• 제목/요약/키워드: 고체 표면

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TiN 경질박막의 마모 수명 예측에 관한 연구 (Presumption on Wear life of TiN Film)

  • 정기훈;이영제
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1997년도 제25회 춘계학술대회
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    • pp.41-46
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    • 1997
  • TiN 코팅은 마모에 대한 저항성 및 고체 윤활 효과가 매우 우수하여 내마모성 및 저마찰이 요구되는 절삭공구나 피스톤 베어링 및 각종 축계의 코팅막으로 사용이 증가되고 있다. 일반적으로 재료의 경도와 인성은 서로 상반 관계를 갖고 있어 공학적으로 경도와 인성을 모두 요구하는 표면을 얻기 위해 연질 모재 위의 세라믹 코팅은 그 요구를 만족시킬 수 있는 가장 각광받는 표면처리 방법중의 하나이다. 그러나, TiN과 같은 경질 박막의 공학적 적용시 가장 요구되는 마모수명은 모재의 조도나 경도, 증착 방법, 접촉 상태, 코팅막의 두께 및 마모의 발생 기구 등에 따라 마찰 및 마모 메커니즘의 현저한 차이를 나타내기 때문에 예측이 거의 불가능한 실정이고, 아직까지 이러한 마모수명 비교 평가방법에 대한 기준 설정 및 정량적 정립이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 모재의 경도, 조도, 코팅 두께가 다른 TiN 경질 박막에 압입시험과 스크래치시험시 발생되는 균열 발생 메커니즘과 미끄럼 시험시 발생되는 마모 메커니즘의 연계성을 밝히고 압입 및 스크래치 시험시 코팅막이 손상되는 임계하중과 미끄럼 시험시 접촉하중 변화에 따른 마모수명의 정량적 연관성을 찾아보고자 한다.

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Non-Fourier 열전달에 대한 소고

  • 김우승
    • 기계저널
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    • 제31권8호
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    • pp.735-744
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    • 1991
  • 확산모델과 파모델의 결과에 있어 큰 차이가 일어나는 경우를 요약하면 다음과 같다. 1) 과도기 간이 짧다. 2) 작동온도가 아주 낮다. 3) 온도구배가 상당히 크다. 이때3)의 경우는 서로 다른 물질들이 접촉된 경우 또는 높은 열유속이 있는 경우 또는 얇은 표면층 등을 갖는 문제들의 공 통적인 특징이다. Non-Fourier 열전도 문제를 이용해 온도 분포를 예측해야 하는 실제적인 몇 가지 예를 살펴 보면 레이저 기술 또는 절대온도 영(zero)에 접근하는 온도에서의 액체 헬륨을 다루는 저온공학연구 또는 1/$10^{6}$Inch 정도의 표면조도가 관심사인 정밀공학 등을 들 수 있다. 또한 상당히 높은 강도의 열원이 작용될 때 고체에서의 크랙이나 보이드(void) 같은 국소 결함은 확산거동이 나타나기에 요구되는 시간보다 짧은 시간 구간에서 발생되어질 수 있으며, 크랙발생의 방향과 같은 것들은 hyperbolic 모델에의해 예측되어져야만 한다. 특히 움직이는 열원 또는 propagating crack tip을 갖는 경우에 그들 주위에서의 온도장을 규정짓는 가장 중요한 변 수는 열마하수 M이며, 아음속에서 초음속 영역으로 천이될 때 물리적 양들의 변화에 있어서 일어나는 현상들은 열충격의 형성에 기인하는데 이러한 현상들은 확산 모델로서는 예측될 수 없는 특징들이다. 이상에서 살펴볼 때 non-Fourier 모델에 대해 관심을 기울일 필요가 있다고 사료된다.

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가열된 고체표면에 부착된 단일 액적의 증발냉각 (Evaporation Cooling of Single Droplet on a Heated Solid Surface)

  • 유갑종;방창훈;김정수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권6호
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    • pp.845-852
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    • 2001
  • The characteristics of evaporation cooling of single droplet on a heated surface were studied experimentally. The two kinds of heater modules were tested to measure cooling characteristics of metal surface (high conductivity) and Teflon surface (low-energy surface, low conductivity). The results showed that time averaged heat flux during droplet evaporation increased exponentially with initial surface temperatures of brass, copper and steel. The heat flux and evaporation time did not varied with metal conductivities. However, the temperature drop after the deposition of droplet was larger on Teflon than on the metals. Thus, the correlation of interface temperature between liquid droplet and metal surface was proposed as a function of the initial surface temperature of heating materials, which could be applied to both metal and non-metal ones.

고체철-용융아연의 용해반응 (The Dissolving Reaction of Solid Iron with Molten Zinc)

  • 윤병하;정인상;박경채
    • 한국표면공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.1-7
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    • 1976
  • The dissolving and growth kinetics of intermetallic compounds for the reaction between solid iron and molten zinc were studied under nitorgen atmosphere over the temperature range between470$^{\circ}C$ and 680$^{\circ}C$. The rates of dissolution of solid iron into molten zinc were obtained under a static conditon, The amount of dissolution of sold iron and the growth of intermetalic compounds could be determined by means of microscopy. The thickness of intermetallic compound at a given temperature increases with increasing time, whereas for a given time decreases with increasing temperature . The rate of dissolution is controlled by the diffusion process of iron in the effective boundary layer of molten zinc over the temperature range 470$^{\circ}$-530$^{\circ}C$, 570$^{\circ}$-620$^{\circ}C$, and 650$^{\circ}$-665$^{\circ}C$, while by the surface reaction over the range 530$^{\circ}$-570$^{\circ}C$ and 620$^{\circ}$-650$^{\circ}C$.

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하이브리드 코팅 시스템을 이용한 Cr-Al-Mo-N 코팅의 합성과 기계적 특성 (Syntheses and Properties of Cr-Al-Mo-N Coatings Fabricated by Using a Hybrid Coating System)

  • 최지환;김광호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.205-207
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    • 2009
  • 아크이온플래이팅 기술과 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 STS 304와 Si 기판에 4성분계 Cr-Al-Mo-N 코팅을 증착하였다. $N_2$/Ar 혼합가스 분위기하에 아크 타겟은 Cr을 사용하였고 스퍼터링 타겟은 Al과 Mo를 사용하였으며 합성된 Cr-Al-Mo-N 코팅은 주로 치환고용된 (Cr, Al, Mo)N으로 구성되었다. 최고 경도값은 Mo 함량이 24.2 at.%일 때 35 GPa을 나타냈으며 마찰계수는 Mo의 함량이 0에서 33.2 at.%로 증가함에 따라 0.9에서 0.48로 감소하였다. 이는 $MoO_3$가 코팅면과 스틸볼 계면에서 고체 윤활제로 작용한 것으로 사료된다. 그러나 Cr-Al-Mo-N 코팅은 MoN의 낮은 내산화온도로 인하여 Cr-Al-N에 비하여 더 낮은 온도에서 산화되었다.

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DLC 코팅한 다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 성능과 피삭재의 치핑에 관한 연구 (Investigation of Chipping and Cutting Efficiency of DLC Coated Diamond Micro-blades.)

  • 김송희;장재철
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.200-201
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    • 2014
  • 다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 효율을 향상시키고 절삭 과정에서의 블레이드 측면 경질 박막이 절삭 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 $MoS_2$$WS_2$ 고체 윤활제를 각각 동일 분율 첨가한 후 PAPVD법으로 DLC 박막을 블레이드의 측면에 증착하였다. 실착 절삭 시험을 위해 마이크로 블레이드 시편을 제조하여 충분한 드레싱 과정 후 절삭 시험을 행하였으며 절삭 중 순간 소모 전력과 블레이드의 마모량을 비교 평가하였다. DLC 코팅은 절삭 중 측면에 안정적으로 존재하며 측면 지립의 돌출을 억제하고 마찰을 감소시켜 절삭 효율이 향상되었으며 결과적으로 수명이 증가하였다.

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액체 사염화탄소의 구조와 성질 (제1보) (Structure and Properties of Liquid Carbon Tetrachloride(Part I))

  • 백운기;장세헌
    • 대한화학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.30-32
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    • 1964
  • H. Eyring등의 액체의 구조에 관한 이론에 따라서 액체 사염화탄소의 partition function을 정하였다. 이 Partition function 에 쓰인 parameter $E_s,\;{\sigma},\;{\theta},\;V_s$ 등은 액체 안의 고체와 같은 분자의 고요한 값으로 새로운 방법$^{(4)}$으로 그 값들을 정하였다. 이렇게 정해진 Partition function을 써서 액체 사염화탄소의 몰부피, 증기압, 한계점, 증발엔트로피 및 표면장력 등을 계산하였다. 계산치와 실측치를 비교한 결과 몰부피와 증기압, 엔트로피의 값은 거의 일치하였다. 표면장력 또한 실험치와 좋은 일치를 보여주는 값을 얻었다.

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충돌분무에 의한 분열현상 (I) (A Breakup Mechanism of Liquid Impinging Jet (I))

  • 이충원;석명수;석지권
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.16-16
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    • 1998
  • 로켓의 추진제에는 고체 추진제와 액체 추진제를 사용하는 두 경우로 나눌 수 있는데, 액체 추진제를 사용하는 경우, 액체 연료와 액체 산화제를 다양한 방법으로 연소실내로 분사하게 된다. 이때 사용되는 injector들 중에 impingement type이 있다. 이 type은 injector의 가공이 비교적 용이하고, 혼합성능이 좋기 때문에 LOX/RP-1(Kerosin-based hydrocarbon fuel)을 사용하는 액체 로켓엔진에서 주로 사용되어 왔다. 두 액체 jet의 충돌에 의해 액막이 형성되는데, 이 액막은 가장자리로 갈수록 두께가 얇아지며 액막표면의 파는 충돌점으로부터 멀어질수록 그 진폭의 증가를 이루어 액체의 표면장력과 관성력의 균형을 깨트리며, 이 순간 액막은 rim의 형태로 분열하여 결국에는 액적을 생성하게 된다. 현재까지의 연구내용은 충돌 jet의 형태 laminar jet과 turbulent jet으로 구분된 인젝트에 관해 연구되어왔고, 특히 국내에는 이러한 구분된 충돌 jet의 분열현상에 관한 연구결과가 미흡하다. 동일한 오르피스의 경우에도 laminar jet과 turbulent jet으로 구분되어 지며, 각각의 jet의 형태에 따라 생성되는 액막의 형상 또는 다르게 생성되어 진다. 그러므로 본 연구에서는 두 구분된 jet의 경우의 분열현상을 실험적으로 분석하였다.

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반응기판의 회전 속도에 따른 CVD 반응기 내의 유동 특성과 증착률에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Flow Characteristics in the CVD Reactor with Rotating Disk)

  • 백재상;부진효;한전건;김윤제
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.76-77
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    • 2007
  • 화학 기상 증착법 (Chemical Vapor Deposition)은 기체 원료의 화학반응을 이용하여 박막, 미립자, nano-tube등 고체 재료를 합성하는 증착 방법이며, 현재 공업적으로 확산되어 반도체 공정과 같은 박막제조에 이용되고 있다. 박막제조에 있어서 중요한 관심사인 기판의 증착률은 기판의 회전 속도에 의하여 영향 받을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 최적의 회전 속도를 찾아내기 위해 박막특성에 직접적으로 연관이 있는 CVD 반응기 내의 유동특성을 유한체적법 (Finite volume method)과 SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equation) 알고리즘을 사용하여 수치모사 하였고 기판에서 화학 반응을 계산하기 위해 Arrhenius 모델을 사용하였다.

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소수성 표면의 형상 변화를 통한 액적의 방빙 가시화 연구 (Droplet anti icing visualization research through hydrophobic variation of surface structure)

  • 최진욱;Wang Tao;김설하
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.7-14
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    • 2023
  • In this study, we investigated the freezing delay time on surfaces with different patterns under -30° conditions through visualization experiments. Among various pattern structures, we fabricated the shape and surface of liquid from the spacing using circular filaments and hole structures. Additionally, using a high-speed camera, we visualized the freezing scenes, enabling us to obtain freezing images and measure the freezing time of the liquid. For each structure, the contact angle and solid fraction of the surface varied. We observed that the freezing delay time was longest when the contact angle was largest and the solid fraction was smallest within the experimental results. We analyzed the variation in anti-icing time using the heat exchange equation between the patterned surface and the liquid.