• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.175.2-175.2
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• 2015

이 연구는 nano-indenter를 중심으로 박막의 nano-electrotribology 분석 연구로 Hafnium Nitride (HfN) 박막의 열처리 시 열적안정성에 대한 연구를 진행하였다. HfN 박막은 Copper (Cu)와 Silicon (Si)의 계면 확산방지막으로 사용될 수 있는 박막으로 현재 많은 연구소에서 다양한 연구가 진행되고 있다. HfN 박막은 Si (100)기판 위에 rf magnetron sputter로 증착되었다. 증착 시 Ar, $N_2$ 가스유량을 총 40 sccm 사용하였고 증착 후 HfN 박막을 질소분위기 furnace에서 500, $700^{\circ}C$로 각각 30분 동안 열처리 하였다. 열처리 전 후의 시료를 nano-indenter를 이용하여 nano-electrotribology 분석을 실시하였다. Nano-indenter 측정결과 열처리 전 HfN 박막 시료의 표면강도는 39.68 GPa였고 500oC 열처리 후 31.31 GPa로 감소하였다. 그러나 $700^{\circ}C$ 열처리 시 표면강도가 37.89 GPa로 다시 증가하였다. 탄성계수 측정결과도 이와 같은 경향을 나타내었는데, $500^{\circ}C$ 열처리 전 후 탄성계수가 258.99 GPa에서 201.88 GPa로 감소하였고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 247.55 GPa로 다시 증가하였다. 이는 $500^{\circ}C$ 열처리하였을 때 박막 내에 흡착되었던 $N_2$ 가스가 빠져나가며 tensile stress가 발생하여 박막의 표면강도 감소를 유발했고 $700^{\circ}C$ 열처리 시 다시 박막 표면이 안정화되었기 때문으로 생각된다. 이를 통해 열처리 온도 변화에 의한 질소효과가 나타나 HfN 박막 표면의 물성이 달라지는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.483-487
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• 2010

하천에서 물이 비교적 빠른 속도로 흘러가면 압력 변동, 하상의 조도, 하천내 구조물 등의 영향에 의해 수면이 끊임없이 변형을 일으키며 수면에 작은 물결(수면 파문)이 생긴다. 이러한 수면 파문은 유수에 의해 유수의 평균 유속으로 이류되며, 이 때문에 인간이 유수의 흐름을 시각적으로 인식할 수 있다. 이러한 표면 파문은 적절한 영상 분석을 하면 표면 유속 측정의 추적자로 이용할 수 있다. 본 연구는 유수 표면을 연속된 영상을 촬영하고, 일련의 영상을 시공간 영상(space-time image)으로 만든 뒤, 휘도 경사법(graylevel gradient method)으로 유속 벡터를 추출하는 새로운 방법을 제시하였다. 이 분석 과정은 기존의 입자 영상 유속계(PIV, Particle Image Velocimetry) 기법을 이용하는 방법보다 훨씬 간단하고 분석 시간도 크게 절약할 수 있다. 또한, 수면 파문의 전파에 따른 중력파의 영향을 시공간 영상의 처리 과정에서 잡음으로 간주하여 처리할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 개발된 루틴을 표면 영상 유속계(SIV, Surface Image Velocimtery)에 구현하여 새로운 영상 유속계를 개발하였다. 시공간 영상 분속을 이용하는 새로운 영상 유속계를 실험실 수로의 영상 자료에 적용하여 그 정확도, 적용성, 장단점 등을 분석하였다. 제안된 방법에 의한 평균류 산정 결과는 물리적으로 타당하며, 저속 또는 저휘도에서의 분석 성능이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 다만, 이방향 흐름의 분석에서는 문제가 있는 것이 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.217-217
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• 2012

플라즈마 전해산화(Plasma Electrolytic Oxidation)는 수용액 중에서 Al, Mg, Ti 등의 금속표면에 산화막을 형성시키는 기술로서, 기존의 양극산화법과 유사한 장치에서 고전압을 가해 미세플라즈마 방전을 유도하여 치밀한 산화막을 형성하는 표면처리 기술이다. 본 연구에서는 6061 알루미늄 합금의 대면적 시편을 이용하여 PEO공정으로 산화막을 형성시켰다. 산화막의 조성 및 미세구조는 XRD와 SEM, EDS를 이용하여 분석하였다. 형성된 산화막은 회색에서 밝은 회색으로 시편 전면에 고르게 나타났다. 피막 성장인자를 정교하게 조절함으로써 강한 피막 접착력과 낮은 표면조도를 가지는 매끈한 표면을 얻을 수 있었고, 그에 따른 물성 변화를 분석하였다. 또한 시편의 크기에 관계없이 동일한 조건에서 동일한 물성이 나오는 것으로 분석되었다. 이를 통해 균질한 대면적 피막의 높은 신뢰성을 요구하는 다양한 산업분야에 적합한 표면처리 방법으로서 PEO공정이 활용될 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.148-149
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• 2007

현재 전자부품 시장은 RoHS 규정으로 인하여 lead free화가 진행되고 있으며 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 반도체 패키지 및 부품표면일장에서 사용 되는 무전해 주석 도금과정 중 산 탈지 후 막의 표면 거칠기 정도가 도금 후의 표면 거칠기 정도에 미치는 영향을 평가 한다. 실험의 효율성을 높이기 위해 통계적인 실험계획법을 사용하였으며 실험의 횟수를 줄이고 표면 거칠기 정도는 이미지 프로세싱을 통하여 분석하였으며 통계적인 모델링을 통해 micro etch가 도금 표면의 거칠기에 주는 영향을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.308-308
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• 2010

태양전지에서는 표면조직화를 통하여 빛을 좀 더 효과적으로 이용하고자 한다. 따라서 표면 조직화를 하지 않은 평면구조의 태양전지와 표면조직화를 실시한 태양전지의 광학적 특성을 TCAD simulation tool인 SILVACO를 이용하여 각각의 구조에 따른 특성을 분석하고자 한다. 이를 위하여 표면조직화를 실시한 구조와 실시하지 않은 구조별로 입사되는 빛의 경로추적, 빛의 세기와 각도, 파장대역별로 생성되는 QE, 그리고 입사된 빛에 의한 광생성 전류 분포와 같은 광학적 특성을 simulation할 뿐만 아니라 이에 따른 개방전압 및 단락전류와 같은 전기적 특성 분석을 통하여 효과적인 표면조직화 구조를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2001.11a
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• pp.21-21
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• 2001

자원재활용과 원가절감를 위해 고지재활용율이 크게 상승하고 있으며, 이와 아울러 고 지원료로부터 고품질의 제품을 생산할 수 있는 기술에 대한 관심이 증대되고 있는 실 정이다. 저급 고지로부터 고품질의 탈묵펄프를 얻기 위해서는 고지재활용공정의 핵심 공정인 부유부상 공정의 효율화가 가장 중요하다고 믿어진다. 이를 위해서는 부유부상 공정에 가장 큰 영향을 미치는 고형입자의 표면 화학적 특성에 따른 공정의 분리효율 평가와 이에 근거한 공정해석과 개선이 요청된다. 이러한 부유부상 공정을 표면화학적 측면에서 구명하기 위해 마이크로 크리스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: M MCC)를 모댈 물질로 사용하여 표면화학적 특성은 다르나 입자의 크기와 형태는 동일 한 시료를 준비하였다. 친수성의 표면 특성을 나타내는 MCC의 표면 특성을 바꾸기 위 하여 AKD(alkyl ketene dimer)로 처리비율을 달리하여 솔벤트 사이징 처리를 실시하 였다. 이렇게 준비된 MCC의 표면화학적 특성을 IGC를 이용하여 평가하였다 .. IGC는 G GC를 응용한 표면분석 기술로 고체의 물리화학적 특성과 흡착성을 분석하기 위해서 사용되며 이로부터 흡착제의 표면특성을 평가할 수 있다. 본 실험에서는 AKD로 소수화 정도가 다르도록 소수화시킨 MCC 시료를 이용하여 I IGC 칼럼을 준비하고 n-알칸과 몇가지 극성 용매률 이용하여 이들의 칼럼 내 체류시 간을 측정함으로써 흡착특성을 평가하고 이로부터 흡착현상을 열역학적으로 분석하였다. IGC 분석 시에는 칼럼의 온도를 $30^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$의 3수준으로 변화시켰다. 측정결 과로부터 MCC 표면의 흡착자유에너지와 엔탈피, 엔트로피의 변화량을 평가하였으며, 또한 MCC 표면의 극성에너지와 산염기적 성질을 평가하였다. 실험결과 MCC의 소수화도에 따른 열역학적 흡착현상의 차이가 명백하였다. 이는 소 수화 수준에 따라 소수성 및 친수성 물질의 흡착성이 변화된다는 것을 보여준다. 따라서 탈묵 시 진행되는 기포에의 부착현상을 평가할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있다 고 사료되었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.9
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• pp.5434-5439
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• 2014

The surface management of metals was performed with a tool microscope or surface roughness measurement instruments. These methods were not efficient for checking the surface status of the die in the production field. For this reason, an analysis system or measurement system to monitor the wear, defects and surface status as a die ages is required. This study, developed surface analysis software for automatic analysis and standardization of a die or processed products. Software was designed to measure the basic features, such as circles, dots, and lines. The captured images were rendered as three-dimensional representations so that the depth of the grooves on the die and segmental profiles could be estimated. As a result of experimental analysis, the surface roughness was measured with an accuracy more than 93.2%, and the maximum deviation in the surface roughness for the brightness of the lighting was within $3{\mu}m$. The confidence in the device's precision was assured. These results show quality control through efficient surface analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.341-341
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• 2011

초발수 표면은 자가세정, 부식방지, 방오특성의 특징을 가진다. 이러한 특성은 오염성이 높은 건물외장재 및 자동차유리, 태양전지 모듈유리, 디스플레이등 적용분야가 매우 다양하며, 코팅 방법으로 sol-gel, CVD, PVD등의 여러 가지 방법으로 많은 연구가 보고 되고 있다. 초발수 표면을 제작하는 대표적인 방법으로 PTFE와 같은 낮은 표면에너지를 가지는 물질을 증착하는 방법이 많이 사용되고 있으나, 초발수 표면에 가까운 접촉각을 구현하기에는 한계가 있다. 본 연구에서는 여러 가지 기판(Al, Cu, Sus, glass)에 추가적으로 표면 미세요철구조를 만들어 특성을 분석 하였다. 표면의 미세구조는 기판을 산에 Etching 하는 방법으로 Sample을 준비 하였다. 준비된 기판에 RF-Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 PTFE를 증착하여 특성을 분석 하였다. 표면과 물방울이 이루는 각도를 알아보기 위해 Contact Angle을 측정한 결과 Glass와 Sus 기판을 제외한 Al과 Cu기판에서 약 150도에 이르는 초발수 특성을 보였으며, 이러한 표면형상을 관찰하기 위해서 SEM 측정을 해본 결과 표면의 미세요철구조가 확인 되었으며, AFM 측정결과 표면의 미세요철의 거칠기가 Etching공정을 통해 증가 된 것을 확인할 수 있었으며, Etching후 Al과 Cu는 수 nm ~ mm의 거칠기를 보였으며, 거칠기가 증가하여 접촉각의 향상에 기여 하였으리라 생각된다. XPS 측정결과 낮은 표면에너지를 가지는 CF2와 CF3 피크가 보이는 것으로 보아 표면에너지가 낮아져 접촉각이 높아졌으리라 사료 된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.167.2-167.2
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• 2017

수지상 구리분말은 하나의 상(statue)이 복수의 접점(contact point)를 제공하며 표면적이 넓은 구조적인 특징으로 인해 발열기판 전도성 페이스트 등 다양한 전기 전가 분야에 활용되어왔다. 때문에 본 연구에서는 전해도금방법으로 수지상 구리분말이 형성될 때 첨가제가 수지상의 형상에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 첨가제는 PEG, JGB를 사용하여 농도별로 실험을 진행하였다. SEM 이미지 분석결과 첨가제가 추가함에 따라 수지상이 미세해지며 첨가제의 농도가 증가함에 따라 DAS(dendrite arm spacing)값이 감소하여 표면적이 증가하였다. BET 비표면적 분석결과 PEG($1.882m^2/g$)보다 JGB($2.119m^2/g$)에서 표면적을 넓히는 효과가 뛰어났다.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.20 no.2
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• pp.234-240
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• 2017

In this study, the influences of rail surface roughness on dynamic wheel-rail forces currently employed in conventional lines were assessed by performing field measurements according to grinding of rail surface roughness. The influence of the grinding effect was evaluated using a previous empirical prediction model for dynamic wheel-rail forces; model includes first-order derivatives of QI (Quality Index) and vehicle velocity. The theoretical dynamic wheel-rail force determined using the previous prediction equation was analyzed using the QI, which decreased due to rail grinding as determined through field measurements. At a constant track support stiffness, an increase in the QI caused an increase in dynamic wheel-rail forces. Further, it can be inferred that the results of dynamic wheel-rail analysis obtained using the measured data, such as the variation of QI due to rail grinding, can be used to predict the peak dynamic forces. Therefore, it is obvious that the optimum amount of rail grinding can be determined by considering the QI, that was regarding an operation characteristics of the target track (vehicle velocity and wheel load).