• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.20-28
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• 1997

용접부에는 많은 취약조건들이 존재하며 파괴의 주 원인이 되고 있어 이들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 용접재료, 용접 조건 및 용접방법 등 을 개선함으로써 여러 방면에서 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 아직도 용접시의 열소 성변형과 구속조건에 따라 분포하는 잔류응력에 의한 피로균열거동에 대한 연구는 정확한 잔류응력 측정의 어려움으로 미흡한 상태이다. 특히 잔류응력의 측정기술과 반복하중에 의한 피로균열 진전시 잔류응력의 이완 등은 이들을 해석하는데 많은 어 려움을 주고 있다. 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시의 수축변형은 용접 부재에 인장 및 압축 잔류응력을 유발시키고, 인장잔류응력은 균열 진전될 때 잔류 응력은 오히려 균열을 지연시키기도 한다. 또한 잔류응력장에서 피로 균열이 진전될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하 여 이완되고 재분포된다. 본 해설에서는 용접재의 피로거동중에 발생하는 잔류응력의 재분포 현상을 하중의 범위, 하중 반복수, 균열 진전의 영향으로 구분하여 각각의 영향에 대해서 기술하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.1-11
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• 1997

용접이음부에서는 피로크랙 전파거동이 모재와 다르다는 것은 이미 알려져 있으며 그 원인으로서는 용접부에 있어서의 금속조직의 변화와 잔류응력 등이 일컬어 진다. 금속조직의 변화에 따른 영향에 대하여서는 비교적 그 영향이 작으며 또한 피로 크랙 전파속도에 대해서 안전한 쪽으로 역할을 한다고 보고되어져 있다. 따라서 용접 이음부에 있어서의 피로크랙 전파에 대하여서는 주로 잔류 응력의 영향에 주목하여, 잔류응력이 피로크랙의 전파속도에 어떻게 영향을 미치는가를 파악하여야 한다. 이러 한 관점에서 지금까지 용접잔류응력장을 전파하는 피로크랙을 대상으로 하여 잔류응력 이 피로크랙 전파에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하느 시도가 많은 연구진에 의해 수행되어 왔다. 표1에 이러한 연구의 흐름을 평가방법과 평가에 고려된 사항을 중심으로 나타내었다. 이러한 배경으로부터, 본고에서는 피로크랙 전파거동에 미치는 잔류응력의 영향에 대해서 지금까지 수행된 연구의 내용을 연구 발전형태에 주목하여 검토하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.137-138
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• 2012

박막태양전지의 경우 기판재와 태양전지를 구성하는 반도체 층간의 열팽창 거동 차이가 태양전지의 변형을 야기한다. 이러한 열변형은 태양전지의 효율에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 그러므로 태양전지를 구성하는 반도체 층과 열팽창 거동이 유사한 기판재의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 연성 CIGS 태양전지를 구성하는 기판과 박막층의 두께변화가 열공정 중 발생하는 잔류응력에 미치는 영향을 전산해석 하고자 하였다. 전산해석 결과 Fe-52wt%Ni 기판재의 두께가 증가함에 따라 CIGS 박막층 내부의 잔류응력은 감소하였다. SiO2 절연층의 두께가 증가하면 CIGS 박막층의 잔류응력이 증가하였다. Mo 후면전극층이 얇아지면 잔류응력이 감소하였으나 CIGS층의 두께변화는 CIGS층의 잔류응력에 큰 영향을 미치지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.35-42
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• 2011

현장타설말뚝의 하중전이분석 시, 말뚝에 작용하는 잔류응력은 종종 무시되어 왔다. 그러나 말뚝에 작용하는 초기 하중를 무시함에 따라서 분석된 하중전이거동이 실제 하중전이거동과 상이하게 나타나는 결과를 초래하기도 한다. 이러한 현장타설말뚝에 작용하는 잔류응력은 콘크리트의 수축/팽창 또는 지반의 특성에 영향을 받는 것으로 몇몇의 연구결과에 의하여 나타났다. 본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝을 시험시공하여 잔류응력을 측정하고 분석 하였으며, 이에 따른 잔류응력에 미치는 요소들에 대하여 검토 분석하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 연구에서는 토압 등의 외압이 원주 용접된 매설 강관의 잔류응력에 미치는 영향을 유한요소 해석을 통하여 명확히 하였다. 먼저 3차원 열탄소성 해석을 통하여 원주 용접된 강관의 잔류응력을 구하였으며, 이를 초기조건으로 설정하여 3차원 탄소성 해석을 수행함으로써 외압이 작용하는 경우 잔류응력 거동을 조사하였다. 해석결과 외압에 의해 원주 용접부에 발생하는 원주방향 압축응력 때문에 원주방향 잔류응력이 압축 측으로 상당히 많이 이동함을 알 수 있었고, 축방향 잔류응력은 작용하는 외압에 의해 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제6권12호
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• pp.1162-1169
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• 1996

rf 플라즈마 화학증착을 이용하여 증착된 hydrogenated DLC막의 잔류응력 거동에 대해 조사하였다. 합성된 DLC막의 압축 잔류응력은 이온 에너지뿐만 아니라 이온/원자 유입량 비에 의해 영향을 받는 것으로 조사되었다. 잔류응력의 최대치는 이온/원자 유입량비가 증가할수록 낮은 이온 에너지 구간에서 일어나며 그 값은 증가하였다. 이온 에너지에 따른 DLC막의 결합 구조의 변형을 Raman 스펙트럼을 이용하여 분석하였다. DLC막의 잔류응력은 sp3결합의 net working이 최대가 되는 점에서 최대치를 보이며, 이는 sp3 net working에 의한 부피팽창 요인에 기인하는 것으로 생각된다. DLC막 내의 유입되는 수소는 잔류응력의 직접적인 원인으로 작용하지 않는 것으로 분석되었다.

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.8-14
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• 1997

DLC막은 여러가지 기술적인 응용에 매우 기대된느 재료이다. 탄화수소 가스의 플라즈마 분해에 의해 증착되는 DLC 막은 높은 경도, 화학적 안정성, 높은 전기 저항성, 적외선 영역의 투과성 등의 여러가지 우수한 성질을 지니고 있다. 그러나 이들막은 높은 내부응력으로 인하여 실제 응용에 상당한 제약을 받고 있다. 본 연구에서는 rf PECVD 법에 의해 합성된 다이아몬드상 탄소막을 보조가스 첨가에 따른 영향에 대하여 조사하였다. 수소가스를 첨가하여 합성된 DLC막의 잔류응력 거동은 낮은 이온 에너지 (V$_{b}$ $P^{1}$2/-20Volt/m Torr)에서 최대 잔류응력이 발생되지만, 질소 가스를 첨가시키면 높은 이온(V$_{b}$ P$_{1}$2/->70Volt/m Torr)에너지 영역에서 잔류응력의 감소가 나타났다. 수소 량이 증가하면 ion bombardment와 식각 작용을 하고, 질소의 경우 막의 표면 스퍼터링 현상이 발생되었다. 보조가스 첨가에 따라 S$P^{3}$net work구조의 생성과 소멸의 결합 구조를 형성하여, 보조가스 첨가는 DLC막의 잔류응력 거동에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 이온 에너지에 따른막의 비저항은 막 합성 공정 조건에 관계없이 $10^{6}$-$10^{7}$ Ωm 의 범위에서 분포하고 있는 것으로 조사되었다. 이는 메탄가스(rf PECVD)로 합성된 DLC막의 비저항과 거의 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.49.2-49.2
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• 2018

스퍼터링에 의해 증착된 박막 내 기계적 응력 발생 현상을 규명하기 위하여 활발한 이론적, 실험적 접근이 있었으나, 복잡한 플라즈마 증착환경 내에서 다양한 증착 파라미터로 인해 정확한 응력 발생 메커니즘에 대해 아직도 완벽한 규명이 되지 않은 상황이다. 본 연구에서는 몰리브데늄 (Mo)과 텅스텐 (W) 박막을 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착 시 발생하는 잔류응력 발생 현상에 대해 논의하겠다. Mo 박막의 경우 증착압력을 2.5 mTorr와 4.1 mTorr로 고정시킨 채 기판 바이어스를 0-250 V 간격으로 변화시킨 결과, 2.5 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 압축응력이 증가하는 반면 4.1 mTorr에서는 기판바이어스가 증가할수록 인장응력이 증가하는 것이 확인되었다. 이러한 반대 경향의 잔류응력을 발생시키는 기판 바이어스 효과를 확인하기 위하여 증착 파라미터 변경에 따른 박막 성장 거동 모델을 제시한다. W 박막은 준안정상인 ${\beta}$-상이 증착 초기(2.5 nm)에 형성이 되고, 증착 과정에서 열역학적 안정상인 ${\alpha}$-상으로 상변태 하였다. 상변태에 의한 부피 변화에 따른 잔류응력 발생의 분석을 위하여 X-ray 회절피크의 비대칭성을 분석한 결과 압축응력과 인장응력이 공존하고 있는 것으로 확인되었다. 본 연구결과는 스퍼터링 공정 시 높은 에너지를 가지는 중성화된 Ar과 스퍼터된 원자가 기판과 충돌 시 atomic peening effect에 의해 압축응력이 발생한다는 일반적인 이론과 상충되는 결과로서, Mo 및 W 박막 내 잔류응력 제어를 위한 방안을 제시한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제6권2호
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• pp.23-30
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• 1999

이성질체에 따른 폴리이미드 박막의 잔류응력 영향과 모폴로지와의 상관관계가 조사되었다. 이를 위해, Poly(phenylene biphenyltetracarboximide) (BPDA-PDA)와 poly (oxydiphenylene biphenyltetracar-boximide) (BPDA-ODA)를 여러 다른 diamine인 1, 3-phenylene diamine (1, 3-PDA), 1.4-phenylene diamine (1,4-PDA)과 3.4'-oxydiphenylene diamine (3,4'-ODA) , 4,4'-oxydiphenylene diamine (4.4'-ODA)으로부터 제조하였다. 이들 박막에 대하여, Thin Film Stress Analyzer (TFSA)를 이용하여 공정온도 (25~$400^{\circ}C$)하에서 전구체의 열적 이미드화에 따라 실시간으로 폴리이미드 박막의 잔류응력 거동을 측정하였다. 폴리이미드 박막의 잔류응력은 면 방향 배향성과 사슬 질서도가 우수한 BPDA-1,4-PDA가 7MPa로 가장 낮게 나타났으며 BPDA-1,3-PDA, BPDA-3,4'-ODA, BPDA-4,4'-ODA의 경우 40~50Mpa 범위에 있었다. 이성질체에 따른 폴리이미드 박막의 잔류응력은 모폴로지 (사슬 강직도, 질서도, 배향성) 변화 및 유리전이 거동과 관련된 사슬 운동성을 이용하여 분석되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.177-184
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• 2014

본 논문에서는 보수용접부 폭 변화에 따른 이종금속 맞대기 용접부(Dissimilar metal butt weld) 용접잔류응력의 분포 및 동종금속용접/기계적 하중에 의한 재분배 거동을 평가하였다. 이를 위해 5가지 다른 보수용접부 폭을 고려한 상세 2차원 유한요소 열해석 및 응력해석을 수행하였다. 유한요소해석 결과를 바탕으로 보수용접에 의한 용접잔류응력 분포를 평가하였으며, 동종금속용접 및 기계적 하중에 의한 응력 재분배 특성을 평가하였다. 보수용접에 의해 배관 내면에서는 큰 인장 용접잔류응력이 축방향과 원주방향에 대해 발생하는 것으로 나타났으며 보수용접부 폭이 특정값 이상이 되면 용접잔류응력 분포가 변하는 것으로 나타났다. 그러나 동종금속용접과 기계적 하중을 고려하면 인장잔류응력값이 크게 감소하였으며 그 경향은 보수용접부 폭에 무관한 것으로 나타났다.