• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.293-293
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• 2010

최근 태양전지 연구에서 저가격화를 실현하는 방법 중 하나로 폐 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 기존 웨이퍼 재생공정은 높은 재처리 비용과 복잡한 공정등의 많은 단점을 가지고 있다. 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 식각하는 기계적 건식 식각 공정 기술이라고 할 수 있는 micro blaster 공정을 이용하면 기존 재생공정보다 낮은 재처리 비용과 간단한 공정으로 재생웨이퍼를 제작할 수 있다. 하지만 이러한 micro blaster 공정은 식각 후 표면에 많은 particle과 crack을 형성시켜 태양전지용으로 사용하기에 단점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 micro blaster를 이용한 태양전지용 재생 웨이퍼를 제작하기 위해 폐 실리콘 웨이퍼의 표면 물질을 식각하고, 식각 후 충돌에 의해 발생된 표면의 particle과 crack을 DRE(Damage Remove Etching)공정으로 제거하는 연구를 진행 하였다. 먼저 폐 실리콘 웨이퍼와 같은 표면을 형성하기 위하여 시편 표면에 각각 Al($2000{\AA}$), $Si_3N_4(3000{\AA})$, $SiO_2(1{\mu}m)$, AZ1512($1{\mu}m$)을 형성하고 micro blaster의 파우더 크기, 압력, 스캔 속도 등의 공정 조건에 따라 폐 실리콘 웨이퍼 표면 물질을 식각하였다. 식각 후 폐 실리콘 웨이퍼의 식각된 깊이와 표면 물질 잔량을 측정하고, 폐 실리콘 웨이퍼의 표면에 particle과 crack, 요철이 형성되어 있는지를 확인하였다. 그 결과 폐 실리콘 웨이퍼에 형성된 물질의 두께 이상으로 식각되었으며, 표면 물질의 잔량이 남아 있지 않았고, 표면에 많은 particle과 crack, 요철이 형성되었다. 표면에 형성된 요철은 유지하면서 많은 particle과 crack을 제거하기 위하여 micro blaster공정 후 DRE 공정으로 표면 개선이 필요하였다. 이때 남겨진 요철은 입사광량을 증가시키고, 표면 반사율을 감소시켜 태양전지내의 흡수하는 빛의 양을 증가시키는 태양전지 texturing 공정 효과로 작용하게 된다. 표면에 남은 particle과 crack을 완전히 제거하면서 요철은 유지할 수 있게 HNA 용액의 농도와 시간에 따른 식각 정도를 측정하였다. DRE 공정 후 표면 particle과 crack이 완전히 제거되어 표면이 개선됨을 확인하였다. Micro blaster를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼의 표면을 식각하고, DRE공정으로 표면을 개선함으로써 태양전지용 기판으로의 재생 가능성을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제14권1호
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• pp.29-36
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• 2000

Surface micro-crack grows along intergranular or transgranular region of crystal grains. But if it meets the barrier such as sessile dislocation and precipitates it loses straightness and deflects. Investigators had many difficulties in estimating fatigue life of smooth specimen because of the random distribution growth and coalescence of surface micro-cracks. The path of surface micro-crack has irregularity due to nonhomogeneous microstructure. Euclidian geometry can't quantify the shape of surface micro-crack but fractal geometry can. Therefore in this paper fractal dimension is measured at various stage of cycle ratio and estimated cycle ratio in 2024-T3 aluminium, alloy.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.421-429
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• 1985

본 연구에서는 결함에서 발생전파하는 피로크랙거동과 결정입대소와의 관계를 검토하기 위하여, 페라이트 결정입을 열처리에 의하여 변화시킨 재료에, 우선 .PHI.0.3mm 의 미소원공을 가공한 시험편을 준비하고, 피로한도거동, 피로크랙발생거동, 피로크랙 전파거동, 응력레벨의 고저에 따른 피로크랙의 발생, 전파거동등과 페라이트 결정입의 대소와의 관계등을 금속현미경 관찰을 토대로 상세히 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.28-35
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• 1983

Quantitative analysis have been carried out on the micro-cracks on the surface and into the depth of unnotched smooth mild steel specimen under cyclic stains by rotating bending fatigue tests. Some of the results are; (1) Cracks initiate at the early stage of fatigue life N$_{I}$/ N$_{f}$=10 to 20%, and propagate during the rest of fatigue life. (2) Coalescence of highly crowded small fatigue cracks of random distribution seems to induce the final fracture at higher stress level. (3) The curves of crack initiation and the equal crack length on the graph of stress versus number of cycles are parallel to the S-N curve. (3) The curves of crack initiation and the equal crack length on the graph of stress versus number of cycles are parallel to the S-N curve. (4) The distributions of micro-surface crack length and depth show the composite Weibull distributions which are approximated to two straight lines separated by the value of transient region between stage I and stage II crack.k.k.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권5호
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• pp.1288-1296
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• 2000

In this study, fatigue crack behavior between arbitrarily located defects was investigated by experiment. Especially, stress interaction between micro hole defects and fatigue cracking, and fatigue crack initiation life following the variation of location of micro hole defects were considered. In addition, crack initiation position by micro hole stress interaction and the relationship between stress concentration factor and fatigue initiation life are studied in detail.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권9호
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• pp.887-892
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• 1999

The inner crack-like pore with controlled amount of Ca impurity in the high purity alumina single crystal sapphire had been created by micro-fabrication technique which includes ion implanation photo-lithography Ar ion milling and hot press technique. The crack-like pores in two-hour hot pressed specimen were extremely stable even after heat treating at 1,80$0^{\circ}C$ for 5 hours almost no healing was observed. But the crack-like pores in one-hour hot pressed specimen at 1,30$0^{\circ}C$ were healed by heat treatment and the amount of healing was increased with the heat treatment time and temperature and the amount of Ca addition. The edges of crack-like pore parallel to <1100> direction in (001) basal plane were stable but the edges normal to this direction in (00101) plane <1120> direction were unstable to facetting This means that the surface energy of alumina along the <1100> direction in (0001) basal plane in much lower than <1120> direction.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권3호
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• pp.217-232
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• 2006

A crack model for the fracture in concrete based on meshless method is proposed in this paper. The cracks in concrete are classified into micro-cracks or macro-cracks respectively according to their widths, and different numerical approaches are adopted for them. The micro-cracks are represented with smeared crack approach whilst the macro-cracks are represented with discrete cracks that are made up with additional nodes and boundaries. The widely used meshless method, Element-free Galerkin method, is adopted instead of finite element method to model the concrete, so that the discrete crack approach is easier to be implemented with the convenience of arranging node distribution in the meshless method. Rotating-Crack-Model is proved to be preferred over Fixed-Crack-Model for the smeared cracks of this composite crack model due to its better performance on mesh bias. Numerical examples show that this composite crack model can take advantage of the positive characteristics in the smeared and discrete approaches, and overcome some of their disadvantages.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권10호
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• pp.1039-1045
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• 2007

Ultrasonic machining (USM) is suitable for machining hard, brittle and non-conductive materials such as silicon, glass and ceramics. Usually, when micro holes are machined on glass by USM, roundness of hole entrance is poor and cracks appear around the hole exit. In this paper the machining characteristics were studied for roundness improvement and exit crack prevention. From experiments, the tool bending and the shape of tool tip affect hole roundness. When the tool tip is hemispherical, good roundness of holes was obtained. The feedrate and the rotational speed of the tool affect the exit crack. With the machining conditions of 150 rpm in spindle speed and $0.5\;{\mu}m/s$ in feedrate, micro holes with less than $100\;{\mu}m$ in diameter were machined without an exit crack.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.352-357
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• 2008

구조물의 안전 보장 문제에 있어 재료의 파손 이전에 미세균열을 검출하는 것은 매우 중요하다. 비선형 초음파 기법은 일반적인 초음파 기법보다 미세결함에 민감하기 때문에 이를 이용하여 비파괴적으로 구조물이나 재료의 건전성을 진단하는 방법이 주목받고 있다. 계면접촉에 의한 비선형 초음파 효과는 초음파가 내부의 미세 균열에 입사될 때 미세균열면에서 응력과 변위가 비선형 관계를 가지고, 이에 의해 파가 왜곡되어 그 결과 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 초음파 기법의 적용가능성을 알루미늄 시편에 인위적으로 발생시킨 피로균열을 대상으로 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위해 V-노치를 갖는 A16061의 피로균열 시험편을 준비하고, 균열방향으로 2차 고조파 성분의 크기를 측정하였다. 실험결과 미세균열에서 고조파 성분이 크게 발생하며 이 기법에 의한 균열깊이 측정이 일반적인 반사파의 6 dB drop법보다 정확함을 확인하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제19권1E호
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• pp.25-32
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• 2007

The fracture energy evaluated from the previous experimental results can be simulated by using the modified singular fracture process zone (S-FPZ) model. The fracture model has two fracture properties of strain energy release rate for crack extension and crack close stress versus crack width relationship $f_{ccs}(w)$ for fracture process zone (FPZ) development. The $f_{ccs}(w)$ relationship is not sensitive to specimen geometry and crack velocity. The fracture energy rate in the FPZ increases linearly with crack extension until the FPZ is fully developed. The fracture criterion of the strain energy release rate depends on specimen geometry and crack velocity as a function of crack extension. The behaviors of micro-cracking, micro-crack localization and full development of the FPZ in concrete can be explained theoretically with the variation of strain energy release rate with crack extension.