본 연구에서는 공작기계 생산 현장에서 직접적으로 이용될 수 있는 측정시스 템의 개발을 목표로 이제까지 이론적으로 제안된 스핀들 정밀도 측정방법을 종합 분석 하여 디지틀 측정의 기본이론을 정립하고 이를 기반으로 마이크로 컴퓨터를 이용한 측정시스템을 실계 제작하였다.또한 실험을 통하여 본 연구에서 제안된 측정 시스 템의 성능을 기존의 애널로그 측정방법과 비교 검토함으로써 본 방법의 우수성 및 제한점을 실증적으로 입증하고자 하였다.
The spindle is a very important part of machine tool. The evaluation of spindle motion is required for improving the performance of machine tools. The evaluation tools have been developed for precison spindle by the reversal technique, and 3D error map motion of spindle is proposed. This technique makes us understand the total movement of spindle more easily. The proposed technique has been successfully applied to practical machine tools, giving high potentials for the spindle performance measurement.
Moire principles are applied to the measurement of the spindle radial error motion. As opposed to conventional techniques, no master cylinder or ball is needed in the measurement so that the offset and out-of-roundness errors of the master can be inherently eliminated. Two periodic circular gratings are used, one is made on the spindle and the other is held stationary on the reference frame. When the two gratings are seen superimposed during spindle rotation, an interference fringe pattern is observed from which the information on the eccentricity between the two gratings can be extracted with high precision. The optical design and fringe analysis techniques of a prototype measurement system are described in detail with exemplary measurement results.
$\alpha$-F $e_2$$O_3$, 나노 입자를 균일한 크기로 제조하여 Morin 전이 온도( $T_{M}$)를 전 후로 스핀의 변화에 관하여 연구하였다. X-선 회절 분석과 입도분포 측정을 통하여 입자는 80nm정도의 매우 군일한 크기 분포를 하고 있음을 확인하였다. Mossbauer 분광기를 통하여 4.2K에서부터 실내온도까지 여러 온도 범위에 걸쳐 측정한 결과 입자의 크기에 따라 $T_{M}$온도가 변화되었고 스핀의 상태 역시 달라졌다. $T_{M}$은 $b_{ulk}$상태에서 265 K의 값을 가지고 있으나 입자의 크기가 작아질수록 낮아지고, 임계 크기 이하에서는 전이가 전혀 일어나지 않는다. 80nm크기의 입자에서, 스핀의 방향은 $T_{M}$ 이상의 온도에서는 정상적으로 hexagonal구조의 c축에 90$^{\circ}$ 이루고 있으나 $T_{M}$ 이하의 온도에서는 c 축에 나란하지 않고 일정한 각(28$^{\circ}$~29$^{\circ}$)을 유지하는데, 이 방향은 rhombohedral구조의 [110]에 해당하는 것으로 지금까지 알려진 0$^{\circ}$와 90$^{\circ}$사이의 스핀 전이와는 다른 모습을 보여주고 있다.
고주파 마그네트론 스파터링 방법으로 제작한 다결정 $Ni_{83}Fe_{17}$ 합금박막의 열처리 효과를 고찰하기 위하여 제작된 시료를 $135^{\circ}C,\;225^{\circ}C$의 공기분 위기 및 $160^{\circ}C,\;220^{\circ}C,\;330^{\circ}C,\;390^{\circ}C\;및\;420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 각각 1시간씩 열처리한 후, 강자성 공명실험을 통해 스핀파 특성변화를 고찰했다. 정자기장을 박막면에 수직한 방향으로 인가하면서 측정한 강자성 공명실험에서 여러개의 스핀파 모우드가 관측되었는데, 열처리하지 않은 시료와 아르곤 분위기에서 열처리한 시료에서는 홀수모우드만 관측되었다. 공기중 $225^{\circ}C$에서 열처리 한 시료에서는 시료양면의 표면이방성차가 증가하여 짝수모우드의 스핀파도 관측되었다. $420^{\circ}C$의 아르곤 분위기에서 열처리한 시료의 경우, 스핀파들이 높은 자기장 쪽으로 이동하는 모습을 보였는데, 이와같은 현상은 열처리과정에서 시료의 포화자화가 증가했기 때문으로 생각된다. 또한 스핀파들 사이의 간격들이 급격히 좁아지는 경향을 보였는데, 이는 시료내부의 자기적 균일성이 증가하는데 그 원인이 있는 것으로 해석된다.
$A1_2O_3$ 기판을 하지층으로 하는 Ba-ferrite 박막을 pulsed laser deposition system으로 제조하여 결정학적 및 자기적 성질을 SEM, $M\ddot{o}ssbauer$ 분광법 및 VSM을 사용하여 연구하였다. Ba-ferrite박막은 $A1_2O_3$ 기판위에 PLD를 이용하여 기판온도 $400^{\circ}C$, 산소압력 0.1 Torr로 증착 하였고 증착 시간을 달리하여 두께 조절하였다. Ba-ferrite 박막은 5분 증착한 시료에서만 판상으로 결정이 형성되었음을 볼 수 있고 그보다 두꺼운 시료의 경우에는 침상모양과 판상모양이 임의의 방향으로 혼재되었음을 확인하였다. $M\ddot{o}ssbauer$ssbauer 분광법으로부터 측정된 Ba-ferrite결정 내 Fe 원자의 스핀 방향은 두께가 얇을수록 판상의 결정이 많이 존재하여 기판에 수직으로 정렬하려는 경향을 보이고 있다. VSM으로 측정한 자기이력곡선은 판상과 침상의 상이한 2가지 형태가 공존하는 것으로 나타났다.
확산 텐서 영상은 기존의 x, y, z 세 방향으로 가해지는 화산 경사자장 외에 추가 자장을 걸어준 뒤 계산을 통하여 얻어지는데 기존의 세 방향 경사 자장을 이용한 확산 강조 영상만으로는 스핀의 방향성을 표현하는데 한계가 있고 이를 극복하기 위해 도입된 개념이다 (1-3). 최근 그 임상적 응용이 증가되고 있으며 그 분야는 허혈성 뇌질환에서부터 퇴행성 질환 및 선천성 이상에 이르기까지 광범위하게 적용되고 있으나 그 임상적 의미는 아직 불분명하며 활발한 연구가 이루어지고 있는 단계이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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