• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.108-108
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• 2017

다양한 생체 재료들을 이용한 마이크로 및 나노 크기의 표면 구조 모사는 조직공학에서 세포의 성장 및 분화에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히, 마이크로-나노 구조가 공존하는 계층적 표면 구조는 골 아세포의 증식과 분화에 탁월하여 뼈 조직 재생에 응용되어 왔다. 기존에는 화학적 처리 기법을 이용하여 마이크로 표면 구조가 제작 되었으나 미세 거칠기 및 계층적 표면 구조의 제어가 어려웠다. 현재 이러한 문제점들을 극복하기 위해 플라즈마를 이용한 애칭 기법이 주로 이용되고 있으나 높은 온도 공정 환경에 의한 재료 선택의 한계점 및 오랜 공정 시간에 의한 플라즈마 처리 효율이 감소되어 원하는 표면구조 및 거칠기를 얻을 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하기 위해 마이크로/나노 주조 기법 이용하여 생체적합성 합성고분자 poly(${\varepsilon}$-caprolactone) (PCL) 위에 연꽃잎 구조를 모사한 후 플라즈마 애칭 기법을 이용하여 마이크로-($3.01-3.07{\mu}m$)와 나노크기 ($97{\pm}16nm$)를 동시에 갖는 계층적 구조를 제작하였다. 제작된 구조의 효능을 관찰하기 위해 조골세포를 배양한 결과 평평한 PCL 구조보다 제작된 계층적 구조가 높은 세포성장률 (>2.9배)및 세포 분화도(>2.1배)를 보였다. 이러한 결과는 새로운 표면 공학적 모델로서 손상된 뼈 및 치아조직 재생을 위한 적합한 거칠기 및 표면적인 환경을 제공해 빠른 재생 능력과 더불어 치료기간의 단축을 가져 올 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.151-151
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• 2012

빗각 증착법(oblique angle deposition; OAD)을 이용하여 코팅된 알루미늄과 질화 티타늄 박막의 특성을 분석하였다. OAD는 기판과 증발원이 수평하게 위치하는 일반적인 코팅방법과 다르게 기판이 증발원과 수평하게 놓이지 않고 일정한 각으로 기울여 코팅하는 방법을 의미한다. 코팅 시 기판이 증발원과 수평하지 않으면 입사되는 증기가 일정한 각도를 유지하기 때문에 코팅되는 박막의 구조가 달라지고 이로 인해서 물리적 특성도 변하게 된다. 본 연구에서는 음극아크와 스퍼터링을 이용하여 각각 질화 티타늄과 알루미늄을 빗각으로 코팅하여 박막의 미세구조와 물성 변화를 관찰하였다. 스퍼터링을 이용하여 빗각 코팅된 알루미늄의 경우, 박막의 구조가 치밀해지고 표면 조도가 낮아지는 현상이 관찰되었다. 알루미늄 박막의 치밀도와 표면조도 향상은 가시광선 영역의 반사율을 높이는 효과가 있었다. 강판에 알루미늄을 코팅하여 염수분무를 실시한 결과, 치밀한 조직으로 인해서 내식성이 향상되는 결과를 보였다. 음극 아크를 이용하여 빗각 코팅된 질화 티타늄 박막에서 기판과 수직하지 않고 일정한 각도로 기울어진 주상 조직이 관찰되었다. 기판에 수직하게 성장된 질화 티타늄 박막과 비교하여 기울어진 주상 구조의 박막은 경도가 높아지는 특성 변화가 관찰되었다. 빗각 증착법을 이용하여 박막의 조직, 물성 등을 제어할 수 있었다. 박막에 다양한 기능을 부여하는 코팅방법으로 빗각 증착법이 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.10 no.9
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• pp.629-635
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• 2000

The texture evolution during isothermal forging and subsequent heat treatment in Ti-48.5at%Al-0.6at%Mo alloy was investigated. Especially, in the present study, research interest was focused on the interrelation between lamellar volume fraction and textures varied with the change of heat-treated time and temperature. It was found that texture components having ND┴{302) and TD$\perp${100} with minor TD$\perp${111} were developed by isothermal forging. In addition, when the followed heat-treatment time and temperature increased from $1330^{\circ}C$/10h to $1350^{\circ}C$/20h respectively, both the lamellar volume fraction and the intensity of textures mentioned above also gradually increased. However, the tensile elongation at room temperature decreased oppositely, as the lamellar volume fraction increased. These results suggested that tensile properties of $\gamma$-TiAl with the nearly lamellar microstructure at room temperature were affected more strongly by the microstructural features such as lamellar volume fraction rather than by textures.

• Clean Technology
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• v.23 no.3
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• pp.270-278
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• 2017

This study introduces a method to easily fabricate highly monodisperse pectin hydrogel microfibers in a microfluidic device by using partial gelation. The hydrodynamic parameters between the pectin aqueous solution and the calcium ions containing oil solution are precisely controlled to form a stable elongation flow of the pectin aqueous solution, and partial gelation of the pectin aqueous solution is performed by the chelating of the calcium ions at the interface between the two phases. The partially gelled pectin aqueous solution is phase-separated from the oil solution in an aqueous calcium chloride solution outside the microfluidic device and is completely gelled to produce monodisperse pectin hydrogel microfibers. The thickness of the pectin hydrogel microfiber is controlled in a reproducible manner by controlling the volumetric flow rate of the initially injected pectin aqueous solution. The pectin hydrogel microfibers were 200 to 500 micrometers in diameter and had a coefficient of variation below 5% under all thickness conditions, indicating that the pectin hydrogel microfibers produced by partial gelation are highly monodisperse. In addition, biomaterials can be immobilized to the pectin hydrogel microfibers produced by a single process, demonstrating the possibility that our pectin hydrogel microfiber can be used as carriers for biomaterials or tissue engineering.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.110-110
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• 2009

Aerosol deposition method(ADM)는 상온에서 에어로졸화된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정으로서, 다양한 재료의 코팅이 가능하고, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이한 특징을 갖는다. 본 연구에서는 ADM을 이용하여 큰 유전상수, 압전계수, 초전계수, 탄성계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 세라믹 층 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말을 첨가하여 후막 내부의 결정립의 크기가 20 nm 의 평균 결정립을 갖는 세라믹 후막에 비해 최대 10 배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전율 및 유전손실율의 전기적 특성 변화를 확인할 수 있었고, 이러한 물성변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 대한 다양한 분석이 이루어 졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 세라믹 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.311-311
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• 2010

Aerosol deposition method(ADM)은 상온에서 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있는 공정이다. 이러한 Aerosol deposition method의 장점은 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있고, 다양한 재료의 코팅이 가능하며, 코팅층의 조성 및 화학 양론비의 제어가 용이하다. 본 연구에서는 많은 장점을 가지고 있는 Aerosol deposition method를 이용하여 높은 유전상수, 압전계수, 초전계수를 갖는 $BaTiO_3$ 분말을 원료로 하여 압전소자, 커패시터, 고전압용 유전체 등에 응용이 가능한 유전체 형성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 $BaTiO_3$ 같은 강유전체 세라믹을 이용하여 여러 가지 소자를 제조하는 경우 소자의 미세조직에 따라 물성이 영향을 받는 것으로 확인되어져 있다. 이에 본 연구에서는 세라믹 분말보다 상대적으로 탄성이 큰 polymer 분말 중 높은 유전율을 갖고 압전특성이 있는 Polyvinyl difluoride(PVDF)를 선정하여 $BaTiO_3$ 분말에 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰고, 또한 금속 분말을 첨가하여 동시분사법을 사용해 복합체 후막을 성장시켰다. 성장된 복합체 후막은 유전율과 유전손실 그리고 leakage current, breakdown voltage, 미세구조 분석 등 다양한 분석이 이루어 졌으며, embedded capacitor 유전체 층으로 응용 가능성을 가늠하였고, 상온에서 제조된 유전체 층의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.13 no.4
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• pp.213-218
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• 2003

Fibrous monolithic control of$ Al_2$$O_3$ -$ZrO_2$composite was investigated by multi-pass extrusion process. To obtain sound $Al_2$$O_3$-X $O_2$sintered bodies, burning out and sintering process were carefully carried out. The sintered bodies showed continuous, fibrous monolithic microstructure without any swelling. Many microcracks were observed at the $Al_2$$O_3$-$ZrO_2$interfaces due to the mismatching of thermal expansion coefficient between $Al_2$$O_3$ and $ZrO_2$phase. Most of m- $ZrO_2$grains included twin defects such as (001), (010) and (011) type to accommodate the phase transformation induced stress.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.36 no.4
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• pp.432-443
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• 1999

The self-toughened Si3N4 ceramics where needle-like coarse ${\beta}$-Si3N4 grains were dispersed within fine-grain-ed matrix were prepared via hot-prssing at 1730$^{\circ}C$ for 2 h using 5 vol% ${\beta}$-Si3N4 whiskers as a seed. In this study the microstructures and mechanical properties of self-toughened Si3N4 ceramics were investigated. The flexural strength of self-toughened Si3N4 ceramics was increased from 600-800 MPa of the Si3N4 monolith to 830-1025 MPa. The KIC was also increased from 4.0-5.0MPa$.$m1/2 of the Si3N4 monolith to 5.8-6.5MPa$.$m1/2$.$The needle-like coarse Si3N4 grains in self-toughened ceramics were considered to induce various toughening mechanisms including the crack deflection pull-out and bridging and to contribute to KIC improvement. In ad-dition to toughening mechanisms the KIC improvement was considered to be partially indebted also to the orien-tation of large ${\beta}$-Si3N4 grains and to the promoting effect of ${\beta}$-Si3N4 whiskers on the ${\alpha}$ to ${\beta}$ transtion.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.30 no.5
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• pp.451-457
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• 2010

In the present study, the influences of grains and precipitates of microstructural evolution on the ultrasonic nonlinearity have been experimentally investigated. The prior-austenite grain and precipitate size are controlled by the variation in austenitizing and tempering conditions in reactor pressure vessel materials of nuclear power plant, SA508 Gr.3 low alloys. The ultrasonic nonlinearity was found to have strong correlations with grains and precipitates since the ultrasonic nonlinear parameter $\beta$ shows decrease trend with coarsening of grains and precipitates. Although the prior-austenite grain size increased, the $\beta$ changed little due to the effects of subgrains, packets and laths. For the preciptate effects, the $\beta$ decreased sharply due to decrease in $Mo_2C$ causing the coherency stain in addition to the precipitate size. The results in this study may provide a potential for characterizing the microstructural evolution, grains and precipitates, by measuring the ultrasonic nonlinearity.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.11
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• pp.993-998
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• 1998

In this study TiNi/A16061 shape memory composite is introduced as one of new material using a shape memory alloy. High tensile strength of composite due to compressive residual stress in matrix by the shape memory effect of TiNi fiber can be produced. This composite can remove the tensile residual stress by the difference of coefficients of thermal expansion between fiber and matrix. one of the significant weak point of metal matrix composite. In this paper, shape memory composites are made by squeeze casting. And then, microstructure and fatigue properties of the composites by shape memory effect above inverse transformation temperature A, of TiNi alloy are discussed. The results of the fatigue crack control properties of TiNi/A16061 shape memory composite by a squeeze casting are summarized as follows the effect of fatigue crack propagation control at 363K increases according to the increase of volume fraction and prestrain in composites.