• pp.289-294
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• 2013

고분자 기지에 희석제의 첨가로 CNT 및 CB 입자의 분산성 향상 및 연질의 전극을 만들고자하였다. 희석제, CNT 및 CB 함유량에 따른 연질 전극재료의 전기적 및 기계적 특성을 평가하였다. 전극재료로서 최적의 혼합조건은 기지 (KE-12)를 기본으로 희석제 80, CNT 3.5 그리고 CB 18 (phr)이었다. 이때의 비저항 값은 73 (${\Omega}{\cdot}cm$)이었고, 인장강도와 인장탄성율 그리고 신장율은 각각 0.45 MPa, 0.21 MPa, 184%였다. 또한 최적화된 전극과 탄성체를 이용하여 간단한 구조의 구동기를 제작하여 그 특성을 평가하였다. 작동 전압 25 kV에서 탄성체 KE-12는 2.24 mm의 변위가 발생되었고, 희석제가 50 (phr) 혼합된 KE-12는 4.05mm의 변위가 발생되었다. 희석제 50 (phr) 혼합된 KE-12는 3M의 4910과 같은 탄성계수를 나타내지만, 더 높은 변위를 보였다. 동일한 재료 (KE-12)의 전극과 탄성체로 제작된 구동기는 피로수명 및 응용에 많은 장점이 있을 것으로 보인다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.271-281
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• 2014

점토광물의 물리화학적 특성에 대한 분자 또는 원자 스케일의 연구 중요성이 강조되고 있다. 그러나 실험만으로는 광물의 미시적 현상을 이해하기 어려운 경우가 많다. 특히 2:1 점토광물 팔면체에 존재하는 수산기(hydroxyl)가 금속 양이온 흡착과정에 큰 역할을 한다는 가정은 X-ray를 이용하는 실험만으로는 명확하게 테스트하기 어렵다. 이번 논문에서는 점토광물 내의 수산기 연구에 대한 전산광물학(computational mineralogy) 이용 가능성에 대하여 조사하였다. 점토광물의 기본구조인 팔면체 층만으로 구성된 광물, 1:1 구조를 갖는 광물, 2:1 구조를 갖는 광물 중 대표적인 이팔면체 및 삼팔면체 층상규산염 광물을 선별하여 구조최적화를 실시하였다. 분자역학적(molecular mechanics) 계산과 양자역학적(quantum mechanical) 계산 모두 실험값의 격자상수(lattice parameters)를 잘 재현할 수 있었다. 그러나, 사면체층과 팔면체의 구조적 뒤틀림(structural distortion) 등 광물 내부구조를 기존 실험결과와 비교했을 때, 양자역학적 계산결과가 분자역학적 방법을 이용한 결과 보다 더 낮은 오차를 보였다. 파이로필라이트(pyrophyllite) 수산기가 (001)면과 이루는 각은, 수산기의 H(proton)과 사면체의 Si 양이온 간의 척력으로 결정되는데, 양자역학적 방법은 약 $25-26^{\circ}$로 예측하였고, 분자역학적 방법은 약 $35^{\circ}$ 정도로 양자역학계산 결과와 무려 $10^{\circ}$의 큰 차이를 보였다. 전산광물학은 점토광물 구조연구에 신뢰성이 매우 높은 연구방법으로 양이온 흡착과정 중 수산기의 역할 규명에 사용될 수 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.255-264
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• 2013

$CoAl_2O_4$는 열적 및 화학적으로 매우 안정한 물질이며 독특한 광학적 특성으로 인해 도자기 제품, 유리, 페인트, 플라스틱을 장식하는 세라믹 착색제로 사용되어져 왔다. 본 연구에서는 착체중합법(Polymerized complex method)과 고상합성법(Solid state reaction)을 이용하여 단상의 $CoAl_2O_4$ 청색 무기 안료를 합성하였고, 잉크젯 프린팅용 잉크로의 응용 시 노즐 막힘 및 분산안정성과 같은 문제점을 방지하기 위해 고에너지 밀링 공정 중 하나인 어트리션밀을 이용하여 입자를 미세화하였다. 밀링 공정은 직경 1 mm의 지르코니아 볼을 이용하여 BPR(Ball to powder weight ratio) 100 : 1, 800 rpm의 조건에서 3시간 동안 진행되었다. 합성된 안료는 XRD, FE-SEM, TEM, PSA, 그리고 CIE $L^*a^*b^*$ 측정을 통하여 어트리션밀링 전후의 특성을 분석하였다. XRD 측정 결과 단상의 $CoAl_2O_4$ 청색 무기 안료가 합성되었고, 고에너지 밀링 공정을 통하여 100~200 nm의 입자 크기를 가지는 청색 나노 무기 안료를 얻었다.

• 한국자기학회지
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• 제20권5호
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• pp.196-200
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• 2010

Sol-gel 법을 이용하여 초상자성 나노 입자 $\gamma-Fe_2O_3$를 제조하였다. 입자의 크기 및 자기적 성질을 x-선 회절법(XRD), Mossbauer 분광법, 진동시료 자화율 측정기(VSM)를 이용하여 연구하였다. x-선 회절 실험결과 150 이상에서 열처리한 입자는 순수한 cubic spinel 구조를 가지며, $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 평균입자 크기는 7 nm로다. Mossbauer 분광실험으로 $150^{\circ}C$에서 열처리한 입자는 상온에서 초상자성의 특성을 가지고 있음을 알 수 있었으며 초상자성의 특성을 잃어버리는 차단온도 $T_B$는 $183^{\circ}C$로 결정하였으며, 또한 자기이방성상수 K = $1.6{\times}10^6erg/cm^3$의 값을 얻었다. $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 VSM 측정 결과로부터 $150^{\circ}C$에서 열처리한 $\gamma-Fe_2O_3$의 경우 상온에서 초상자성의 특성을 확인 할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.517-524
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• 2005

유기 첨가물을 함유하는 분무용액으로부터 분무열분해 공정에 의해 바륨 티타네이트($BaTiO_3$) 분말을 합성하였다. 분무용액에 첨가되는 유기물의 종류 및 첨가량이 분무열분해 공정에 의해 합성된 $BaTiO_3$ 분말들의 결정구조 및 형태 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유기 첨가물로서 구연산, 에틸렌 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜을 첨가한 경우에 있어서는 유기 첨가물의 종류에 따라 하소 전후에 서로 다른 형태의 $BaTiO_3$ 분말들이 얻어졌다. 분무용액에 구연산을 첨가한 경우에 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 하소 후에 균일한 크기의 나노 분말들로 구성 되어진 나노 구조체를 가졌다. 분무용액에 첨가된 구연산의 양이 증가할수록 하소 후에 얻어진 분말들의 결정구조가 준안정상인 입방정상에서 정방정상으로의 상변환성이 증가하였다. 고농도의 구연산을 함유한 분무용액으로부터 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 하소 후에 좋은 정방정계 결정구조, 균일하며 미세한 크기 및 고표면적을 가졌다. 분무열분해 공정에 의해 합성된 $BaTiO_3$ 분말들은 밀링 공정 후에 균일한 크기 및 형태를 가졌다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권4호
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• pp.13-16
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• 2013

양극산화(anodization)공정으로 제작된 규칙성 나노구조의 다공성 산화알루미늄(Aluminum Anodic Oxide, AAO)는 공정이 적용된 LED 모듈은 비교적 쉽고 경제적이므로 최근 LED용 방열소재로 응용하기 위하여 다양하게 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 LED 모듈은 알루미늄/폴리머/구리 회로층으로 구성되며 절연체 역할을 하는 폴리머는 히트스프레더로 구성되어있다. 그러나 열전도도가 낮은 폴리머로 인하여 LED부품의 열 방출이 원활하지 못하므로 LED의 수명단축 및 오작동에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 폴리머 대신 상대적으로 열전도도가 우수한 AAO를 양극산화 공정으로 제작하여 히트스프레더(heat spread)로 사용하였다. 이때, AAO와 금속인 구리 회로층간의 접착력을 향상시키기 위하여 스퍼터링 DBC(direct bonding copper)법으로 시드층(seed layer)을 형성한 뒤 최종적으로 전해도금공정으로 구리회로층을 형성하였다. 본 연구에서는 양극 산화공정으로 AAO와 금속간의 접착강도를 개선하여 1.18~1.45 kgf/cm와 같은 우수한 peel strength 값을 얻었다.

• 한국자기학회지
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• 제15권4호
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• pp.226-230
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• 2005

본 연구에서는 스핀밸브 구조에서 하지층으로 많이 사용되고 있는 Ta 층에 질소를 첨가하여 질소량에 따른 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 또한 하지층에 질소를 첨가하여 확산 방지막으로서 역할과 기판과 하지층과의 접착력을 측정하여 비교하였다. 사용된 스핀밸브는 Si($SiO_2$)/Ta(TaN)/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/FeMn/Ta 구조이다. Ta 박막에 비해 TaN 박막의 질소량이 증가할수록 증착률은 감소하였고, 비저항과 표면 거칠기는 증가하였다. 고온에서 열처리 후 측정한 XRD 결과를 보면 Si/Ta 박막에서는 규소화합물이 생성된 반면 Si/TaN 박막에서는 규소화합물을 발견할 수 없었다. 자기저항비(MR)와 교환결합자장($H_{ex}$)은 질소량이 4.0 sccm 이상에서는 감소하였다. 열처리 결과 자기저항비는 하지층이 Ta인 시편과 질소량이 4.0 sccm까지 혼합된 TaN 시편은 $200^{\circ}C$까지는 약 $0.5\%$ 정도 증가하다가 감소하였다. 기판과 하지층과의 접착력을 측정한 결과 Ta 박막보다 질소량이 8.0 sccm인 TaN 박막인 경우 약 2배 강한 접착력을 보였다. 본 연구 결과에 의하면 하지층 증착 시 아르곤 가스에 3.0 sccm 정도의 질소 가스를 혼합하여 사용하면 자기적 특성에 크게 영향을 주지 않으면서 확산 방지막, 접착력 향상등의 이점을 얻을 수 있으리라 사료된다.