• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.781-783
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• 2010

전북대학교 고온 플라즈마 응용 연구 센터 구축사업단은 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업을 통하여 고부가가치 재료 연구 및 시험생산이 가능한 소재공정용 60kW 와 200kW ICP(RF) 플라즈마 발생장치를 구축하고 있다. 나노분말소재의 합성과 플라즈마 용사 코팅이 가능한 대형 ICP(RF) 플라즈마 장치 구축을 통하여 차세대 전자 부품 소재의 개발 및 고온 플라즈마 기술의 산업화에 이바지 하고자 한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.38.2-38.2
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• 2009

마이크로노즐은 우주공간에서 인공위성의 자세를 바로잡는 데 필요한 마이크로 로켓에 들어가는 필수적인 부품이다. 마이크로 노즐은 또한 나노입자 적층 시스템(nano-particle deposition system, NPDS)에 들어갈 수 있다. NPDS는 세라믹 또는 금속 나노분말 입자를 노즐을 통해 초음속으로 가속시킨 뒤 상온에서 이를 기판에 적층시키는 새로운 시스템이다. 본 연구의 목표는 NPDS에 쓰이는 노즐을 일반적인 반도체 공정을 이용하여 마이크론 스케일의 목을 갖도록 한 마이크로노즐을 제작하는 데 있다. 보쉬 공정은 이러한 마이크로노즐을 제작하는데 필수적인 공정으로, 유도결합플라즈마를 이용해 실리콘 웨이퍼를 식각시키는 기술을 말한다. 보쉬 공정에 사용되는 플라즈마 기체는 $SF_6$와 $C_4F_8$인데, 이 두 가지 기체를 번갈아가면서 사용하여 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각하는 것이 그 특징이다. 보쉬 공정에는 다양한 변수가 존재하며 이를 적절히 통제하면 마이크로노즐에 적합한 프로파일을 실리콘 웨이퍼 내에 형성시킬 수 있다. 본 연구에서는 보쉬 공정을 이용하여 3차원 마이크로 노즐을 제작하였다. 기존에 반응성이온식각(deep reactive ion etching, DRIE) 공정을 통해 마이크로노즐을 제작한 사례가 많이 보고되었지만 이들은 모두 2차원적으로 마이크로노즐을 제작하였다. 2차원적으로 제작한 마이크로노즐은 마이크로 로켓에 주로 사용되었지만, 초음속으로 가속된 분말이 노즐의 형상으로 인한 유체 흐름의 불안정성 때문에 NPDS에서는 오래도록 사용할 수 없다는 문제점이 있다. 그러므로 본 연구에서는 마이크로노즐을 3차원 형상으로 제작함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.220-223
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• 2005

The rapid prototyping (RP) technology has been advanced for various applications such as verification of design, functional test. However, many RP machines still have low accuracy and limitation of applications for various materials. In this research, a hybrid RP system was developed to improve precision of micro parts. This hybrid system consists of deposition and material removal process by mechanical micro machining to fabricate nano composites using photo-curable polymer resin with various nano particles. In this work, using hybrid RP process with Multi-Walled Carbon Nano Tube (MWCNT) and hydroxyapatite, micro parts were fabricated. The precision of parts was evaluated based on the original CAD design, and to see the effect of nano particles on mechanical properties, tensile strength was measured. From the results of experiments, it was confirmed that the part made by hybrid process had higher precision, and the addition of nano particles improved mechanical properties.

• 한국광학회지
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• 제32권6호
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• pp.266-275
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• 2021

본 논문은 Korsch 망원경의 열분석을 통한 광학계 성능 평가 방법 및 비열화 구조를 연구하였다. 비대칭성의 복잡한 구조를 가진 광학계의 경우, 광학 설계 소프트웨어에 열팽창 계수를 적용하여 인공위성 구조를 구현하는데 한계가 있어 온도 변화에 대한 광학계 성능 평가가 이루어지기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계 설계 소프트웨어를 이용하여 온도에 따라 광학계에 영향을 주는 모든 구조체에 길이 변화를 구현하였고, 온도 변화에 대한 광학 부품 사이의 거리 변화량을 정리하였다. 또한 광학 설계 소프트웨어를 이용하여 온도 변화에 대한 광학 부품의 형상 및 두께 변화량을 정리하였다. 두 소프트웨어에서 도출한 모든 변화량을 광학 소프트웨어에 적용하여 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 공간 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수(MTF)가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 25% 이상 유지되는 것을 확인하였다. 또한 광학계 성능 변화에 가장 영향을 많이 주는 구조체를 찾아, 영향을 줄이도록 비열화 구조를 도출하여 개선된 구조물을 적용한 광학계의 성능 평가를 진행하였다. 그 결과, 분해능 71.4 cycles/mm에 대한 변조전달함수가 9 ℃에서 33 ℃까지의 범위에서 67% 이상 유지되는 것을 확인하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제44권1호
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• pp.9-15
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• 2024

본 연구에서는 망간강을 소재로 하는 부품의 수명향상을 위해 망간강에 Ti의 첨가량을 변화하여 망간강을 주조하였으며, 주조한 소재의 특성을 확인하기 위하여 인장 및 표면 특성 그리고 베어링률 등 가공특성에 대해 조사하였다. 고망간강에 Ti 첨가 시 0.5%를 초과 시 결정립 미세화로 인한 합금의 강도가 향상되었으며 내부에 미세 탄화물이 형성시킴으로써 Mn만 첨가된 합금에 비해 표면의 마모에 대한 저항성을 높이는 결과를 나타냄을 확인하였다. 망간강에서 Ti의 함유량이 증가함으로 인해 인장강도가 증가함에는 큰 차이가 없었으나 마모성의 부분에서는 Ti이 Mn에 비해 마모성에는 미량이지만 더 큰 영향을 끼치며 Ti의 함량에 따라 탄화물의 크기 및 분포가 조대하고 균일하게 분포하였다. 망간강을 소재로 하는 부품의 수명향상을 위해 망간강에 Ti 첨가함으로써 강도 및 표면특성을 향상시킬수 있음을 확인하였다. Ti이 수지상정 결정립의 미세화로 인한 내마모성이 우수한 재질을 개발하는데 효과있음을 알 수 있었다. Ti가 첨가된 샘플에서 탄화물은 표면 거칠기에 대한 내성을 증가시키는 것으로 나타났으며 Mn강의 특성상 표면경화가 일어나기 시작하여 수명이 연장되는 것으로 보인다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.619-626
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• 2019

나노 공정기술을 이용한 반도체 및 회로기술의 발전은 의료용 삽입형 기기(MID)의 소형화, 감도, 수명, 신뢰성을 더욱 향상했지만, 최근 MID의 지속적인 동작을 위한 전원의 지속적인 제공 여부가 중요한 도전과제 중 하나이다. 이러한 이유로 신체 내에서 다양한 생체 역학 에너지를 활용하는 자체 전원 이식형 의료기기가 최근에 많이 연구되고 있다. 본 논문에서는 TENG를 이용한 자가발전을 통해 재충전이 가능한 심장박동기를 개발하였다. 그리고 우리는 대형동물의 동작에 따라 삽입된 심장박동기에 내장된 TENG의 발전을 검증하였다. 동물의 움직임으로부터 수집되는 전력은 2.47V로 심장박동기에 센싱을 위해 필요한 전압(1.35V)보다 높은 전원을 획득할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.124-129
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• 2015

$Al_2O_3$ 나노입자의 농도별로 전동식 압축기의 회전속도(rpm)의 변화에 따른 자동차용 증기압축 냉동사이클의 COP를 실험적으로 평가하고 나노입자를 적용하지 않은 기준 사이클의 COP와 비교하였다. 이를 위해 실제 하이브리드 자동차에서 쓰는 사이클 부품들을 이용하고 항온항습 챔버를 이용하지 않는 방식으로 장치를 설계 및 제작하였다. 별도의 전동식 인버터 압축기의 제어장치를 활용하여 1000rpm부터 500rpm 간격으로 4000rpm까지와 $Al_2O_3$ 나노입자를 질량비 기준으로 농도 0.05%, 0.1%, 0.2%와 0.5%의 범위에 대하여 실험을 수행하였다. 이를 통해 기준 사이클과 비교하면 기준 사이클의 일반적인 운전조건인 약 3000rpm에서 $Al_2O_3$ 나노유체를 적용하는 사이클의 COP는 질량 농도비 0.05%에서는 15.4% 정도, 농도비 0.1%, 0.2% 및 0.5%에서는 각각 9.4%, 13% 및 9.6%가 증가함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.11-18
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• 2021

나노버블수는 태양광 패널 청소, 도로의 염분 제거, 기계의 정밀 부품 청소 등 다양한 세척 공정에 사용된다. 해양쓰레기 세척 시스템의 전처리에 나노버블을 적용하면 높은 세척 효율과 물 절약이 가능하다. 본 연구에서는 나노버블수의 염분 제거율을 비교하기 위해 NaCl 200,000 mg/L 용액에 목재를 침적시켜 해양쓰레기를 제작하였다. 수돗물과 나노버블수를 이용하여 노즐 종류, 오리피스 직경, 펌프 회전수 및 세척 시간에 따른 목재 표면 염분농도를 비교하였다. 목재 표면 염분농도는 세척시간이 길어질수록 감소하였다. 하지만 물 사용량을 고려한 최적의 세척 시간은 5-10초 사이였다. 노즐의 오리피스 직경이 커질수록 분사압력은 낮아지며, 세척 후 목재 표면 염분농도는 높아졌다. 이는 노즐의 오리피스 직경이 세척 시스템에서 중요한 요인임을 나타낸다. 나노버블수를 이용한 세척 후 목재 표면 염분농도는 수돗물로 세척 후 목재 표면 염분농도에 비해 부채꼴형 노즐은 2.2 %, 원형 노즐은 30.9 % 낮았다. 또한, 나노버블수를 이용한 세척 실험에서 부채꼴형 노즐을 사용하여 세척하였을 때가 원형 노즐을 사용하였을 때보다 목재 표면 염분농도가 약 9.5 mg/L 낮았다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.564-569
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• 2010

박막 및 디스플레이 분야에서는 광학 부품소재의 우수한 광 투과성과 투명성을 요구하는 수요가 증가함에 따라 우수한 반사방지 특성의 부여에 대하여 관심이 집중되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 반사방지 기능을 부여하기 위하여 졸-겔법에 의한 수열합성법을 통하여 기저 물질 표면에 산화알루미늄을 나노 크기 꽃 형태의 프레임 구조를 가진 단일 산화물층을 형성시키고자 하였다. 코팅 층 시편의 특성은 UV-Vis 분광기, FT-IR 분광기, XRD 및 FE-SEM을 이용하여 분석하였다. 알루미나 졸이 코팅된 시편들의 모폴로지는 수열합성의 온도와 시간 및 초음파 제공에 의해 조절되도록 하였다. 꽃 형태의 나노 프레임 구조 형태로 구성된 코팅 층에서 높은 광투과율과 반사방지특성이 발현되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.281-281
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• 2011

산업 환경에서 친환경 및 에너지효율성을 중요한 조건이 되면서 고효율성 및 다기능을 가진 재료에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 특히 Al-Ti-N 코팅은 이미 경도 측면에서 우수 하여 고속 공구 부품에 널리 사용되고 있고 최근에 Al-TiN에서 Si 첨가는 40GPa이상의 고경도와 1000도 이상의 산화온도를 지닌 나노 혼합물 코팅을 형성 시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 Al-Ti에 Si, Cu, Cr 을 첨가하였을 때 코팅을 형성하였을 때 바뀌는 물성 변화을 확인하였다. 이러한 연구를 위해 Al-Ti 합금 조성 중 가장 우수한 것으로 알려진 60:40으로 타겟을 만들어 스퍼터 장비를 이용해 코팅을 형성하여 기초 실험을 진행하였다. 그 근거로 하여 3원계인 Si, Cu, Cr 을 첨가하여 각각의 단일 타겟으로 만들고 코팅을 형성하였다. 타겟과 코팅의 성분이 동일한지 확인하기 위해 EPMA분석을 하였고 그 결과 오차 범위 내에 동일한 것으로 확인하였다. 또 내산화성 테스트를 위해 400도에서 1000도로 가열된 대기 중에 코팅 층을 1시간씩 노출시키는 공정을 통해 확인하였고 내식성 테스트는 SUS 304계열 위에 코팅을 하여 Potentiodynamic polarization scan 장비로 비교해 보았다. 표면경도는 3원계 코팅인 경우 질소비율이 증가할수록 30GPa ~ 35GPa까지 증가하였고 XRD 분석 결과와 비교 시 (111), (200) peak가 명확할수록 경도 값이 높은 것으로 확인하였다. 마모테스트 결과 3원계인 코팅 층이 dry상태에서 감소하는 경향을 보였다. 특히 0,26까지 감소한 Si 을 첨가한 코팅 층은 H/E지수도 좋아 마모트랙의 길이도 짧아 우수한 것으로 알 수 있었다. 이런 결과에서 보듯 3원소 이상 첨가 시 특성변화가 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.