Chemical mechanical polishing (CMP) process was studied in terms of tribology in this paper. CMP performed by the down force and the relative motion of pad and wafer with slurry is typically tribological system composed of friction, wear and lubrication. The piezoelectric quartz sensor for friction force measurement was installed and the friction force was detected during CMP process. Various friction signals were attained and analyzed with the kind of pad, abrasive and abrasive concentration. As a result of experiment, the lubrication regime is classified with ηv/p(η, v and p; the viscosity, relative velocity and pressure). The characteristics of friction and material removal mechanism is also different as a function of the kind of abrasive and the abrasive concentration in slurry. Especially, the material removal per unit distance is directly proportional to the friction force and the non~uniformity has relation to the coefficient of friction.
본 연구에서는 낙동강 모래의 내부마찰각과 모래와 건설재료들과의 접촉면에서 발생되는 표면마찰각의 특성을 파악하기 위하여 모래의 상대밀도와 전단속도를 변화시켜 목재, 강재, 몰탈, 그리고 역청재와 일련의 직접전단시험을 실시하였다. 시험결과 모든 경우에서 모래의 내부마찰각이 건설재료와의 표면마찰각보다 항상 크게 나타났고, 전단속도가 빠를수록 마찰각이 조금 증가되었다. 모래의 간극비가 작아짐에 의한 조밀화에 따라 마찰각은 선형적으로 증가하였으며, 간극비와 상대밀도의 변화에 따라 마찰각을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 또한 건설재료의 표면거칠기는 표면마찰각에 있어 중요한 인자임을 알 수 있었다.
Because of the growing need for high-speed transport options such as trains and aircraft, there is increasing demand for technology related to high-speed trains. Among them, braking systems are important in high-speed trains in terms of reliability. Especially, the disk brake system, in use in most high-speed trains, transforms kinetic energy into thermal energy and noise. Therefore, the material properties of both the friction materials and disks are expected to influence the tribological characteristics. In this paper, the tribological characteristics depend on the hardness of the brake disks between the Cu-based sintered metallic friction material and the heat-treated heat-resisting steel disks. A lab-scale dynamometer used to perform braking tests at a variety of braking speeds using dry conditions. The test results revealed that the hardness of the disks affects the friction coefficients, friction stabilities, and wear rates. Thus, the brake system using the heat-resisting steel disk requires proper heat-treatment. These differences are considered to be caused by the change in tribological mechanisms and the generation of an oxide layer on the friction surfaces. The oxide layers on the friction surfaces are confirmed to Fe2O3 by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) analysis.
To increase the fuel economy, a reduction of friction loss is important in engines. Experimental investigations have been required for reducing the friction loss of crankshaft bearings. Hydraulic cylinder, and servo control ler system which modified the applied load, and test rig for the observation of the characteristics of engine crankshaft bearings were designed and fabricated. Experiment is performed. Friction torque, journal locus and circumferential temperature variations of crankshaft bearings were measured with appling load, revolution speed, and oil inlet temperature, etc.
Solid state joining techniques are increasingly applied in a wide range of industrial applications. Friction welding is a solid state welding technique that is used to join similar or dissimilar materials. In this study, friction welding was applied to rotor shaft composed of a disk and a shaft. The disk and shaft were manufactured by hot forging and rolling, respectively. The aim of the study was to predict the structural characteristics during hot forging and friction welding process for rotor shaft of turbo charger. The structural characteristics were determined by heat input and heat affected zone (HAZ) during a short cycle time. Thus, transient FE analysis for hot forging and friction welding was based on heat transfer. The results were used to predict structural characteristics during hot forging and friction welding processes. The prototype of rotor shaft was manufactured by the result-based process parameters.
Semi-spherical CVT(SS-CVT) is one of friction drives, which transmits power via the friction force between a spherical shaped variator and output disks. The variator varies the speed ratio of SS-CVT continuously as well as transmits input power into the output shaft. Therefore two friction forces are normally applied on the variator; one is the longitudinal friction force for power transmission and the other is the lateral for shifting. In order to investigate the dynamic behavior of SS-CVT, we introduced a numerical model of 2-dimensional friction force using a function of slip ratio and slip angle. And a dynamic model, which describes the shifting mechanism of SS-CVT, is developed through 3-dimensional vector analysis. Finally we presented numerical results of the shift characteristics focused on the transient behavior of the variator's slip ratio and slip angle. The numerical results also show the typical CVT shifting characteristics of SS-CVT and stable shifting behaviors of the variator.
Although the application of high strength steel is increasing to cope with the various updated regulations of automobiles, high strength steel sheets are difficult to formulate due to the high tensile strength and low elongation of those materials. In this study, the slide motion was controlled using a servo press in order to improve the formability of the process of manufacturing ultra-high strength steel of above 1.2GPa. Also, the friction characteristics of the slid motion were investigated through a high speed friction test. The slide motion was optimized by adjusting the number of steps, the rising start position and the rise height of the slide. At the same time, it is noted that the optimal slide motion increased the forming depth by about 40%. From the results of the high speed friction test, the application of the slide motion reduces friction resistance, thereby improving friction characteristics and improving formability.
Generally the side plate materials of FRP ship are composed of glass fiber and unsaturated polyester resin composites(GFRP composites). In this study, the effect of applied load and sliding speed on friction and wear characteristics of these materials were investigated at ambient temperature by pin-on-disc friction test. The cumulative wear volume, friction coefficient and wear rate of these materials for SiC abrasive paper were determined experimentally. The cumulative wear volume showed a tendency to increase nonlinearly with increase of sliding distance and was dependent on applied load and sliding speed for these composites. The friction coefficient of GFRP composites was increased as applied load increased at same sliding speed in wear test. It was verified by SEM photograph of worn surface that major failure mechanisms were microfracture, deformation of resin, cutting and cracking.
In this study, chip-tool friction and shear characteristics of cold drawn free machining steels in turning were assessed. To do this, a newly developed equivalent oblique cutting model was adopted. And for comparison with those of free machining steels, chip-tool friction and shear characteristics of conventional carbon steels were also investigated. The Pb-S free machining steel shows superior machinability to others. In case of the Bi-S free machining steel, the shear stress and the specific friction energy are relatively lower than those of conventional carbon steels, but its shear strain is relatively high, so it does not show any remarkable improvement of machinability.
The effects of the statistical properties of the Coulomb friction coefficients on the dynamic responses of a galloping quadruped robot are investigated in this paper. In general, the Coulomb friction coefficients are assumed to be deterministic for a controller design to achieve required motion characteristics. However, the friction coefficients between the ground and the robot legs are not constant in reality. Therefore, statistical characteristics of the friction coefficients need to be considered for a multi-body modeling of the robot galloping on the ground. The effects of the statistical properties on the dynamic responses of the quadruped robots are investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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