• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1048-1054
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• 2011

레이저 표면경화처리는 고밀도 에너지 열원에 의해 레이저 조사부위만 급속 가열한 후 표면의 열이 내부로 전도되어 급속히 자기냉각 됨으로써 표면을 경화시키는 방법이다. 이 표면처리 방법은 열처리에 의한 열변형이 거의 없고, 표면경화처리 이후 다른 공정을 수반하지 않는다. 또한 국부적인 가공이 가능하기 때문에 복잡한 형상을 가지는 금형에는 적합한 표면처리 방법이다. 본 연구에서는 열처리에 적합한 빔 프로파일을 가진 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 금형재료용 주철의 표면처리를 실시하였다. 프레스 금형 공정에 따른 금형의 형상이 다르기 때문에 적용부위에 따라 시험편을 평면과 모서리부로 나누어 열처리를 실시하였다. 이때 모서리부의 열처리는 광학헤드를 $10^{\circ}$ 기울인 상태에서 진행하였다. 그 결과, 모서리부의 열처리는 평면부와 비교하여 형상에 따른 열전달 루트가 제한되므로, 입열이 집중되기 쉬워 평면 열처리보다 빠른 이송속도에서 경화가 이루어졌다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.600-607
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• 2011

고탄소강은 사용자가 요구하는 특성을 만족시키기 위해 침탄, 질화, 고주파담금질 등에 의해 표면처리 되어져 왔다. 그러나 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하여 표면처리 후 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리법으로로써 레이저열처리 방법이 대두대고 있으며, 레이저열처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저 빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(self-quenching)됨으로써 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 열처리법이다. 본 연구에서는 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL을 이용한 고효율, 고기능의 고탄소강 열처리 후 재료적 물성을 평가하였다. 그 결과 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 열처리부 및 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직의 특성을 명확히 할 수 있었다.

• 열처리공학회지
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• 제22권6호
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• pp.339-344
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• 2009

Recently, Laser surface treatment technologies have been used to improve wear charactenitics and fatigue resistance of metal molding. When the laser beam is irradiated on the surface and laser speed is appropriate, the laser focal position is rapidly heated and the thermal energy of surface penetrates the material after irradiation, finally imbuing it with a new mechanical characteristic by the process of self-quenching. This research estimates the material characteristic after efficient and functional surface treatment using HPDL, which is more efficient than the existing CW Nd:YAG laser heat source. To estimate this, microstructural changes and hardness characteristics of three parts (the surface treatment part, heat affect zone, and parental material) are observed with the change of laser beam speed and surface temperature. Moreover, the depth of the hardened area is observed with the change of the laser beam speed and temperature. From the results of the experiments, it has been shown that the maximum hardness is approximately 788Hv when the heat treatment temperature and the travel speed are $1150^{\circ}$ and 2 mm/sec, respectively.

• 열처리공학회지
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• 제20권4호
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• pp.203-208
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• 2007

고출력 다이오드레이저(High Power Diode Laser, HPDL)는 독일을 중심으로 한 유럽내의 여러 국가에서 적용분야를 점차 높여가고 있으며, 금속소재에 있어서의 높은 흡수율 및 발진장치의 높은 에너지 변환효율이 중요한 요인이라고 할 수 있다. 레이저소스로부터 출력되는 사각형 또는 라인형의 레이저-빔은 다이오드레이저를 이용한 금속의 열처리분야에 매우 적합하며, 이미 Body-in-White 차체(Car Body) 양산라인의 브레이징 공정에는 수 년 전부터 실제 적용되어왔다. 또한, 다양한 빔 형상, 균일한 에너지 밀도, 낮은 운전비용, 간단한 유지보수, 좁은 설치공간, 손쉽게 이동이 가능한 구조, 광케이블을 이용한 레이저-빔의 전송 등 여러 장점으로 인하여 보다 유연하고 효과적인 생산환경을 구축할 수 있다는 것 또한 다이오드레이저의 응용분야를 확대하는 요인이 되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.295-295
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• 2011

CIGS박막을 동시 증발법(co-evaporation)으로 몰리브덴이 증착된 소다라임 유리 위에 성장시켰다. CdS 박막은 화학적 용액 성장법 (chemical bath deposition: CBD)을 이용하여 약 60 nm를 증착하였다. 열처리는 가열판 (hot-plate)을 사용하여 공기중에서 하였다. 열처리 온도는 0~350$^{\circ}C$까지 변화하였으며, 열처리 시간은 각각 5분이었다. 시료의 표면 및 계면의 변화를 SEM측정을 통하여 관측하였다. CdS/CIGS 박막의 열처리 온도 변화에 따른 photoluminescence 특성을 조사하였다. 여기 레이저는 488 nm ($Ar^+$ laser)와 632.8 nm (He-Ne laser)를 사용하여 결함의 근원을 조사하였다. 온도 의존성 실험을 통하여 CIGS 박막의 띠 간격 에너지를 확인할 수 있었으며, 결함 준위의 활성화 에너지 및 특성을 알 수 있었다. $Ar^+$ laser에서만 관측되는 신호의 근원은 CdS에 기인한 것이었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제23권7호
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• pp.39-50
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• 2006

Laser heat treatment technologies have been used to improve characteristics of wear and to enhance the fatigue resistance for automotive parts. The bjective of this research work is to investigate the influence of the process parameters, such as power of laser and defocused spot position, on the characteristics of laser heat treatment for the case of SM45C medium carbon steel. CW Nd:YAG laser is selected as the heat source. The optical lens with the elliptical profile is designed to obtain a wide heat treatment area with a uniform hardness. From the results of the experiments, it has been shown that the maximum hardness is approximatly 780 Hv when the power and the travel of laser are 1,095 W and 0.6 m/min, respectively. In addition, the hardening width using the elliptical lens was three time larger than that using the defocusing of laser beam.

• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.228-231
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• 2004

Ta(5 nm)/NiFe(11 nm)/FeMn(16 nm) Ta(5 nm)과 Ta(5 nm)/NiFe(11 run)/FeMn(16 nm)/NiFe(7 nm)/Ta(5 nm) 다층박막구조를 제작하여, Laser의 power, 조사 위치, 자장의 방향에 따라 자기저항(MR)비와 교환결합력(H$_{ex}$) 자기적 특성을 연구하였다. Laser 열처리는 power를 440 mW까지 증가시키면서 FeMn/NiFe 이중박막을 15분 씩 Laser로 조사하여, 200 mW에서부터 음의 자기장에서 자기저항곡선의 피크가 발생하기 시작하였다. 400 mW까지 증가시키면서 양의 자기장에서 자기저항곡선의 MR비와 H$_{ex}$:가 각각 0.9%에서 0.1%로, 87 Oe에서 76 Oe로 감소하였고, 음의 자기장 피크에서는 MR비와 H$_{ex}$가 모두 증가하였다. 또한 NiFe/FeMn/NiFe삼중박막에서도 같은 결과를 얻었다. 300 mA로 laser열처리한 면적을 증가시켰을 때 자기저항곡선이 positive 피크는 감소하고 negative 피크는 증가하였다. 이러한 Laser 열처리효과에 의해 결과적으로 교환결합된 박막구조의 국소적 자화반전을 가능하게 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권9호
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• pp.5460-5466
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• 2014

본 연구에서는 실생활에 많이 이용되며 주로 주방용 식기 및 식칼, 소형칼, 주방 가위 등으로 널리 사용되는 STS420J2를 실험소재로 사용하였다. 마르텐사이트계 스테인리스강은 Cr13%이상 함유하고 있어 약 $1,050^{\circ}C$를 정점으로 하여 그 이상의 고온에서는 저하하는 단점을 가지고 있다. 실험에 사용되는 시험편 표면에 표면경화를 수행하기 위하여 #200 ~ #1500의 순서대로 미세연마 후 거친연마 가공을 실시하였으며, 다이오드 레이저의 표면경화 열처리 후에 자기냉각효과를 고려하여 $100{\times}50{\times}10$의 판재로 시험편을 제작하여 실험하였다. 소재 표면에 다이오드 레이저를 이용하여 국소부위에 표면경화 열처리를 수행하였다. 이때 다이오드 레이저의 출력과 이송속도를 공정조건으로 하여, 미세경도시험, 미세조직시험, 전자 주사 현미경(SEM), 입열량을 분석하였다. 분석 후에는 실험소재의 기계적 특성을 비교하여, 타 표면경화법에 비해 다이오드 레이저를 이용하였을 때의 표면경화 열처리 신뢰성과 우수함 그리고 최적의 공정조건을 도출하였다. 열처리 후 경화부는 Plate martensite로 경화 되었으며. 경도값은 Hv606.2로 열처리 후 약 3배 이상 표면경도가 향상되었다.

• 열처리공학회지
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• 제10권3호
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• pp.165-171
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• 1997

Laser hardening for the piston ring groove of ductile cast iron was tried. Mechanical and microstructural investigation for the hardened area indicated that the laser heating technique could replace conventional induction hardening process completely and further showed that post grinding process would be eliminated by minimizing bulging of heat treated area. In laser hardening, the volume increase caused by martensitic phase transformation proved to be less than $10{\mu}m$, which insures no post machining on the hardened surface. As expected, the depth of hardening was inversely proportional to the beam scanning velocity and the highest surface hardness was obtained at the beam velocity of 0.75m/min. Heat treatment using phosphate coating demonstrated quite comparable result to the case of graphite suscepter.

• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.224-227
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• 2004

교환결합된 NiFe/FeMn 이중박막에서 Laser 열처리를 통하여 국소적인 자화반전을 연구하였다. 600 G의 외부 자기장을 시편에 가하면서 DPSS Laser로 자화 반전시켰으며, 300 mW에서 15분 동안 국소적인 부분을 조사하였다. 국소적으로 자화반전 시킨 박막을 다시 원래 방향으로 역 반전시켜 자기저항(MR)곡선 피크가 감소된 것을 관찰하였다. 이는 직접적으로 Laser를 가한 박막의 손상과 계면에서 내부 확산에 의한 것으로 생각된다 국소적인 반전 자화의 자구구조는 MU을 통하여 관찰하였다. 자화반전 영역에서 새로운 자구벽을 형성하였으며, Laser가 조사된 영역근처에서 자구벽이 형성된 것을 관찰하였다.