• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.78-78
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• 2000

다결정 실리콘-게르마늄 (poly-SiGe)은 태양전지 개발에 있어서 중요한 물질이다. 우리는 소량의 Ge(x=0.05)으로부터 다량의 Ge(x=0.67)을 함유한 수소화된 비정질 실리콘-게르마늄 (a-SiGe:H) 박막의 고상결정화 과정을 ESR (electron spin resonance)방법으로 조사해보았다. 먼저 PECVD 방법으로 Corning 1737 glass 위에 a-Si1-xGex:H 박막을 증착시켰다. 증착가스는 SiH4, GeH4 가스를 썼으며, 기판온도는 20$0^{\circ}C$, r.f. 전력은 3W, 증착시 가스압력은 0.6 Torr 정도이었다. 증착된 a-SiGe:H 박막은 $600^{\circ}C$ N2 분위기에서 다시 가열되어 고상결정화 되었고, 결정화 정도는 XRD (111) peak의 세기로부터 구해졌다. ESR 측정은 상온 x-band 영역에서 수행되었다. 측정된 ESR스팩트럼은 두 개의 Gaussian 함수로써 Si dangling-bond와 Ge dangling-bond 신호로 분리되었다. 가열 초기의 a-SiGe:H 박막 결함들의 스핀밀도의 증가는 수소 이탈에 기인하고, 또 고상결정화 과정에서 결정화된 정도와 Ge-db 스핀밀도의 변화는 서로 깊은 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 특히 Ge 함유량이 큰 박막 (x=0.21, 0.67)에서 뿐만 아니라 소량의 Ge이 함유된 박막(x=0.05)에서도 Ge dangling-bond가 Si dangliong-bond 보다 고상결정화 과정에서 더 중요한 역할을 한다는 것을 알수 있었다. 또한 초기 열처리시 Si-H, Ge-H 결합에서 H의 이탈로 인하여 나타나는 Si-dangling bond, Ge-dangling bond 스핀밀도의 최대 증가 시간은 x 값에 의존하였는데 이러한 결과는 x값에 의존하는 Si-H, Ge-H 해리에너리지로 설명되어 질 수 있다. 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.SiO2 막을 약화시켜 절연막의 두께가 두꺼워졌음에도 기존의 SiO2 절연막의 절연 파괴 전압 및 누설 전류오 비교되는 특성을 가졌다. 이중막을 구성하고 있는 안티퓨즈의 ON-저항이 단일막과 비교해 비슷한 것을 볼 수 잇는데, 그 이유는 TiO2에 포함된 Ti가 필라멘트에 포함되어 있어 필라멘트의 저항을 감소시켰기 때문으로 사료된다. 결국 이중막을 구성시 ON-저항 증가에 의한 속도 저하 요인은 없다고 할 수 있다. 5V의 절연파괴 시간을 측정한느 TDDB 테스트 결과 1.1$\times$103 year로 기대수치인 수십 년보다 높아 제안된 안티퓨즈의 신뢰성을 확보 할 수 있었다. 제안된 안티퓨즈의 이중 절연막의 두께는 250 이고 프로그래밍 전압은 9.0V이고, 약 65$\Omega$의 on 저항을 얻을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불

• Progress in Medical Physics
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• v.20 no.2
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• pp.80-87
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• 2009

Phase transformation, superelastic characteristics and variation of surface residual stress were studied for Nitinol shape memory alloy through application of UNSM technology, and life extension methods of stent were also studied by using elastic resilience and corrosion resistance. Nitinol wire of ${\phi}1.778$ mm showed similar surface roughness before and after UNSM treatment, but drawing traces and micro defects were all removed by UNSM treatment. It also changed the surface residual stress from tensile to compressive values, and XRD result showed less intensive austenite peak and clear martensite and additional R-phase peaks after UNSM treatment. Fatigue resistance could be greatly improved through removal of surface defects and rearrangement of surface residual stress from tensile to compressive state, and development of surface modification system to improve not only bio-compatability but also resistance to corrosion and wear will make it possible to develop vascular stent which can be used for circulating system diseases which run first cause of death of recent Koreans.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.6
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• pp.634-641
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• 2001

Shape memory alloy has been used to improve the tensile strength of composite by the occurrence of compressive residual stress in matrix using its shape memory effect. In order to fabricate shape memory alloy composite, TiNi alloy and A16061 were used as reinforcing material and mix, respectively. In this study, TiNi/A16061 shape memory alloy composite was made by using hot press method. However, the specimen fabricated by this method had the bonding problem at the boundary between TiNi fiber and Al matrix when the load was applied to it. A cold rolling was imposed to the specimen to improve the bonding effect. It was found that tensile strength of specimen subjected to cold rolling was more increased than that of specimen which did not underwent cold rolling. In addition, acoustic emission technique was used to quantify the microscopic damage behavior of cold rolled TiNi/A16061 shape memory alloy composite at high temperature.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.25 no.6
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• pp.49-55
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• 2011

In order to analyze feasibility of replacing a conventional 6-mm Ti bar with a 5-mm bar, a series of rotating bending fatigue tests were carried out on Ti-6Al-4V bars by strengthening the fatigue performance using a special technique called UNSM (Ultrasonic Nanocrystal Surface Modification). The results of S-N curves clearly showed that the performance of the 5-mm titanium specimen was similar to that of the 6-mm specimen when the UNSM treatment was applied. The 5-mm treated specimen converged with small scattering band into the linear line of the non-treated 6-mm one. Below the fatigue life of $10^5$ cycles, the UNSM treatment did not show any significant superiority in the bending stress and fatigue life. However, over the fatigue life of $10^5$ cycles, the effect of UNSM was superior for each fatigue life, and the bending stress became longer and higher than that of the untreated one. In the case of 6-mm Ti-bar with UNSM, the fatigue limit was about 592 MPa, and there was fatigue strength increase of about 30.7% at the fatigue life of $10^4$ cycles compared to the untreated 6-mm bar. Therefore, the compressive residual stress made by the UNSM in Ti-6Al-4V increased the fatigue strength by more than 30%.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.26 no.9
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• pp.1787-1794
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• 2002

TiNi alloy fiber was used to solve the problem of the tensile residual stress as the reinforced material. TiNi alloy fiber improves the tensile strength of composite by occurring compressive residual stress in the matrix using shape memory effect. In order to generate compressive residual stress in TiNi/Al6061 shape memory alloy(SMA) composite, 1, 3 and 5% pre-strains were applied to the composite in advance. It was also evaluated the effect of compressive residual stress corresponding to the pre-strain variation and the volume fraction of TiNi alloy. AE technique was used to clarify the microscopic damage behavior at high temperature and the effect of pre-strain in TiNi/Al6061 SMA composite. The results of the microscopic damage evaluation of TiNi/Al6061 SMA composite under various pre-strain using AE technique can be divided into three stage corresponding to the AE signals. AE counts and events were useful parameters to evaluate the fracture mechanism according to the variation of pre-strain. In addition, two dimensional AE source location technique was applied for monitoring the crack initiation and propagation in composite.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.5
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• pp.484-492
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• 2013

With the industrial acceleration in a lot of countries of the world, the demand for anti-corrosion and anti-abrasion material increases continuously. Particularly, stainless steel with the fine surface and excellent corrosion resistance is widely used in various industrial fields including ship, offshore structures tidal power plant, and etc. In marine environment, however, it is easy to generate by the corrosion damage by $Cl^-$ ion and cavitation damage due to high rotation speed on stainless steel. Therefore, in this research, the cavitation erosion-corrosion test (Hybrid test) was performed for 304 stainless steel specimen used in the high flow rate seawater environment. And the cavitation damage behavior in the corrosive environment was analyzed overall. The high hardness was shown due to the formation of compressive residual stress by the water cavitation peening effect in cavitation condition. However, high current density in the potentiodynamic polarization experiment presented with the breakdown of the passive film caused by physical impact. Therefore, both electrochemical characteristics and mechanical properties must be taken into account to improve the cavitation resistance in seawater.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.139-139
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• 1999

다이아몬드는 지구상에서 가장 단단한 물질로 잘 알려져 있을 뿐만 아니라 공업적 측면에서 볼 때, 여러 가지 특출한 성질들을 동시에 지니고 있다. 인장강도, 압축강도, 탄성계수 등 기계적 특성이 우수하고 넓은 광투과성과 내열, 내화학, 내방사성을 지니고 있으며, 열전도율이 높고 전기적으로 절연체이다. 또한 hole이동도가 높고 도핑에 의해서 반도체적 특성을 나타낸다. 이와 같이 매우 뛰어난 성질을 공업적으로 응용하기 위하여 이전부터 많은 연구가 행해져 왔으며, 1980년대에 들어와 박막이나 코팅 형태로의 합성이 가능한 기상합성법이 큰 발전을 보임으로써 다이아몬드의 우수한 특성을 여러 분야에서 폭넓게 응용할 수 있게 되었다. 특히 마찰 응용분야에 최적의 재료로 추천되고 있다. 지금도 Epitaxial 다이이몬드를 기지 위에 성장시키고 다결정질박막을 여러 가지 비다이아몬드(Si, W, Mo 등) 기지 위에 성장시키는 연구가 계속되고 있으며 공구강 위엥 경질코팅으로써 한층 개선된 다이아몬드박막 제조를 위한 수많은 연구노력들이 집중되고 있다. 그러나 일반탄소강에 다이아몬드박막을 성장시키기 위한 많은 노력들은 크게 바람직하지 않은 non-diamond carbon(black carbon or graphitic soot)의 형성 때문에 방해를 받고 있다. 계면에서 이들의 형성은 증착된 다이아몬드박막과 금속기지의 저조한 밀착력을 나타내게 된다. 이외 같이 다이아몬드박막의 응용을 위하여 다이아몬드피막에 요구되는 중요한 조건은 기지에 대해서 강한 밀착력을 나타내는 것이며, 동시에 상대물에 대하여 낮은 마찰계수를 가져야 한다. 그러나 다이아몬드와 금속기지는 서로 다른 열챙창계수(각각 0.87$\times$10-6K-1, 12$\times$10-6K-1)의 차이로 인하여 밀착력이 현저히 떨어진다는 단점으로 인해 산업화에 많은 제약을 받아왔다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 다이아몬드박막과 금속기지 사이에 중간층을 이용하는 방법을 제안하였다. 이러한 시도는 일반적으로 중간층 형성 금속인 Ti 또는 TiN 등이 적용되었으나 원하는 결과를 얻지 못하였다. 즉 carbon과 Fe의 상호확산, non-diamond carbon상의 형성 그리고 열잔류응력을 완화시키고 일반탄소강 위에 다이아몬드박막을 형성시켜 우수한 밀착력을 얻기 위한 목적에 미흡하였던 것이다. 이에 중간층으로 Cr 또는 Cr계 화합물 박막을 이용하였는 바, 이 중간층을 이용한 결과 우수한 밀착력을 나타내는 다이아몬드박막을 얻었으며 열적, 구조저으로 모재와 다이아몬드에 적합한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에 의해 얻어진 결과들은 재료 가공을 위하여 높은 경도와 내마모성등이 요구되는 절삭공구나 금형의 수명 향항에 크게 기여할 것이며 산업적으로 큰 응용이 기대된다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.10a
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• pp.341-346
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• 2002

In this study, an effect that compressive residual stress formed by shot-peening the surface of spring steel(JISG SUP-9) at each shot velocity(1800, 2200, 2600, 3000rpm) on the fatigue crack growth property and threshold stress intensity factor, ${\Delta}K_{th}$, was examined. Followings are the result (1) Compressive residual stress on surface of specimen was determined at each -601 MPa(1800rpm), -638 MPa(2200rpm), -587 MPa (2600rpm), -550 MPa(3000rpm) by shot velocity of shot peening and threshold stress intensity factor, ${\Delta}K_{th}$, fatigue crack growth rate, da/dN, on fatigue crack growth is obstructed by the compressive residual stress was determined at each $5.619\;MPa\sqrt{m}$(Un-peening), $8.319\;MPa\sqrt{m}$(1800rpm), $8.797\;MPa\sqrt{m}$(2200rpm), $7.835\;MPa\sqrt{m}$(2600rpm), $7.352\;MPa\sqrt{m}$(3000rpm) (2) Existing compressive residual stress by effect of shot velocity of shot-peening on relation of crack length. a, and number of cycle, N, was 2 times progressed in case of 2200rpm than specimen of Un-peening on fatigue life. And fatigue life was 1.6 times progressed incase of 3000rpm by Over peening. (3) Fatigue life of Material on Paris' law, $da/dN=C({\Delta}K)^m$, that effect of material constant, C, and fatigue crack growth exponent, m, was influenced by effect of. C and m.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.12
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• pp.987-995
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• 2016

In this study, the effects of shot peening (SP) on the Vickers hardness of $ZrO_2$ were studied. The size of the shot balls were ${\phi}180{\mu}m$ and ${\phi}300{\mu}m$. The Vickers hardness was measured using an indentation load of 98 N and 294 N. The Vickers hardness was evaluated using Weibull statistical analysis. The scale parameters were significantly evident from the indentation load of 98 N and the shot ball of ${\phi}180 {\mu}m$. Generally, the shape parameters were also evident from the small short ball (180sp). Thus, it is shown that the introduction of a compressive residual stress by SP is an effective technique for increasing the mechanical properties of $ZrO_2$.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.48 no.9
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• pp.807-812
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• 2010

In this paper, the Ultrasonic Nanocrystalline Surface Modification (UNSM) surface treatment process was used to induce compressive residual stress and nanocrystalline structure by severe plastic deformation on the UNSM-treated surface. The test results for AISI304 stainless steel demonstrated that the grain size was found to be 23 nm, the dislocation density was increased by $0.2085{\times}10^{18}\;m^{-2}$, and the volume fraction of martensite is defined as 27.6% from austenite so that the surface hardness of the surface is increased from 200 Hv up to 515 Hv. The initial tensile residual stress is changed from 300 MPa to a compressive residual stress of 500 MPa after UNSM treatment. In addition, UNSM was applied under five various conditions, and the results of those conditions were defined as a function of depth quantitative.