In this work, effects of plasma on different hardness of welding steel using laser-induced breakdown spectroscopy were investigated. The ratios of ionic to atomic spectrum peaks were related to its material hardness. The major spectrum peak (Fe) and minor spectrum peak (Mn) were considered as monitoring elements. The stronger repulse plasma was generated, the harder material it was. The ratios of ionic to atomic spectrum peaks increased with respect to the material hardness as well. The correlation of minor spectrum peaks was stronger than that of major spectrum peaks. However, the major spectrum peaks indicated a similar trend, which could be used to estimate the hardness, too. Based on this result, the method could be used as a non-contact remote measurement of material properties.
The purpose of this study was to investigate the effect of dentin bonding agents on the bond strength of composite resin restorations in case of applying the dentin bonding agents to acid etched enamel surfaces. Freshly extracted 364 bovine anterior teeth were selected as a adherents. 320 enamel specimens were divided into two groups(unetched group (1) and etched group (2) for testing the shear bond strength, 40 specimens were used for the hardness testing, and 4 specimens of rest were to observe the resin-tag formation into etched enamel surfaces. All surfaces of enamel specimens were polished with 320~1500 SiC paper under continuous running water. In Group (1), 100 enamel specimens were polished and unetched. 220 polished enamel specimens in Group (2) were etched with 37 % phosphoric acid solution for 60 seconds, washed with water for 20 seconds, and dried with a light air pressure for 60 seconds. Three kinds of dentin bonding agents(Gluma, Prisma, Scotchbond 2) were evaluated the effect on the bond strength to conditioned enamel surfaces. Shear bond strengths were measured on the three cases such as a coating of primer only, a coating of sealer only, and a sequential coating of primer and sealer to acid etched enamel surfaces were compared with the bond strengths measured by the coating of enamel bonding agent followed by the bonding of composite resin (Photo clearfil bright, Kuraray, Japan) to unetched and acid etched enamel surfaces. In addition, the hardness tested on the adhesive fractured surface between composite resin enamel as a mean of evaluation of a factor whether the mechanical bond strengths were affected and the penetration of dentin bonding agents into etched enamel surfaces was also observed. Bond strengths were measured using the method of shear bond strength by a universal testing machine (Instron-4467, USA), statistical test were applied to the results using a one way analysis variance(ANOVA), and hardness was measured by the Vicker's Hardness Tester(MHT-i, Matsuzawa, Japan) and the penetration of the resins were observed by the SEM (Hitachi, S-2300, Japan). The following conclusions were drawn; 1. Enamel bonding agent showed to affect the improvement of bond strength of composite resin to enamel surface both unetched and etched. 2. Dentin bonding agents could be resulted in increase of bond strength to unetched enamel surface, but there were no statistical significances. 3. Bond strengths to etched enamel surface were significantly decreased with a coating of dentin primer only. 4. Coating of sealer only and coating of primer and sealer noticed the similar bond strengths of composite resin to etched enamel using the enamel bonding agents. 5. The applying method proved to be more effective than the kinds of dentin bonding agents on the bond strength of composite resin to etched enamel than the kind of dentin. 6. Vicker's hardness numbers of dentin bonding agents were lower than that of composite resin, but the degree of penetration of dentin bonding agents into etched enamel surfaces was excellent.
In this article, a 20 kHz Titanium (Ti) ultrasonic waveguide system for a nano-surface reformation process was designed and fabricated. First, finite element analysis using ANSYS software was performed to find the optimal dimensions. The obtained anti-resonance frequency for the Ti transducer with the piezoelectric device was 20.0 kHz, which value agreed well with the experiment result of 20.1 kHz (0.5% error). To test the system, chromium molybdenum steel (SCM) 435 was chosen as a test-piece. The result proved that the reformed depth was $36{\mu}m$. In addition, hardness was measured before and after the process. The value was changed from 14 HRC to 21 HRC, which is 50% increasing rate. Finally, the friction coefficient test result showed that the surface coefficient was reduced from 0.14 to 0.10 (28.6% reduction). Based on the results, the Ti ultrasonic equipment is regarded as a useful device for nano-scale surface reformation.
The oxidation and recrystallization behaviors of Ni-base single crystal superalloy, CMSX-2 were investigated to determine the condition of the preparation for transient liquid phase (TLP) bonding operations. The faying surfaces of CMSX-2 were worked by the shot peening, fine cutting and mechanical polishing treatments and the degree of working of treated surfaces was evaluated by the hardness test and X-ray diffraction method CMSX-2 was heat-treated at 1,173∼1.589k for 3.6ks in vacuum of 4mPa. The mechanically polished surface was slightly oxidized after heat treatment even in the vacuum atmosphere of 4mPa. The thickness of an oxide film increased with increasing the heating temperature and the surface roughness of the faying surface. Recrystallization occurred at the surface after heat treatment at above 1,423K when the hardness was increased more than Hv600 by the shot peening treatment while the mechanically polished or fine cut surfaces didn't recrystallized. Based on these results, it was clearfied that the mechanically polishing with fine abrasive grit could be used for the preparation of faying surface of CMSX-2 before bonding operation.
현대의 반도체 산업에서 공정 중 가장 큰 비중을 차지하며, 가장 많은 자본과 인력을 소비하는 것이 바로 세정 공정이다. 세정공정은 소자의 작동에 영향을 미치고 기능을 저하시킬 수 있는 이물질 입자들을 제거하는 것이다. 특히 소자를 식각하기 위한 Photoresist(PR) 과정이 끝날 때마다 항상 세정 과정이 포함되어야 했다. 또한, Photoresist(PR) 공정 중 생성된 HDI-PR(high dose implanted photoresist)은 세정 과정에서 제거가 힘들기 때문에 현대의 고밀도 집적회로 세정 공정에서는 건식 세정과 습식 세정을 혼용하여 여러 단계의 세정 공정을 거치게 된다. 이 논문에서는 기존 플라즈마 방식으로 대표되는 건식 세정과 약액으로 대표되는 습식 세정을 동시에 사용하는 방식을 사용하여 약액활성화 방법(Plasma Liquid-Vapor Activation; PLVA)을 제안하여 실험을 실시하였고 HDI-PR을 활성화된 용액에 담근 후 Nano-Indenter를 이용하여 표면강도와 탄성계수를 측정했다. Nano-indenter는 특정한 기하학적 형태를 가지는 Tip을 표면에 압입한 후 압입하중과 압입깊이를 측정함으로서 시료의 표면강도와 탄성계수를 측정하였다. 그 결과 plasma로 활성화된 PR stripper 용액으로 strip한 후의 시료의 표면 강도가 크게 줄어든 것을 확인하였다. 이는 이후 물리적 표면 세정 공정을 후 공정으로 사용한다면 보다 효율적인 HDI-PR을 제거할 수 있을 것으로 사료된다.
In this paper, we present a novel hydrophilic coating material (Wellture Finetech, Korea) which can be utilized as a coating layer for anti-contamination for electrical and electronic system. The coating material was deposited on 4 inch silicon wafer with several different film thickness. The film thickness was controlled by spin coating speed. After curing of the film, we have scratched by permanent marker to check self-cleaning property of the film. Also we have executed several mechanical tests of the films. As the spin coating speed is increased, the film thickness was thinned from 230 nm to 125 nm. Contact angle of the film was lowered from $30^{\circ}$ to $12^{\circ}$ as the spin coating speed is increased from 700 to 2,500 rpm. On permanent marker scratched film surface coated at 1,000 rpm, we have poured regular city water to investigate self cleaning property of the film. The scratches were gradually separated from the film surface due to super-hydrophilicity of the film. Hardness of spin coated film was 9H measured by ASTM D3363 method. and adhesion of all film was 5B tested by ASTM D3359 method. Also, to get exact hardness value of the film, we have utilized a nano-indenter. As spin speed is increased, the hardness of film was increased from 3 GPa to 5 GPa.
Niobium nitride (NbN) films were deposited on AISI 304 stainless steels by inductively coupled plasma (ICP) assisted dc magnetron sputtering method at different ICP powers, and the effects of ICP power on the phase formation, mechanical and chemical properties of the films were investigated. X-ray diffraction analysis (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were used to analyze the crystal structure and micro-knoop hardness was used to measure the hardness of the films. Also, 3-D mechanical profiler and a ball-on-disk wear tester were used to measure the thickness of the films and to estimate wear characteristics, respectively. The thickness of the films decreased but their hardness increased with increasing ICP power, and it was confirmed that only cubic ${\delta}$-NbN(200) remained at high ICP power. At lower ICP powers, a mixture of the hexagonal ${\delta}^{\prime}$-NbN and cubic ${\delta}$-NbN phases was obtained in the films and the hardness decreased. The corrosion potential value increased gradually with increasing ICP power, but the changes of ICP power did not significantly influence the overall corrosion resistance.
Ni-CNT(Carbon Nanotubes) composite coating is often used for the surface treatment of mechanical/electronic devices to improve the properties of the Ni coating. For the Ni-CNT coating, the dispersion of CNT fibers is a critical process. In this study, ultrasonic treatment instead of the conventional ball milling was attempted as a dispersion method for the electroless Ni-CNT coating. SEM-EDX analysis was performed and contact angle, sheet resistance, and micro-hardness were measured. Results showed that the ultrasonic treatment was comparable to the ball milling, as a dispersion method, but the difference was negligible. However, combined ball milling and ultrasonic treatment(double treatment) showed much improved micro-hardness value, above 350Hv(close to the value obtained by the Ni-CNT electroplating). In addition, electroless Ni-CNT(double-treated) coatings formed on the thin Ni film deposited by the electroless plating(double coating) showed better mechanical properties. Thus, double treatment and double coating are suggested as an improved electroless Ni-CNT coating method.
Ferrite is widely used in the material of magnetic head, but is difficult of grinding because of their brittleness and hardness. Therefore, diamond wheel with superabrasive is required for surface grinding of this brittle material. But the conventional dressing method can not apply to the diamond wheel with superabrasive. In this study describes a newly proposed method for carrying out effective inprocess dressing of diamond wheel with superabrasive. Using the IEDD the surface roughness of workpiece was improved and grinding force was very low. Resently IEDD is good method to obtain the efficiency grinding and surface grinding of brittle materials.
In this study an automatic soil hardness measuring system mountable on agricultural tractors was developed to improve the accuracy of manual soil hardness testers by a constant penetrating rate, right direction of the cone-penetrometer and the isolation of vibration from the operator. This was necessary to supply similar experimental condition for performance test of new model and comparative experiment. The results of the study are summaried as follows; 1. The system consisted of a sensing part of soil hardness, a driving part of the measuring system and an attaching part between the tractor and the measuring system. 2. The allowable limit value of the system developed was set to 392N to protect from breaking the serve motor and the coupling used in this system. 3. The driving shaft penetrated into soil by 0.3m to measure soil hardness. The soil hardness was measured at the depth of 0.3m from the soil surface but the penetrating work was stopped and the driving shaft was pulled out to protect the system when the value of the soil hardness was too big on foreign substances like stones or straws. 4. Two values measured by automatic measuring system developed in this research and manual penetrometer were compared by statistics hypothesis testing method. When two people measured the soil hardness at the depth of 0.1 and 0.15m by manual cone penetrometer, there was no relationship between two values by two people but the values at the same depths by automatic measuring system developed showed similarity. The automatic system, therefore, developed in this research was proper for measuring soil hardness.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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