미래형 유연소자 개발 시 비용감소 및 공정적합성 개선을 위해 동박을 잉크젯 프린팅법을 이용해 공중합체 유연기판 상 형성하고, 전기적 특성에 열처리 분위기가 미치는 영향을 확인하기 위해 3 종류의 환원분위기에서 열처리를 진행하여 보았다. 그 결과 200도의 낮은 온도에서 환원 특성이 뛰어난 포름산 분위기에서 전도체 수준의 비저항은 얻을 수 있었으나, 열처리 시 발생하는 응력으로 인해 발생된 표면균열에 기인해 그 값이 기존 동박에 비해 매우 높았다. 이에 비정질재료에서 응용되는 응력해소법을 응용하여 표면균열을 억제한 결과 230도 열처리 시 기존 열처리 방법에서는 $7.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항을 보이나, 응력해소를 통한 표면 균열이 억제된 시편에서는 $3.4{\mu}{\Omega}cm$의 비저항 값을 얻을 수 있었다. 특히 등온열처리에 의한 응력해소 효과를 확인하기 위해 동일 온도에서 등온시간 없이 열처리를 진행한 결과, 표면균열이 억제되지 못함을 확인할 수 있었다.
벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB)과 플라즈마 화학기상증착(PECVD)된 산화규소막이 코팅된 웨이퍼들 사이의 계면에서, 고온 열순환 공정에 의한 잔류응력 및 본딩 결합력의 효과를 4점 굽힙시험법과 웨이퍼 곡률 측정법에 의해 평가하였다. 이를 위해 웨이퍼들은 사전에 확립된 표준 본딩공정에 의거하여 본딩하였으며 이들 웨이퍼에 대한 열순환 공정은 상온으로부터 최대 순환온도 사이에서 수행하였다. 최대 온도 350 및 $400^{\circ}C$에서 수행한 열순환 공정에서, 본딩 결합력은 첫번째 순환공정 동안 크게 증가하는 데, 이는 순환공정 시 발생하는 산화규소막의 축합 반응에 의한 잔류응력 감소 때문인 것으로 분석되었다. 이러한 산화규소막의 잔류응력이 감소함에 따라 BCB와 산화규소막으로 구성된 다층막의 잔류응력에 의해 변형되는 에너지는 상승하였고 따라서 BCB와 산화규소막 사이 다층막의 의 본딩 결합력은 증가하였다.
Exhaust manifold is generally subjected to thermal cycle loadings ; at hot condition, large compressive plastic deformations are generated, and at cold condition, tensile stresses are remained in highly deformed critical zones. These phenomena originate from the fact that thermal expansions of the runners are restricted by inlet flange clamped to the cylinder head, because the former is less stiff than the latter and, the temperature of the inlet flange is lower than that of the runners. Since the failure of an exhaust manifold is mainly caused by geometric constraints between the cylinder head and the manifold, the thermal stress can be controlled by geometric factors. The generic geometric factors include the inter distance (2R), the distance from the head to the outlet (L), the tube diameter(d) and the tube thickness (t). This criteria based on elastic analysis up to onset of yield apparently indicate that the pre-stress also reduces the factor; however, high temperature relaxation may reduce this effect at later operation stage.
Min-Gu Won;Si-Hwa Jeong;Nam-Su Huh;Woo-Gon Kim;Hyeong-Yeon Lee
Nuclear Engineering and Technology
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제56권1호
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pp.1-8
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2024
In this study, the influence of thermal aging on structural integrity is investigated for Gr. 91 steel. A commercial grade Gr. 91 steel is used for the virgin material, and service-exposed Gr. 91 steel is sampled from a steam pipe of a super critical plant. Time versus creep strain curves are obtained through creep tests with various stress levels at 600 ℃ for the virgin and service-exposed Gr. 91 steels, respectively. Based on the creep test results, the improved Omega model is characterized for describing the total creep strain curve for both Gr. 91 steels. The proposed parameters for creep deformation model are used for predicting the steady-state creep strain rate, creep rupture curve, and stress relaxation. Creep-fatigue damage is evaluated for the intermediate heat exchanger (IHX) in a large-scale sodium test facility of STELLA-2 by using creep deformation model with proposed creep parameters and creep rupture curve for both Gr. 91 steels. Based on the comparison results of creep fatigue damage for the virgin and service-exposed Gr. 91 steels, the thermal aging effect has been shown to be significant.
The welding residual stress has on important effect on welding deformation, fatigue fracture, buckling strength, brittle fracture, etc. For the purpose of relaxation of welding residual stress, post welding heat treatment is widely used. In this paper, residual stresses were calculated by two dimensional thermal elasto-plastic analysis using finite element method. Heat transfer analysis are performed by transient analysis. Also structure analysis are carried out by of thermal-mechanical coupled analysis. Numerical analysis are used by ANSYS 5.7.
최근 나노임프린트 리소그래피 공정이 마이크로/나노스케일의 소자 개발에 있어서 경제적으로 대량 생산할 수 있는 기술로 주목 받고 있다. 나노 스케일의 패턴을 성공적으로 전사하기 위해서는 폴리머의 기계적 거동에 대한 이해를 바탕으로, 적절한 공정 조건 즉, 압력, 온도, 시간 등의 선택이 필요하다. 본 연구에서는 열-나노임프린트 공정에서의 충전과정을 해석하기 위하여 비선형 유한요소법을 이용하였으며, 폴리머의 거동을 점탄성으로 가정하여 재료의 응력완화 효과를 고려하였다. 해석을 통하여 온도 및 몰드의 패턴형상이 열-나노임프린트 공정에 미치는 영향을 살펴보았다.
(111) 및 (100) 단결정 실리콘 웨이퍼에 대하여 #140 mesh와 #600 mesh의 연삭숫돌을 사용하여 연삭가공을 행하고 가공에 의한 표면품위의 변화를 관찰하였다. 이를 위하여 Atomic Force Microscope(Am)을 사용하여 미세거칠기를 분석하고 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통하여 결정구조, 상변화 및 잔류응력을 분석하였다. 그 결과 연삭가공 후에 (111) 면에서 미세거칠기가 더 크게 나타났으며 실리콘이 다이아몬드구조의 Si-I에서 Si-III(body centered tetragonal) 및 Si-XII(rhombohedral)로 전이하는 현상을 라만스펙트럼 분석을 통해 확인하였다. 또한 연삭가공에 의하여 패인 구덩이에서는 일반적인 가공표면과 다른 라만스펙트럼이 관찰되어, 표면에 인가된 잔류응력이 새로운 표면생성으로 해소되었음을 알수 있었다. 또한 열처리에 의한 재료의 표면품위개선효과를 분석하기 위하여 대기 중에서 열처리를 시행한 결과 열처리는 잔류응력의 해소와 상전이의 회복에 효과적인 것으로 나타났다.
Tension variations with heat treatment in shadow mask for flat braun tubes are investigated in this study. In CRT, landing shift of the electron beam due to thermal deformation of the tension mask made the color purity of screen worse. In order to get the final results of thermal deformation, the tensile force within the mask and the welding processes between the rail and the extended mask have to be analysed sequentially. In this study, the effect of heat treatment is studied in terms of tension variations of shadow mask during its manufacturing process.
Laplace-Fourier transform techniques are used to investigate the interaction caused by mechanical, thermal and microstress sources in a generalized thermomicrostretch elastic medium with temperature-dependent mechanical properties. The modulus of elasticity is taken as a linear function of reference temperature. The integral transforms are inverted using a numerical technique to obtain the normal stress, tangential stress, tangential couple stress, microstress and temperature distribution. Effect of temperature dependent modulus of elasticity and thermal relaxation times have been depicted graphically on the resulting quantities. Comparisons are made with the results predicted by the theories of generalized thermoelasticity. Some particular cases are also deduced from the present investigation.
Temperature distributions and thermal stresses were calculated and analyzed to investigate the effect of the artificial holes to the transient behaviors of the superconductors which was cooled in liquid nitrogen. Three dimensional finite element method was used to calculated the transient temperature and thermal stresses in the superconductors. The cooling speed of the superconductors with holes is faster than those without holes. Because the thermal stresses calculated in the superconductors can be relaxed by the distributed holes, the volume of the peak tensile stress decreases during the cooling in liquid nitrogen. If optimal metal, which can maintain the relaxation of thermal stresses, is used to fill and reinforce the artificial holes, the probability of failure of the superconductors may be decreased by the decrease of volume of peak tensile stress.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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