• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2021

Cu 배선(interconnect) 적용을 위한 다층박막의 적층 구조에 따른 최적 계면접착에너지(interfacial adhesion energy, Gc) 평가방법을 도출하기 위해, Ta, Cu 및 tetraethyl orthosilicate(TEOS-SiO2) 박막 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam(DCB) 및 4-점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험법을 통해 비교 평가하였다. 평가결과, Ta확산방지층이 적용된 시편(Cu/Ta, Cu/Ta/TEOS-SiO2)에서는 두 가지 평가방법 모두 반도체 전/후 공정에서 박리가 발생하지 않는 산업체 통용 기준인 5 J/㎡ 보다 높게 측정되었다. Ta/Cu 시편의 경우 DCB 시험에서만 5 J/㎡ 보다 낮게 측정되었다. 또한, DCB시험 보다 4-PB시험으로 측정된 Gc가 더 높았다. 이는 계면파괴역학 이론에 따라 이종재료의 계면균열 선단에서 위상각의 증가로 인한 계면 거칠기 및 소성변형에 의한 에너지 손실이 증가 하는것에 기인한다. 4-PB시험결과, Ta/Cu 및 Cu/Ta계면은 5 J/㎡ 이상의 높은 계면접착에너지를 보이므로, 계면접착에너지 관점에서는 Ta는 Cu배선의 확산방지층(diffusion barrier layer) 및 피복층(capping layer)으로 적용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 배선 집적공정 및 소자의 사용환경에서 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 및 화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing)에 의한 박리는 전단응력이 포함된 혼합모드의 영향이 크므로 4-PB 시험으로 측정된 Gc와 연관성이 더 클 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권5호
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• pp.381-388
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• 1998

비파괴검사법으로 잘 알려진 초음파법은 실제 현장적용에서 재료열화 손상을 평가하는데 주로 사용되고 있다. 그런데, 이 방법은 단지 튜브에 발생하는 균열의 크기와 두께 손실을 측정하는데 국한되어 사용되었다. 따라서 본 연구는 침탄열화된 재료의 손상평가에 초음파기술의 적용성을 조사하고, 초음파 특징과 침탄열화도 사이의 상호관계를 규명하는데 있다. 본 시편은 석유화학공장의 열분해관으로 널리 사용되는 재료인 HK-40 (25Cr-20Ni-0.4C) 주조관을 선택하여 침탄처리후 최소화된 시편크기 $40{\times}20{\times}6.3mm$로 제작하였다. 침탄처리는 $1200^{\circ}C$에서 고체침탄법을 적용하였다. 마이크로 비커스 경도시험에서 경도치는 탄화 석출물에 의해 표면에서 크게 증가하였다. 초음파 시험에서 종파속도는 침탄 깊이의 증가에 따라 증가하였으며, 비침탄제와 336 시간 침탄된 시편의 평균속도는 5MHz에서 각각 5,755 m/s, 5,840 m/s 값을 나타내고 있다. 이러한 연구결과를 바탕으로, 초음파 속도변화 특성을 이용한 침탄열화도 평가에 매우 유용한 방법으로 활용할 수 있을 것이다.

• 보존과학회지
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• 제26권1호
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• pp.33-41
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• 2010

행정박물이란 공공업무의 활동을 반영하는 유형적 증거물로서 행정적 역사적 상징적 문화적 예술적 가치를 지니는 형상기록물이며 세계 여러 나라에서 제작되어 재질과 제작기법이 다양하지만, 재질조사 및 보존관리 시스템이 확립되지 않아 효율적인 보존관리의 어려움이 많다. 그러므로 본 연구에서는 금속류 행정박물에 대한 재질조사와 상태점검을 통하여 효율적인 보존관리를 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 금속류 행정박물 중 상태점검 및 재질 분류는 공직자 선물 가운데 변색, 산화, 결손 및 균열이 기록된 12점을 선별하여 조사하였다. 행정박물의 전반적인 상태를 점검하기 위해 국내 박물관, 미술관 및 일본민족학박물관에서 사용하는 상태점검카드를 수집 정리하여 새로운 점검카드를 작성 후 금속류 행정박물을 점검하였다. X-ray를 통해 행정박물의 제작기법과 소재간의 결합방법, 구조상 취약부분에 대하여 조사하였으며 P-XRF를 사용하여 행정박물의 재질 분석을 시도하여 각 재질별 분류를 실시하였다. 점검결과 행정박물의 외형적 특성과 손상부분에 대한 점검이 가능하고 구조적으로 취약한 부분을 관찰 할 수 있었다. 또한 P-XRF 측정을 통하여 재질이 미상으로 기록된 행정박물의 재질을 밝혀내었고 기록카드에 기재된 재질과 다른 재질을 찾아낼 수 있었다. 행정박물의 상태점검 및 손상정도, 재질별 분류 방법은 향후 보존관리를 위한 자료로써 활용이 가능하며 재질에 따른 훼손 방지 및 관리를 위한 보존관리지침 수립 등 장기보존을 위한 기초자료로서도 활용이 가능한 것으로 보인다.

• 보존과학회지
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• 제35권5호
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• pp.480-493
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• 2019

본 논문은 단청 포수 방법 중, 아교수와 교반수처리 방법에 대해 내후성 평가를 하여, 단청의 보존성 향상에 미치는 영향을 분석하였다. 시편은 아교수와 교반수(아교 건조중량의 명반 2%, 5%, 7%)의 점도와 pH 측정을 진행하였으며, 포수층 없음, 아교수 포수층, 교반수 포수층 등 3유형으로 분류 후, 각 저농도(2% 4회), 고농도(10% 1회)로 구분하였다. 이후 바탕층 형성유무에 따라 2차 분류 하여 뇌록·석간주·장단 3종의 가칠 안료를 채색하였다. 완성된 시편은 내후성 평가를 위해 환경변화실험을 진행하였으며, 실험 전·후 표면관찰, 색차변화 등을 분석하였다. 연구결과, 명반 5% 교반수(pH 평균 4.5)와 명반 7% 교반수(pH 평균 4.7)는 강산성에 근접하여 향후 단청의 보존에 영향을 미칠 수 있으며, 명반 7%의 높은 점도는 포수층을 견고하게 만들기 어려울 것으로 판단된다. 또한 자외선 조사 후, 명반 7% 시편에서 황변화가 가장 확연하게 나타났으며 흡습·건조 후, 시편 전체 표면에서 균열이 발견되어 물리적 변화를 확인하였다. 가스부식은 타 실험과 비교 시 색상과 표면상태 변화의 확인이 어려웠다. 결과적으로, 안정적인 포수층의 형성은 중성에 가까운 저농도 아교수와, 명반 2%의 교반수가 적합할 것이며, 명반 2% 교반수의 적용은 단청의 보존에 긍정적일 것으로 파악된다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.58-66
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• 1990

기계적 체결방법은 분해 및 조립이 용이하고 본드접착에 의한 결합보다 신뢰도가 높은 장점이 있으나 원공으로 인한 높은 응력집중을 초래하고 국부적으로 집중된 응력 재분포의 메카니즘이 등방성 재료와는 달리 매우 복잡하고 실적 데이타 및 실험자료가 거의 없어, 복합재료구조물의 결합방법으로 많은 연구 검토를 필요로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 시편은 $[0^{\circ}/45^{\circ}90^{\circ}/-45^{\circ}]_s$ 적층판으로 W(시편의 폭)/d(핀의 직경) 및 L(edge의 거리)/d를 변화시키면서 실험을 수행하여 기하학적 형상 및 적층강도 변화에 따른 파손강도 및 파손양상을 측정하여 그 결과를 이론해석 값과 비교하였다. 실험결과에 따라 최적기법으로 만든 새로운 변수 $\alpha,\;\beta,\;\gamma$를 재료상수로 취급하여 W/d및 L/d와 체결강도와의 관계식을 이용하면, 동일한 재료로 제작한 적층판의 체결강도를 8%이내의 오차로 예측 가능하다. 초음파 탐상법(Ultrasonic C-scanning)으로는 손상영역 탐색 및 손상영역 확대과정을 파악하고, X-ray로는 몇 단계 하중상태에서 손상부를 촬영하였고, SEM(Scanning electron microscopes)을 이용 원공주위 파손부의 균열의 진전상태를 미시적으로 관찰하였다. 파손강도 및 파손양상에 대한 실험결과와 FEM이론해석 모델에 예측한 값과의 차이는 $L/D=2{\sim}3$인 경우를 제외하고는 대부분 일치하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.29-37
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• 2021

3 차원 패키징을 위한 저온 Cu-Cu직접 접합부의 계면접착에너지를 향상시키기 위해 Cu박막 표면에 대한 Ar/N₂ 2단계 플라즈마 처리 전, 후 Cu표면 및 접합계면에 대한 화학결합을 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 정량화한 결과, 2단계 플라즈마 처리로 인해 Cu표면에 Cu₄N이 형성되어 Cu산화를 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 2단계 플라즈마 처리하지 않은 Cu-Cu시편은 표면 산화막의 영향으로 접합이 제대로 되지 않았으나 2단계 플라즈마 처리한 시편은 효과적인 표면 산화방지효과로 인해 양호한 Cu-Cu접합을 형성하였다. Cu-Cu직접접합 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam 시험방법 및 4점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험방법을 통해 비교한 결과, 각각 1.63±0.24, 2.33±0.67 J/m²으로 4-PB 시험의 계면접착에너지가 더 크게 측정되었다. 이는 계면파괴역학의 위상각(phase angle)에 따른 계면접착에너지 증가 거동으로 설명할 수 있는데 즉, 4-PB의 계면균열선단 전단응력성분 증가로 인한 계면거칠기의 효과에 기인한 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.631-640
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• 2022

최근 국내외 건설 현장에서 불법 가수 및 품질관리 미흡으로 인한 건설재해가 발생되고 있다. 본 연구에서는 현장타설 구조체 콘크리트의 품질관리 상태 및 시공단계에서의 임의가수량 판정을 위한 기준점으로 활용하기 위해, ASTM C 642에서 제안한 공극률 시험방법을 도입하고자 하였다. 이를 위해 코어링 대상의 모사 구조체 콘크리트를 타설하고, 같은 배합을 가지는 콘크리트 원주형 공시체를 함께 제작하여, 코어링 도중 발생한 공극률의 증가 수준에 대한 기초자료를 확보하고자 하였다. 압축강도 및 탄성계수는 코어링을 진행한 시편에서 낮게 나타났는데, 이는 코어링 도중 발생한 미세균열의 영향으로 판단된다. 공극률 측정 결과 각 시편간의 데이터 편차는 1% 미만으로 매우 정확한 값을 도출하였으며, 원주형 공시체와 코어링된 공시체 사이의 공극률 차이는 최대 1.69%로 확인되었다. 이 값을 보정치로 활용하면, 현장 콘크리트와 원주형 콘크리트 사이의 실공극률 추산이 가능하며, 이의 상호 비교를 통해 현장 구조체 콘크리트의 품질관리 상태 및 임의가수량의 판단이 가능할 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4602-4609
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• 2013

온도차가 극심한 하절기와 동절기 콘크리트 타설의 경우 각종 균열의 발생, 콘크리트 품질불량, 내구성 및 강도저하 등 다양한 문제를 야기 시키고 있다. 특히 원전콘크리트의 경우 대량의 타설로 인한 4계절 연속시공이 이루어져 서중환경에서 콘크리트 품질관리에 많은 문제점이 발생되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 서중환경에서 많이 사용되어지는 프리쿨링 공법 중 배합수 냉각방법과 지연제 사용이 원전콘크리트의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 배합수 냉각방법은 냉수 $5^{\circ}C$와 Ice Flake 50% 치환사용 하였으며, 지연제 사용에 따른 원전콘크리트의 굳지 않은 콘크리트 및 경화 후 콘크리트의 특성을 검토하였다. 굳지 않은 콘크리트 특성으로는 슬럼프, 공기량, 응결시간 및 경화 후 압축강도를 측정하였으며, 단열거푸집을 제작하여 손실되는 열을 최소화시켜 각 온도조건하에서 수화열을 측정하였다. 실험결과, 슬럼프 및 공기량 경시변화 종료시간은 $20^{\circ}C$에서 120분, $40^{\circ}C$에서 40분으로 나타났으며, 관입 저항에 의한 응결시간은 배합수 냉각방법 및 지연제 사용 모두 초결과 종결을 지연시키는 것으로 나타났으나, 외기온도가 상승할수록 지연폭은 감소하는 것으로 나타났다. 수화열은 배합수 냉각방법 모두 최고온도의 저감과 도달시간을 지연시키는 것으로 나타났으나, 지연제 사용의 경우 최고온도 저감효과는 없는 것으로 나타났다. 또한 재령별 압축강도의 경우 3일, 7일의 초기재령에서 Plain과 비교하여 낮은 강도 값을 나타내었으나, 재령 28일에서는 설계기준강도를 모두 만족시키는 것으로 나타났다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제30권3호
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• pp.375-381
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• 2005

기존의 치과용 핸드피스를 대체할 수 있는 효과적인 치아 삭제 방법인 Er:YAG 레이저를 이용하여 보다 효과적으로 치아를 삭제하기 위해 여러 가지 변수들, 즉 펄스에너지, 조사반복율 및 레이저 조사 동안의 물분사량에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 특히 이 중에서도 물분사량은 삭제 효율이 높이면서 치수를 보호할 수 있는 중요한 요소로 여겨지고 있다. 레이저 조사 동안 분사되는 물의 양이 적으면 치아에 균열이나 탄화를 유발하고 치수손상을 야기할 수 있는 위험이 있는 반면, 물의 양이 지나치게 많으면 삭제효율이 저하되고 레이저 시술동안 치과의사의 시야확보를 방해할 수 있으므로, 조사조건에 따른 가장 적절한 물 분사량을 결정하는 것이 아주 중요하다. 본 연구에서는 특정조사조건에서 치아법랑질 삭제에 가장 효과적인 물분사량을 결정하고, 그 물분사량을 적용하였을 때 치수내에서 발생하는 온도변화를 측정하여 안전성 여부를 함께 평가하고자 하였다. 발거된 건전치아를 표본으로 하여, 20 Hz의 조사반복율, 200 mJ 및 300 mJ의 펄스에너지의 조사조건에서 1.6, 3.0, 5.0, 7.0, 10.0 ml/min의 서로 다른 물분사량을 적용하여 치아삭제 효과를 평가하였다. 이때 레이저 조사시간은 3초로 고정하였다. 삭제효율은 조사 전후의 치아무게를 측정하여 그 차이로 결정하였으며 온도측정을 위해서는 별도의 치아를 준비하여 온도측정장치를 조사측과 반대측의 치수벽에 위치하여 레이저조사 동안의 온도변화를 추적하였다. 실험결과, 200 mJ과 300 mJ 모두에서 1.6 ml/min의 가장 적은 물분사량이 치아삭제효율이 가장 좋았다. 또한 이 조건에서의 온도변화를 측정한 경우에도 치수손상을 일으키지 않을 정도의 미미한 온도상승만을 보여주었다. ANOVA 분석의 결과 조사부위(조사측과 비조사 반대측)에 따른 유의한 차이가 나타났으나(p<0.05), 펄스에너지에 따라 각각 비교하였을 때는 유의한 차이를 보여주지 않았다. 그러므로 본 실험의 결과에 따르면, 1.6 ml/min의 비교적 적은 양의 물을 레이저 조사시에 함께 분사해 준다면 200$\sim$300 mJ의 펄스에너지, 20 Hz의 조사반복율, 3초의 레이저조사시간이라는 조건에서는 치수손상을 일으키지 않는 안전한 범위에서 가장 효과적으로 치아를 삭제할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.265-271
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• 2021

수목의 내부 부후의 양상은 많은 원인에 의존한다. 이런 다양한 부후의 원인은 일반적인 방법으로는 탐지가 어렵기 때문에 장기간 부후 상태를 확인할 수 없다면 부후 부위의 확대로 인해 수목의 심각한 피해가 발생할 수 있다. 수목 단층 영상을 획득하는 방식은 센서를 고무망치로 두드려 수목을 통과하는 임펄스가 생성되어 이동하는 속도를 기록한다. 본 논문에서는 물리적 손상에 의한 균열, 공동, 부후를 측정할 수 있도록 Arbotom에서 획득한 수목 단면 영상을 이용하여 수목의 내부 상태를 알 수 있는 3D 뷰어를 개발하여 수목 내부의 부후가 진행된 정도를 파악하고 이를 바탕으로 수목의 외과적 수술이 필요한 경우 참고할 수 있는 데이터를 제시하고자 하였다. 수목의 단층 영상을 획득하기 위해 세 그루의 양버즘 나무와 단풍 나무에 6개의 센서를 부착하여 1m 길이의 나무를 Arbotom 프로그램을 이용하여 측정하였으며 MATLAB을 이용하여 제작한 3D Viewer를 통하여 3D 영상을 구현하였다. 단순히 영상의 획득 뿐만 아니라 수목의 단면 길이와 부피를 측정하였으며 실제로 제작한 3D Viewer에서 단풍 나무의 부후가 발생된 부분 길이는 33.12 cm, 양버즘 나무의 부후는 21.41 cm로 측정되었으며 단풍 나무의 부후의 부피는 78.832 ㎤로 측정되었다. Arbotom의 단면 영상과 3D 영상을 비교한 결과 수목의 실제 양상과 같은 결과를 획득하였기 때문에 제작된 소프트웨어 신뢰성 또한 확보된 것으로 판단할 수 있으며 제작된 Viewer를 통하여 외과적 수목 수술에 적용할 데이터를 제공해 수목의 피해를 최소화 할 것으로 사료된다.