• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.49 no.5
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• pp.447-453
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• 2016

In this study, we intended to extend the life of electropolishing solution through the reduction of electric resistance by improving the electrolysis efficiency. The optimum conditions were obtained by half round bus bar and Taguchi method. As the main control factors in the electropolishing process, current density, polishing time, electrolyte temperature and flow rate were selected. The electrolyte temperature was the most significant to the electrolysis efficiency. The optimum conditions for the life extension of electropolishing solution were as follows: current density, $45A/dm^2$; polishing time, 6 min; electrolyte temperature, $70^{\circ}C$; flow rate, 11 L/min. As a results of ANOVA of SN ratios, it was found that the electrolyte temperature was significant factor at the 90% confidence level.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.29.1-29.1
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• 2018

양극산화 표면처리 방법의 일종인 플라즈마 전해산화(PEO, Plasma electrolytic oxidation)는 금속 소재에 양극 전압을 인가하여 고경도의 산화 피막을 금속 표면에 형성시키는 표면처리 기술이다. PEO 공정은 피막의 국부적 유전체 파괴에 의한 아크의 발생을 동반하며, 형성된 산화 피막이 아크 발생에 의한 높은 열에 의해 결정화 되어 일반적인 양극산화 피막보다 우수한 경도와 내마모성을 가진다. 하지만 PEO 공정은 고전압을 필요로 하여 일반적인 양극산화 처리보다 소모되는 전력량이 많으며, 아크 발생에 의해 형성된 피막의 표면 거칠기가 높기 때문에 활용 분야가 제한되거나 후속 연마 공정을 필요로 하는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 전류 파형이 알루미늄 합금의 플라즈마 전해산화 피막의 형성 거동에 미치는 영향을 직류 및 펄스전류를 사용하여 연구하였다. NaOH 및 $Na_2SiO_3$가 혼합된 전해액에서 직류 전류 밀도, 전압, 펄스폭을 달리하여 알루미늄 합금에 전류를 인가할 때 발생되는 아크의 거동, 형성된 산화 피막의 두께, 거칠기, 경도, 표면 및 단면 구조를 비교 분석하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.18 no.6
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• pp.334-338
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• 2008

The purpose of this study is to characterize various electrolytes on electrochemical mechanical planarization (ECMP). The ECMP system was modified from conventional CMP system to measure the potentiodynamic curve and removal rate of Cu. The potentiodynamic curves were measured in static and dynamic states in investigated electrolytes using a potentiostat for the evaluation of the polishing behavior on ECMP. KOH (alkaline) and $NaNO_3$ (salt) were selected as electrolytes which have high conductivity. In static and dynamic states, the corrosion potential decreased and the corrosion current increased as a function of the electrolyte concentration. But, the electrochemical reaction was prevented by mechanical polishing effect in the dynamic state. The static etch and removal rate were measured as functions of concentration and applied voltage. When $NaNO_3$ was used, the dissolution was much faster than that of KOH. It was concluded that the removal rate was strongly depended on electrochemical dissolution. The removal rate increased up to 350 nm/min in $NaNO_3$ based electrolyte.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.88-88
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• 2007

Chemical mechanical polishing (CMP) 공정은 그 어원에서 알 수 있듯이 슬러리의 화학적인 요소와 웨이퍼에 가해지는 기계적 압력에 의해 결정되는 평탄화 기술이다. 최근, 금속배선공정에서 높은 전도율과 재료의 값이 싸다는 이유로 Cu률 사용하였으나, 디바이스의 구조적 특성을 유지하기 위해 높은 압력으로 인한 새로운 다공성 막(low-k)의 파괴와, 디싱과 에로젼 현상으로 인한 문제점이 발생하게 되었다. 이러한 문제점을 해결하고자, 본 논문에서는 Cu 표면에 Passivation layer를 형성 및 제거하는 개념으로 공정시 연마제를 사용하지 않으며, 낮은 압력조건에서 공정을 수행하기 위해, 전해질의 농도 변화에 따른 선형추의전압전류법과 순환전압전류법을 사용하여 전압활성화에 의한 전기화학적 반응이 어떤 영향을 미치는지 연구하였다.

• Transactions of Materials Processing
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• v.32 no.4
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• pp.191-198
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• 2023

We examined the martensitic transformation kinetics for metastable stainless steel during electrochemical polishing (EP) using different types of electrolytes. Martensite fraction measured with EBSD showed that the electrolyte with high relative permittivity exhibited comparably higher levels of martensitic transformation. The amount of charge build-up on the specimen surface during EP with different types of electrolytes was calculated using COMSOL multiphysics simulations to understand these phase transformation characteristics. The effect of charge build-up-induced stress was analyzed using previously published first-principles calculations. We discovered that the electrolyte with high relative permittivity accumulated a greater amount of charge build-up, resulting in a stronger driving force for stress-induced martensitic transformation.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.62 no.2
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• pp.95-103
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• 2024

Purpose. With the advancement of digital technology, 3D printing is being utilized in the fabrication of denture base. Nevertheless, increasing microbial adhesion to the surface of denture base has been reported as the disadvantage of 3D-printed denture base. The purpose of this study is to investigate the antifungal properties and flexural strength of 3D-printed denture base resin according to the different contents of titanium dioxide nanoparticles. Materials and methods. Titanium dioxide nanoparticles were mixed with the 3D printing resin at the ratios of 0.5, 1, 1.5, and 2 wt%. Twenty specimens per each group were printed in the form of cylindrical shape (diameter: 20 mm, height: 3 mm) to evaluate antifungal properties. Ten specimens from each group underwent polishing using autogrinder, while the remaining ten specimens did not. Candida albicans in hyphae form was inoculated onto each specimen, optical density and colony-forming unit were analyzed. The surface of the specimen was observed using scanning electron microscopy. To evaluate the flexural strength, twenty specimens per each group were 3D printed in the form of rectangular prism shape (length: 64 mm, height: 10 mm, width: 3 mm) and three-point bending tests were conducted using universal testing machine according to ISO 20795-1. Results. Colony-forming unit of C.albicans and optical density of culture medium showed no difference between non-polished groups, but decreased in the polished groups at concentration of 1, 1.5, 2 wt% titanium dioxide nanoparticles. Flexural strength increased with titanium dioxide nanoparticle at concentration of 0.5, 1, 1.5 wt%, but decreased at 2 wt% compared to 1.5 wt%. Conclusion. When 1.5 wt% of titanium dioxide nanoparticles were added to the 3D-printed denture base resin with polishing, antifungal properties were increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.196-196
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• 2016

치과나 기공소로부터 높은 원가로 인한 재료선택에 어려움을 겪고 있어 귀금속 금합금의 물성을 가질 수 있도록 하면서 가격급등으로 인한 문제 해결하기 위한 비귀금속 합금으로 대체가 필요하기에 이에 따른 연구가 이루어져 국산 제품의 상품화를 위해 파라듐을 이용하여 적합한 새로운 합금을 개발하는 것이 필요하다. 치과용 골드합금은 미국치과의사 협회의 구정에 의하면 1형부터 4형까지 분류하고 있으며 3형에 해당하는 강도와 기계적인 특성을 갖도록 파라듐으로 대체하는 연구가 진행중이거나 시판되고 있다. 따라서 본 연구에서는 2형, 3형 및 4형을 대체가능하도록 팔라듐을 기반으로 한 새로운 합금을 설계하고 합금의 성분원 소인 Au(1~5), Pd(20~25), Ag(70~75), In(1.5) 및 Zn(2)등으로 조성을 변화시켜 측량 후 합금을 제조하기 위하여 아르곤 분위기하의 진공아크용해로를 이용하여 용해하였다. 정량된 금속을 진공아크 용해로에 장입하고 용해는 균질한 합금이 되도록 최소한 6회 이상 용융을 실시하며 합금성분의 손실이 발행하지 않도록 보정을 하였다. 합금의 미세조직 관찰을 위하여 샘플을 고속 다이아몬드 정밀 절단기(Acculom-5, STRUERS, Denmark)를 이용하여 절단한 후 2000 grit의 Sic 연마지에서 단계적으로 $0.3{\mu}m$ 알루미나 분말까지 연마한 후 초음파 세척을 하였다. 준비한 시편은 KCN과 $(NH_4)_2S_2O_8$을 1:1로 혼합한 부식액으로 에칭한 후 OM과 SEM을 이용하여 조직을 관찰하였으며 각 샘플의 성분변화는 EDS 분석을 통해 확인하고 결정구조는 XRD를 사용하여 분석하였다. 경도시험은 비커스경도시험기를 이용하여 5kg의 하중을 30초간 작동시켜 압흔을 연결된 micron으로 평균값을 측정하였다. 각 시편의 부식거동은 POTENTIOSTAT(Model PARSTAT 2273, EG&G, USA)을 이용하여 구강 내환경화 유사한 $36.5{\pm}1^{\circ}C$의 0.9% NaCl에서 실시하였다. 인가전위는 -1500mV에서 1000mV까지 1.67 mV/min의 주사속도로 인가하여 시험을 수행하였으며 분극곡선으로부터 부식전위와 부식전류밀도 및 부동태영역의 전류밀도로 금속의 용출거동을 조사하였으며 부식이 끝난 시편은 FE-SEM과 EDS를 사용하여 조사하였다. 기계적인 특성은 Pd-Ag에 3wt%의 Au를 첨가한 합금이 Pd-Ag에 1.5wt%합금을 첨가한 경우에 비하여 기계적인 특성이 증가하고 내식성이 크게 증가하였다. 이들 합금에 Cu를 11wt%를 첨가한 경우는 비커스경도가 200이상으로 높게 나타났지만 내식성이 크게 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.53-53
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• 2007

반도체 소자의 고집적화, 미세화 화로 인해 반도체의 동작속도를 증가시키기 위하여 Cu를 이용한 금속배선이 주목받게 되었으나, 높은 압력으로 인한 보은 Cu 영역에서 과잉 디슁 현상과 에로젼을 유도하고 반도체 웨이퍼위의 low-k 물질에 손상을 줌에 따라 메탈라인 브리징과 단락을 초래할 있어, Cu의 단락인 islands를 남김으로서 표면 결항을 제거하지 못한다는 단점을 가지고 있었다. 그래서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존의 CMP에 전기화학을 결합시킴으로서 낮은 하력에서의 Cu평탄화를 달성할 수 있는 ECMP (electrochemical mechanical polishing)기술이 필요하게 되었다. 따라서 본 논문에서는 전기화학적 기계적 연마(ECMP)작용을 위해, I-V 특성 곡선을 이용하여 패시베이션 막의 active, passive, transient, trans-passive영역의 전기화학적 특성을 비교 분석하였으며, Cu막의 표면 형상을 알아보기 위해 scanning electron microscopy (SEM) 측정과 energy dispersive spectroscopy (EDS)와 X-ray Diffraction (XRD) 분석을 통해 금속 화학적 조성을 조사하였다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• v.33 no.2
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• pp.141-147
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• 2008

This study was aimed to develop an instrument for real-time measurement of fluid conductance and to investigate the hydrodynamics of dentinal fluid. The instrument consisted of three parts; (1) a glass capillary and a photo sensor for detection of fluid movement, (2) a servo-motor, a lead screw and a ball nut for tracking of fluid movement, (3) a rotary encoder and software for data processing. To observe the blocking effect of dentinal fluid movement, oxalate gel and self-etch adhesive agent were used. BisBlock (Bisco) and Clearfil SE Bond (Kuraray) were applied to the occlusal dentin surface of extracted human teeth. Using this new device, the fluid movement was measured and compared between before and after each agent was applied. The instrument was able to measure dentinal fluid movement with a high resolution (0.196 nL) and the flow occurred with a rate of 0.84 to 15.2 nL/s before treatment. After BisBlock or Clearfil SE Bond was used, the fluid movement was decreased by 39.8 to 89.6%.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• v.27 no.5
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• pp.479-487
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• 2002

복합레진의 중합시 발생하는 수축과 응력은 와동의 형태에 의하여 영향을 받으며 이는 수복재는 물론 접착계면의 물성을 결정하는 요인이 된다. 본 연구는 다양한 C-factor를 갖는 와동에 상아질 접착제 Clearfil SE Bond(Kuraray)를 도포하고 혼합형 복합레진인 Clearfil AP-X(Kuraray)와 미세혼합형의 Esthet-X(Dentsply)를 충전하여 미세인장강도 및 변연누출을 측정 평가함으로써 중합수축이 수복물과 치아계면에 미치는 영향을 평가하고자 시행하였다. 98개의 Bovine 하악전치를 이용하여 표면의 상아질을 #600 SiC paper로 연마한 대조군 및 와동의 넓이를 조절하여 C-factor 2.3, 3.0, 3.7이 되도록 제작한 실험군 와동에 복합레진을 충전한 후 37의 증류수에 24시간 보관하였다. 저속 diamond saw(Buehler)를 이용하여 1mm 두께로 수직절단 후 고속 diamond point(#104 Shofu)를 이용하여 단면적 1mm$^2$가 되도록 hour-glass모양으로 형성하여 시편을 제작하였고, Universal testing machine(EZ-Test; Shimadzu, Japan)에 시편을 부착하고 cross head speed 1mm/min으로 인장력을 가하여 미세인장 결합강도를 측정하였다. 각 C-factor에 따른 변연누출실험을 위하여 복합레진이 수복된 치아를 37$^{\circ}C$의 증류수에 24시간 보관한 후 와동을 제외한 부위에 nail varnish를 도포하고 3mol/L silver nitrate용액에 24시간 암보관한 다음 수세하여 현상액에 24시간 경과시킨 후 치아의 장축에 따라 절단하여 침투된 색소의 정도를 광학현미경상에서 40배로 관찰하였다. 각각의 실험결과는 ANOVA/Tukey's test 및 Kruskal-Wallis non-parametric independent analysis와 Mann-Whitney U test에 의하여 통계 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 대조군에 있어서 혼합형 복합레진의 미세인장 결합강도는 미세혼합형에 비하여 높았으며, 실험군 사이에는 유의차를 보이지 않았다. 2.모든 복합레진의 미세인장 결합강도는 와동의 C-factor증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었고, 혼합형 복합레진의 실험군은 대조군에 비하여 낮게 나타났으며, 미세혼합형 복합레진에서는 유의차를 보이지 않았다. 3. 절단측 및 치은측 변연부의 미세누출정도는 혼합형 복합레진이 미세혼합형에 비하여 대체로 높게 나타났다. 4. 모든 실험군에서 미세누출은 C-factor증가에 따라 증가하였고 절단측에 비하여 치은측 변연이 높게 나타났으나 통계학적 유의차는 보이지 않았다. C-factor의 변화에 대하여 필러함량과 탄성계수가 높은 혼합형 복합레진이 미세혼합형에 비하여 더 민감한 결과를 보인다. 이는 복합레진 수복시 재료의 선택과 중합수축의 적절한 조절이 중요한 요소임을 시사한다.