• 한국전산유체공학회지
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• 제2권2호
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• pp.73-79
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• 1997

VOF 방법에 의한 자유표면 유동계산의 정확성을 개선하기 위해 이차정도 모델을 개발하였다. 개발된 이차원 모델의 정확성을 비교하기 위하여 여러 가지 크기의 원형 및 Solitary wave형상의 자유표면 유동을 통하여 기존에 개발된 두 가지의 일차정도 모델과 비교하였다. 비교결과 반경이 큰 원과 같이 곡률이 작은 형상의 경우에는 일차정도 모델도 비교적 정확한 결과를 보여주고 있으나 작은 반경의 원형이나 Solitary wave와 같이 곡률이 큰 형상의 경우 일차정도 모델은 많은 오차를 보여주는 반면에 이차정도 모델은 어느 경우에나 매우 정확한 결과를 보여준다.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권1호
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• pp.22-27
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• 1993

산업기술의 발달에 따라 각 분야마다 정밀한 부품을 요구하고 있다. 이는 이들 부품이 시스템의 성능에 영향을 미치고 있기 때문이다. 부품의 정도는 길이정도와 표면의 정도를 모두 의미한다. 길이정도는 부품의 상대적 크기정도를, 표면정도는 3차원 형상정도를 나타낸다. 이들 부품의 정도를 평가하기 위해서는 반드시 측정이라는 방법이 수행되어야 하며, 측정은 요구되는 측정정도에 따라 이에 상용되는 방법으로 행해지게 된다. 요구되는 측정정도는 시간이 지남에 따라 점차 증가되고 있다. 이 러한 경향은 그림1의 시대에 따른 측정정도를 보면 확인할 수 있다. 시대에 따라 측정정도는 급격히 증가하고 있고 현재의 측정은 초정밀측정이라 말하는 약 0.1nm의 정밀도를 갖고 있다. 측정정도에 따라 표면측정기술도 여러가지 방법이 행해지고 있는데 이들 측정방법은 크게 접촉식 측정방법과 비접촉 측정 방법으로 나눌 수 있다. 대표적인 접촉식 측정방법으로는 촉침식 측정방법을 들 수 있다. 이 방법은 다이아몬드 촉침을 표면상에 접촉하여 주사이동하게 하고 이때 표면의 요철에 따른 촉침의 상하운동을 고성능 변위센서를 이용하여 표면형상을 측정하는 것이다. 이는1nm의 수직분해능을 갖고 측정이 가능 하다. 이 방법은 표면에 접촉함으로 인해 신뢰성이 높지만, 표면의 접촉압력으로 인해 표면의 손상 우려가 있다. 이런 이유로 현재 비접촉 측정방법이 주목받고 있다. 표면측정을 실현하는 데에는 광학 기술이 적극적으로 활용되고 있으며, 최근에는 물리학의 원리들이 도입되고 있다. 본 글에서는 이러한 측정기술의 기본원리를 소개하고 각 기술이 응용되는 예를 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1641-1646
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• 2011

자기연마공정은 유동성이 높은 연마입자를 활용하기 때문에 곡면 및 그루브 형상에도 적용이 가능한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 제 2세대 자기연마법을 활용하여 그루브 형상에 대한 자기연마가공 특성을 평가하여, 이를 향후 연료전지 채널과 같은 3차원 형상의 자기연마에 활용하고자 한다. 실험은 최대 1.5mm 깊이의 그루브에 대해 자기연마가공 후 슬롯부 및 랜드부의 표면거칠기 변화를 관찰하였다. 그 결과 랜드부의 길이가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 랜드부의 표면거칠기 향상정도는 높아졌다. 또한 슬롯부의 표면거칠기 향상정도는 랜드부와 슬롯부의 길이비가 증가하고 그루브의 깊이가 깊어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 마지막으로 자기연마가공을 통해서 그루브의 형상에는 큰 변화없이, 그루브의 모서리에 생성된 버를 효과적으로 제거할 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제6권4호
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• pp.11-20
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• 1989

마이크로 일렉트로닉스(Microelectronics)를 중심으로 하는 산업혁명이 진행되고 있는 시점에서 전자, 광학 또는 신소재 부품에 대한 형상과 치수 또는 표면거칠기에 대한 정확도와 정밀도가 엄격하게 요구되고 있다. 예를 들어 경취 재료인 반도체의 웨이화( w-afer), 수정진동자 자기헷트, 비구면렌즈 또는 연질 금속의 레이저빔(Laser Beam) 프린터 용 포리곤 밀러(Polygon Mirror), 자기디스크, 복사기용 드럼(drum), 레저기기용 반사밀러 등 가공정밀도를 향상시키기 위해서는 과거의 가공기술을 대치할 수 있는 새로운 초정밀가공 기술의 도입이 활발하게 진행되고 있다. 경취성 재료의 초정밀가공은 지금까지는 랩핑(lappi- ng), 폴리싱(polishing)의 가공기술이 주체였으나, 최근의 엄격한 부품정밀도에 대응하기 위하여 전가공을 초정밀 연삭가공으로 평면도,표면거칠기, 가공변질층을 향상시키고 다듬질 가공은 폴리싱으로 하여 표면거칠기를 향상시켜야 하는 가공기술이 보급되고 있다. 일반연질 금속의 다듬질가공은 유리지립을 이용하는 랩핑이나 폴리싱으로 다듬질 가공을 진행하고 있었 으나 형상정도와 표면정밀도를 동시에 얻는다는 것이 어렵고 또 가공시간이 너무 길어서 매우 고가인 것이 되고 말았다. 그러나 유리에서 연질금속으로 재료를 전환시키고 저가격화, 양산 화의 요구, 정밀도 향상과 부품의 안정화 등등 여러 이유로서 다아아몬드(Diamond) 공구로 mirror surface 를 만드는 초정밀 경면연삭 가공기술(precision turning with diamond)의 발달 로 이제는 완전히 새로운 가공기술로 대치되고 말았다. 다이아몬드에 의한 초정밀절삭은 공구 끝이 매우 예리하고 마모가 매우 적은 단결정 다이아몬드를 이용하고 절삭가공 기계는 운동정도 를 피가공물에 정확히 전사 시키는 방법이며 따라서 가공기계는 고도의 운동정밀도가 요구되며 그외에 강성, 진동, 열변이, 제어면에서 엄격한 검도가 있어야 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.27-28
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• 2007

전주는 표면코팅을 목적으로 하기보다 금속제품을 제조하기 위해 사용하는, 도금법과 유사한 기술이다. 다양한 조성의 Fe-Ni 합금들을 전주성형하여 극박형상으로 제조하였다. 2원계 Fe-Ni 합금의 결정립 크기는 10 nm 정도였으며 P 첨가에 의해 결정립 크기를 더욱 미세하게 할 수 있다. 전주한 2원계 Fe-Ni 합금들의 비저항은 전형적인 나노결정질 소재의 특성을 나타낸다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권12호
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• pp.23-32
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• 2016

본 연구에서는 각종 구조물 철거 시 발생하는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 발생한 순환골재를 각종 토공 및 보조기 층용에 재활용 시 발생할 수 있는 하중-변위 및 파쇄 특성을 분석하기 위해 단입자 파쇄실험을 실시하였다. 수화물과 골재로 구성된 75mm 이하의 순환골재를 40mm 크기(75-40mm 사이)와 20mm 크기(40-20mm 사이)의 골재로 나누어 실험하였다. 순환골재에 하중이 증가할 경우 단입자의 파쇄 거동은 불규칙한 표면이 가압판에 밀착되면서 초기에 표면이 파쇄되는 '표면파쇄(Surface crushing)', 표면파쇄 이후 골재와 수화물이 분리되는 소규모 부분적 파쇄와 균열이 반복적으로 발생하는 '수화물파쇄(Hydrate crushing)', 수화물파쇄가 단계적으로 반복되다가 최대하중에서 골재가 파쇄되면서 하중이 급격히 감소되는 취성파괴인 '골재파쇄(Aggregate crushing)'의 순서로 파쇄 사이클(crushing cycle)이 진행되었다. 한편, 하중이 지속적으로 증가함에 따라 이러한 파쇄 사이클은 수 차례 반복되는 경향을 보였다. 순환골재의 형상은 둥글거나 사각형에 가깝거나, 삼각형 또는 길쭉한 형태로 표면상태나 형상에 따라 파쇄 형상이 다르게 나타났다. 골재파쇄(최대 파쇄)에서 취성파괴로 하중이 감소되는 비율인 파쇄하중 감소율은 50% 이상인 경우는 63% 정도이며, 90% 이상인 경우도 15% 정도로 나타났다. 40mm 단입자는 최대하중 3.05~4.38kN 정도에서 대부분 파쇄되어 작은 입자로 분리되며, 세립화된 단입자 개수를 기준으로 20mm 이하의 분포비율은 약 70% 정도였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.131-149
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• 1999

여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어야 한다. 이 연구에서는 표면 형상을 정량화하기 위하여 일반적으로 사용되는 표면 거칠기 매개변수와 측정방법에 대하여 여러 참고문헌들을 검토하였다. 이것을 바탕으로 Normalized Roughness Parameter, $R_n$ (Uesugi and Kishida, 1986), Profile Roughness Parameter, $R_L$, 그리고 Surface Roughness Parameter, $R_n$(Dove and Frost, 1996)가 적합한 표면 거칠기 매개변수로 선택되었으며, 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 표면 거칠음 측정방법으로 선택하였다 이 실험장비를 이용하여 일반적으로 사용되는 지오멤브레인의 표면과 표면 패턴을 대표하는, 표면이 매끄러운 것과 3가지 종류의 돌기형 HDPE 지오멤브레인을 사용하여, 전단 시험에 사용되지 않았던 지오멤브레인과 전단시험후의 지오멤브레인에 대한 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 수행하였다. 그 결과, $R_L과\; R_S$값은 이 연구에 사용된 지오멤브레인의 거칠음 정도를 충분한 측정범위로 표현할 수 있는 매개변수로 밝혀졌으나, $R_n$값은 충분히 표면 거칠음 정도의 차이를 표현하기에는 부족하게 매우 좁은 변화 범위를 나타내었다. 이 연구는 접촉면에서 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 미치는 영향을 조사하고자 우선적으로 표면 거칠음 정도의 정량화 작업을 연구한 것이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2007년도 하계학술발표회 논문집
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• pp.243-244
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• 2007

본 연구에서는 성형용 코어 가공에서 초경합금(WC, Co 0.5%)의 초정밀 가공특성을 파악하기 위하여 다이아몬드 휠의 메시, 주축 회전속도, 터빈 회전속도, 이송속도 및 연삭깊이에 따른 표면거칠기를 측정하여 최적연삭조건을 규명하였다. 규명된 최적연삭가공조건을 활용하여 페러렐 연삭법으로 초정밀 연삭가공을 수행하였다. 연삭가공은 초정밀가공기(ASP01, Nachi-Fujikoshi Co., Japan)를 사용하였다. 최종 정삭가공을 수행한 비구면 성형용 코어의 형상측정결과 형상정도(PV; ${\varphi}$ 3.0mm) 0.15${\mu}m$(비구면), 0.10${\mu}m$(평면)으로 3M급 이상의 고화질 카메라폰에 채용되고 있는 비구면 Glass렌즈 양산용 성형용 코어 규격에 만족한 결과로서 본 연구에 수행된 초정밀 가공조건 및 측정방법이 매우 유효함을 알 수 있었다. 형상정도(PV) 및 표면조도(Ra) 측정은 초정밀 자유곡면 측정기(UA3P, Panasonic Co., Japan)와 3차원 표면조도 측정기(NewView5000, Zygo Co., USA)를 각각 사용하였다. 초정밀 가공된 성형용 코어면에 이온증착법을 활용하여 DLC 코팅을 수행하였다. 코팅 전후의 성형용코어를 활용하여 Glass소재(K-BK7, Sumita Co., Japan)를 최적의 성형조건(성형온도, 압력, 냉각속도)으로 성형하였다. DLC 코팅과 성형은 DLC 코팅기(NC400, Nanotech Co., Japan)와 Glass렌즈 성형기(Nano Press-S, Sumitomo Co., Japan)을 각각 사용하였다. Fig. 1은 초정밀 연삭가공, DLC 코팅막 구조, 코팅된 성형용 코어, 그리고, 성형된 비구면Glass렌즈를 각각 나타낸다.

• 기계저널
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• 제32권2호
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• pp.184-193
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• 1992

현재의 3차원 측정기 중에서 CNC 3차원 측정기, 3차원 측정기의 데이터 처리장치 및 측정용 센서에 대해서 알아보았다 3차원 측정기는 공작기계와 많은 관계가 있지만 로봇, CAD/CAM 과도 밀접한 관계를 지니고 있다. 또한 3차원 측정기는 센서와도 밀접한 관계가 있다. 앞으로 더욱 바람직한 것은 3차원 형상의 고속연속측정이 가능하게 하는 것, 접촉점의 위치좌표가 고 정도로 구해지는 것 마찰력을 제거할 수 있는 것, 소형, 경량화 등을 열거할 수 있겠다. 한편, 비접촉 센서로서는 광학적 방법을 이용한 센서가 많이 개발되어지고 있지만 표면거칠기, 표면 반사율, 경사각 등의 영향을 받기 쉽기 때문에 고정도의 3차원 측정에 있어서 아직 많은 문제가 남아 있다. 앞으로도 이 같은 많은 문제점을 해결할 수 있는 연구가 계속 진전되기를 바란다

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.225.2-225.2
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• 2013

실리콘기반의 광전변환 소자는 소자공정의 편의성, 소자 신뢰성, 화학적 안정성, 그리고 저가경쟁력 등의 이점 때문에 수 십 년간 널리 연구되어 왔다. 그러나, 실리콘 재료의 경우 높은 굴절률로 인해 표면에서 높은 광 반사도를 가지고 있다. 일반적으로, 태양전지의 광전변환 효율은 빛이 서로 다른 유전율을 가진 계를 통과할 때 발생하는 계면반사로 인한 물리적인 한계를 가진다. Indium Tin Oxide (ITO)는 발광 다이오드, 태양전지, 그리고 광 검출기 등의 광소자에 적용하기 위해 수 년간 투명전도 산화막 재료로서 연구되어 왔다. ITO의 뛰어난 광학적, 전기적 특성은 높은 투과도와 낮은 전기 전도도를 요구하는 소자 응용에 대해 유망한 후보로 거듭나게 했다. 게다가, ITO의 굴절률은 대략 2정도이다. 그 결과, ITO는 반도체 기반 태양전지의 무반사 코팅 소재로서도 장점을 가지고 있다. 본 연구는 전자빔 증착법으로 경사입사 증착을 하여 실리콘 기반 태양전지에 증착될 ITO 박막의 굴절률을 조절한다. 여기서, 실리콘의 굴절률은 대략 3.5정도이다. 그러므로, 더 나은 광학적 특성을 가지기 위해 다층으로 올려진 ITO 박막이 점진적인 굴절률 변화를 가지는 것을 필요로 한다. 점진적 굴절률 변화를 가진 무반사 박막이 실리콘 태양전지의 특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 광전변환 효율을 측정하였다. 증착된 박막의 굴절률과 표면형상은 각각 타원편광분석과 Atomic Force Microscopy (AFM)을 통해 분석되었다. 또한, 소자의 단면형상은 Scanning Electron Microscopy (SEM)으로 측정되었다.