• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.267-272
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• 2011

본 연구는 $SiO_2$ 나노 콜로이드 첨가량에 따르는 $Si_3N_4$ 세라믹스의 마멸 특성을 평가하였다. 시험 편은 35 MPa, 2123 K의 질소 가스 분위기 1시간동안 소결하였다. 마멸 시험은 링 블록 시험기를 사용 하였으며, 시험 조건은 직경 35 mm인 링의 회전속도50 rpm, 하중 9.8 N, 실험중의 대기 온도 293 K이 었다. 세라믹스의 마멸계수는 약 1.0, 마멸손실은 약 0.02 mm이었다. 본 연구에 사용된 시험편 중에서 1.3 wt% $SiO_2$ 나노 콜로이드가 첨가된 시험편은 가장 낮은 마멸계수와 마멸 손실을 나타내어, 최상의 마멸 저항성을 나타내었다. 이것은 가장 높은 비커스 경도와 굽힘 강도를 나타내었다. 마멸계수는 경도 와 굽힘 강도에 역비례 관계를 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권2호
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• pp.39-44
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• 2020

최근 웨어러블 장치에 적용하기 위한 유연성 기판에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 유연성 기판 중 의복에 웨어러블 장치를 적용하기 위한 전도성 섬유기판에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는, 면섬유 기판 표면에 CNT와 Pd복합 용액을 스프레이 법을 이용하여 형성하였고, 무전해 도금법을 이용하여 금속층을 도금하였다. 도금된 섬유기판의 형상을 분석하기 위하여 SEM 장비를 이용하였고, CNT를 증착한 섬유기판의 표면에 Ni 레이어가 형성된 것을 확인하였다. EDS 분석을 통하여 섬유기판의 표면에 형성된 물질이 Ni임을 알 수 있었다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 4-point probe로 무전해 도금을 진행한 섬유기판의 표면저항 및 저항 분포를 확인하기 위한 맵핑을 진행하였다. 무전해 도금의 진행 시간이 길어질수록 전도성이 향상되었음을 확인할 수 있었고, 표면 위치 별 저항의 분포가 균일함을 알 수 있었다. 인장력, 굽힘, 뒤틀림 시험을 통하여 기계적 스트레스로 인한 저항변화를 측정하였다. 그 결과 도금 시간이 길어질수록 유연성 기판의 저항변화가 점점 사라지는 것을 확인하였다. UTM(Universal testing machine)을 이용하여 도금시간 변화에 대한 무전해 도금 기판의 기계적 특성 향상 여부에 대하여 분석하였다. 인장강도는 무전해 도금을 2 시간 동안 진행한 전도성 섬유기판의 경우, 면섬유 기판보다 약 16 MPa 증가하였다. 이러한 결과들을 토대로 Ni-CNT-Fabric 유연기판은 의류 일체형 전도성 기판으로 이용되기에 충분함을 확인하였고, 이러한 연구 결과는 유연기판, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라 유연성이 필요한 배터리, 촉매, 태양전지 등에 적용되어 발전에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.347-351
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• 2004

[ $Si_3N_4$ ] composites have been extensively studied for engineering ceramics, because it has excellent room and high temperature strength, wear resistance properties, good resistance to oxidation, and good thermal and chemical stability. In the present work, carbon short fiber reinforced $Si_3N_4$ ceramics were fabricated by hot press method in $N_2$ atmosphere at $1800^{\circ}C$ using $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$ as sintering additives. Content of carbon short fiber was $0\%,\;0.1\%\;and\;0.3\%$. The composites were evaluated in terms of density, flexural strength and elastic modulus through the 3-point bending test at room temperature. Also, The wear behavior was determined by the pin on disk wear tester using silicon nitride ball. Experimental density and flexural strength decreased with increasing content of carbon fiber. But specific modulus increased with increasing content of carbon fiber. In addition, friction coefficient and specific wear loss decreased with increasing content of carbon short fiber by reason of interfacial defects between matrix and fiber.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.64-64
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• 2008

연속공정이 가능한 Roll to Roll sputter system을 이용하여 플렉시블 indium tin oxide(ITO) 투명전극을 PET(polyethlyene terephthalate) 기판위에 성막하였다. 연속 성막공정을 위해 Roll to Roll sputter system에서의 unwinder roller와 rewinder roller를 이용한 servomotor의 rolling으로 기판의 움직임이 완벽히 제어되었으며, 외부 응력으로 부터의 안정성 및 성막 공정 시의 PET 기판의 열적 변형을 최소화하기 위한 접촉식 냉각방식의 cooling system을 main drum으로 사용하였다. 또한 고분자 기판과 투명전극 사이의 adhesion을 향상시키기 위한 전처리 공정으로 gridless linear ion beam source를 pretreatment system으로 구축하였다. 이렇게 제작된 Roll to Roll sputter system을 이용하여 PET 기판위에 연속공정을 통해 ITO 투명전극을 성막하였다. 성막된 플렉시블 ITO/PET 투명전극은 XRD, HREM, SEM 분석을 통하여 main drum의 cooling에 의해 완전한 비정질 구조를 나타내었음을 확인할 수 있었으며, 비록 Roll to Roll sputter system을 통하여 상온에서 성막 되었음에도 불구하고 최적화 된 조건에서 가시광선 영역 83.46 %의 높은 광투과도 값과 47.4 Ohm/square의 비교적 낮은 먼저항 값을 얻을 수 있었다. 또한 Bending test 결과를 통하여 ion source의 전처리 공정으로 굽힘/평의 반복적 응력에 따른 전기적 특성 열화를 최소화 할 수 있음을 보였다. 최적화된 플렉시블 투명전극을 이용하여 P3HT:PCBM 기반의 플렉시블 유기태양전지를 제작하였으며, 제작된 유기태양전지로부터 1.88%의 power conversion efficiency (PCE)을 확보함으로써 플렉시블 유기태양전지 제작을 위한 ITO/PET 투명전극 성막 공법으로써 Roll to Roll sputter system의 적용가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권8호
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• pp.693-701
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• 2016

본 논문에서는 파괴역학적 방법으로 노치 결함을 평가해 보았다. 인장 하중과 굽힘하중이 작용하는 중앙 균열, 모서리 균열 평판 구조물을 바탕으로 노치 크기를 달리하며 한계하중 및 에너지해방률을 유한요소 해석의 J-적분으로 도출하였다. 노치의 반경이 커짐에 따라 한계하중은 큰 변화가 없었으며, 에너지해방률는 커지는 양상을 보였다. 노치 반경에 따른 재료 파괴인성($J_{IC}$)측정을 위해 실험을 대신한 유한요소 연성파손 모사기법을 사용하였다. 그 결과 노치 크기 증가에 따른 에너지해방률 증가량 대비 파괴인성($J_{IC}$) 증가량이 더욱 큰 양상을 보였다. 이런 결과를 통해 노치 반경이 커질수록 균열 진전에 대한 저항성이 커진다는 사실을 알 수 있었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.404-407
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• 2017

에어로졸 증착 공정을 이용하여 ZnO, AZO 및 ITO 막을 증착하고 코팅막의 미세구조, 광학적 및 전기적 특성을 연구하였다. 상온에서 PET 기판 위에 약 400 nm의 두께를 가지는 ZnO, AZO 및 ITO 막을 성공적으로 제조할 수 있었으며 캐리어 가스 유량이 증가하면서 ZnO, AZO 및 ITO 막의 광학적 특성 및 전기적 특성이 향상되었다. 기계적인 유연 내구성 시험에 있어 ZnO 막은 5,000회의 굽힘에도 파괴가 발생하지 않은 반면 AZO 및 ITO 막은 5000회 굽힘 시험 후 막의 파괴가 발생하고 투과도 및 저항의 성능이 저하되었다. 결론적으로 AZO 및 ITO 막의 성능은 ZnO 막에 비하여 약간 열세이나, 입자크기 제어 및 공정 최적화를 통해 성능을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제24권4호
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• pp.10-17
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• 2020

신뢰도 기반 평가법은 천연가스배관의 기하학적 형상 변화, 기계적 특성, 하중변화 및 운영조건을 평가 인자로 사용하여 천연가스배관의 건전성 평가 관리의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 구조신뢰성 평가 시 배관의 파손확률은 외부하중에 대한 배관재료의 저항성과의 관계에 의해 평가된다. COMREL 프로그램을 사용하여 내압, 열응력 및 굽힘응력과 같은 복합응력에 의한 천연가스배관의 파손확률을 평가했다. 천연가스배관의 파손확률 평가 시 매설깊이는 1.5~30m, 차량바퀴하중은 2.5~20톤, 온도차는 45℃, 운전압력은 6.86MPa 그리고 토양밀도는 1.8kN/㎥를 사용하였다. 천연가스배관의 파손확률은 Von-Mises 응력 기준에 의해 복합응력 하의 최대허용응력 기준으로 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.23-34
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• 2020

This paper covers the development of prediction techniques for ice load on ice-breakers operating in continuous ice-breaking under level ice conditions using particle-based continuum mechanics. Ice is assumed to be a linear elastic material until the fracture occurs. The maximum normal stress theory is used for the criterion of fracture. The location of the crack can be expressed using a local scalar function consisting of the gradient of the first principal stress and the corresponding eigen-vector. This expression is used to determine the relative position of particle pair to the new crack. The Hertz contact model is introduced to consider the collisions between ice fragments and the collisions between hull and ice fragments. In order to verify the developed technique, the simulation results for the three-point bending problems of ice-specimen and the continuous ice-breaking problem around a wedge-type model ship with bow angle of 20° are compared with the experimental results carrying out at Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO).

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권4호
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• pp.21-27
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• 2022

저렴한 전도성 흑연을 인쇄전자 공법으로 유연 압력 센서를 개발하였다. 유연 압력 센서는 의료, 게임, AI 등 미래 산업에 활용될 소재로 각광받고 있다. 유연 압력 센서용 인쇄전극을 다양한 전기-기계적 특성을 평가한 결과 최대인장률 20%, 30°의 인장/굽힘, 간이 맥박 시험에서 일정한 저항 변화율을 보였다. 이렇게 검증이 완료된 전극을 시뮬레이션하여 더 적합한 matrix 패턴을 설계하였다. Serpentine 패턴을 활용하여 matrix 패턴 제작과 인캡슐레이션을 동시에 진행할 수 있는 공정을 활용하였다. 인쇄된 흑연 전극의 한쪽 면에 접착력 증가를 위한 O₂ 플라즈마 표면처리하고, 90°회전시켜, 라미네이션 공정을 통해 2개의 전극을 하나로 제작하였다. 이렇게 제작된 matrix 패턴을 인체의 손목 맥박 위치에 부착하여 실측을 진행한 결과 남녀 상관없이 일정한 저항 변화율을 보였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-34
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• 2024

전류가 전도체를 통과할 때 발생하는 줄 열을 이용한 발열체는 자동차 창유리, 고속열차 창유리 및 태양전지와 같은 다양한 산업 분야에서 수분 제거 등을 위해 널리 연구되고 개발되고 있고, 최근에는 기계적 변형 조건 하에서도 안정적인 가열을 유지할 수 있는 유연 발열체를 개발하기 위하여 여러 나노 구조의 발열체를 이용한 연구가 활발하게 진행중이다. 본 연구에서는 유연성이 우수한 폴리우레탄을 기판으로 선정하고 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 낮은 전기비저항(1.6 μΩ-cm)을 가지는 은 (Ag) 박막을 형성하여 발열층으로 이용한 연구를 진행하였다. 2D 박막구조에서의 전면발열에 의하여 열응답속도가 매우 높아 목표 온도의 95%까지 20초 이내에 도달하였으며 우수한 발열재현성을 보여주었다. 또한 기계적 변형이 가해지는 환경에서도 우수한 발열특성이 유지되었으며 반복적인 굽힘 테스트 (10,000회, 곡률반경 5 mm 기준)에서도 3% 이내의 전기저항 증가만이 발생할 정도로 우수한 유연성을 보유하여, 폴리우레탄/은 구조의 면상발열체는 굴곡진 형태를 가진 다양한 기기에서부터 인체분위와 같이 다양한 응력이 가해지는 환경에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 면상발열체로의 적용이 매우 유망하다는 것을 보여준다. 또한 증착된 은 박막 발열 층 구조는 다양한 목적을 위한 기능을 추가하여 다양한 분야에서 사용할 수 있는 플렉서블/웨어러블 발열체로서의 적용 가능성을 보여줍니다.