• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-74
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• 2013

Through-Silicon Via (TSV) 기술은 3차원 적층 패키징를 위한 핵심 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 그러나 TSV 기술은 아직 다양한 공정상의 문제와 신뢰성 문제를 해결해야 하는 난제가 남아 있다. 특히 구리 비아(via)와 실리콘 기판의 큰 열팽창계수의 차이로 인한 열응력은 계면 박리, 크랙 발생, 구리 protrusion 등 다양한 신뢰성 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 구리 TSV 구조의 열응력을 수치해석을 이용하여 분석하였으며, 3차원 TSV 비아와 실리콘 기판의 응력 및 변형을 해석하였다. 비아의 크기, 비아와 비아 사이의 간격 및 비아의 밀도가 TSV 구조의 응력에 미치는 영향을 분석하였으며, 또한 어닐링(annealing) 온도 및 비아의 크기가 구리 protrusion에 미치는 영향을 관찰하였다. 구리 TSV 구조의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 적절한 비아와 비아 사이의 간격을 유지한 상태에서, 비아의 크기 및 비아의 밀도는 작아야 한다. 또한 구리 protrusion을 감소시키기 위해서는 비아의 크기 및 어닐링 공정과 같은 공정의 온도를 낮추어야 한다. 본 연구의 결과는 TSV 구조의 열응력과 관련된 신뢰성 이슈를 이해하고, TSV 구조의 설계 가이드라인을 제공하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.781-788
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• 2021

피부는 방사선에 대한 민감도가 높기 때문에 방사선치료 시에 피부에 조사되는 선량을 정확하게 측정하여 과도한 피폭을 방지할 필요가 있다. 임상에서는 film, OSLD, TLD, glass 선량계등과 같은 선량계를 사용하여 피부선량을 측정하고 있지만, 이러한 선량계들은 피부곡면에서의 정확한 선량측정이 힘든 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하고자 인체 굴곡에 따라서 부착이 가능한 피부선량계를 개발하고 그 반응 특성을 평가하였다. 선량계 제작에는 높은 원자번호(Z_Pb: 82, Z_O: 8)와 밀도(9.53 g/cm³)로 방사선검출 측점에서 우수한 특성을 가지고 있는 Lead oxide(PbO)와 인체 굴곡에 따라 휘어질 수 있는 silicon 바인더를 사용하여 재조하였다. 한편 PbO 물질로 제작된 선량계의 경우 산화로 인한 성능 저하가 존재하기 때문에 parylene 등을 사용하여 성능저하를 방지해오고 있었지만, 기존에 사용된 parylene은 bending에 대한 영향을 받기 때문에 silicon을 이용한 새로운 형태의 passive layer를 제작하여 피부선량계에 적용하였다. 피부선량계의 특성평가는 SEM, 재현성, 선형성을 분석하여 평가하였다. SEM 분석을 통하여 bending에 영향을 받는지 평가하였으며, 6 MeV 에너지에서의 재현성, 선형성을 평가하여 피부선량계로 적용이 가능한지 평가하였다. SEM 분석을 통하여 선량계 표면을 관찰한 결과, parylene으로 passive layer가 올라간 parylene passive layer PbO 선량계는 구부러 졌을때, 표면에 crack이 발생하였다. 그에 반해 silicon passive layer가 올라간 silicon passive layer PbO 선량계에서는 crack 이 관찰되지 않았다. 재현성 측정 결과에서 silicon passive layer PbO 선량계의 RSD는 1.47%로 평가기준 RSD 1.5%를 만족하였으며, 선형성 평가 결과에서는 R²값이 0.9998로 나타나 평가기준 R² 0.9990을 만족하였다. silicon passive layer PbO 선량계는 bending에 따른 crack이 발생하지 않으며, 재현성, 선형성에서 높은 신호안정성과 정밀성, 정확성을 보여주어 피부선량계로의 적용이 가능한 것으로 평가되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권5호
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• pp.576-581
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• 2010

KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) fabricated MOX (Mixed Oxide) fuel pellets as a cooperation project with PSI (Paul Scherrer Institut) for an irradiation test in the Halden reactor. The MOX pellets were fitted into fuel rods that included instrumentation for measurement in IFE (Institutt for Energiteknikk). The fuel rods were assembled into the test rig and irradiated in the Halden reactor up to 50 MWd/kgHM. The irradiated fuel rods were transported to the IFE, where ceramography was carried out. The fuel rods were cut transversely at the relatively higher burn-up locations and then the radial cross sections were observed. Micrographs were analyzed using an image analysis program and grain sizes along the radial direction were measured by the linear intercept method. Radial cracks in the irradiated MOX were observed that were generally circumferentially closed at the pellet periphery and open in the hot central region. A circumferential crack was formed along the boundary between the dark central and the outer regions. The inner surface of the cladding was covered with an oxide layer. Pu-rich spots were observed in the outer region of the fuel pellets. The spots were surrounded by many small pores and contained some big pores inside. Metallic fission product precipitates were observed mainly in the central region and in the inside of the Pu spots. The average areal fractions of the metallic precipitates at the radial cross section were 0.41% for rod 6 and 0.32% for rod 3. In the periphery, pore density smaller than 2 ${\mu}m$ was higher than that of the other regions. The grain growth occurred from 10 ${\mu}m$ to 12 ${\mu}m$ in the central region of rod 6 during irradiation.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.617-626
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• 2011

포스트텐션 경량 콘크리트(LWC) 보 시험체 7개가 상부 대칭 2점 집중 하중 하에서 실험되었다. 주요 변수는 부착 주철근 양 및 유효 프리스트레스 양이다. 경량 콘크리트의 설계강도 및 단위 용적 중량은 각각 30 MPa과 1,770 $kg/m^3$이다. 포스트텐션 보통 중량 콘크리트에서와 같이 균열 진전과 비부착 긴장재의 응력은 부착 철근 및 유효 프리스트레스 양에 의해 영향을 받았다. 부착 철근 및 유효 프리스트레스 양의 증가와 함께 보의 사용성과 휨 내력은 향상되는 반면 비부착 긴장재의 응력은 감소하였다. 포스트텐션 경량 콘크리트 보의 균열 제어를 위해서는 ACI 318-08에서 제시하는 최소 부착 철근이 요구되었다. 포스트텐션 경량 콘크리트 보의 휨 거동 및 비부착 긴장재의 응력 증가는 제시된 비선형 해석 모델에 의해 적절하게 예측될 수 있었다. 반면 ACI 318-08 기준은 포스트텐션 LWC 보의 휨 내력 및 비부착 긴장재의 응력 증가에 대해 지나치게 안전측에 있었다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권11호
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• pp.505-513
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• 2006

The present study investigated the influence of the content of $Al_2O_3+Y_2O_3$ sintering additives on the microstructure, mechanical and electrical properties of the pressureless-sintered $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites. Phase analysis of composites by XRD revealed mostly of ${\alpha}-SiC(4H),\;ZrB_2,\;{\beta}-SiC(15R)$ and In Situ $YAG(Al_5Y_3O_{12})$. The relative density and the flexural strength showed the highest value of 86.8[%] and 203[Mpa] for $SiC-ZrB_2$ composite with an addition of 8[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid at room temperature respectively. Owing to crack deflection and crack bridging of fracture toughness mechanism, the fracture toughness showed 3.7 and $3.6[MPa{\cdot}m^{1/2}]\;for\;SiC-ZrB_2$ composites with an addition of 8 and 12[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid at room temperature respectively. Abnormal grain growth takes place during phase transformation from ${\beta}-SiC\;into\;{\alpha}-SiC$ was correlated with In Situ YAG phase by reaction between $Al_2O_3\;and\;Y_2O_3$ additives during sintering. The electrical resistivity showed the lowest value of $6.5{\times}10^{-3}[({\Omega}{\cdot}cm]$ for the $SiC-ZrB_2$ composite with an addition of 8[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid at room temperature. The electrical resistivity of the $SiC-ZrB_2$ composites was all positive temperature coefficient(PTCR) in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\;700[^{\circ}C]$. The resistance temperature coefficient showed the highest value of $3.53{\times}10^{-3}/[^{\circ}C]\;for\;SiC-ZrB_2$ composite with an addition of 8[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\;700[^{\circ}C]$. In this paper, it is convinced that ${\beta}-SiC$ based electroconductive ceramic composites for heaters or ignitors can be manufactured by pressureless sintering.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.498-502
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• 2010

Aluminium titanate($Al_2TiO_5$) has extremely anisotropic thermal expansion properties in single crystals, and polycrystalline material spontaneously microcracks in the cooling step after sintering process. These fine intergranular cracks limit the strength of the material, but provide an effective mechanism for absorbing strain energy during thermal shock and preventing catastrophic crack propagation. Furthermore, since machinable BN-ceramics used as an insulating substrate in current micro-electronic industry are very expensive, the development of new low-cost machinable substrate ceramics are consistently required. Therefore, cheap $Al_2TiO_5$-machinable ceramics was studied for the replacement of BN ceramics. $Al_2O_3-Al_2TiO_5$ ceramic composite was fabricated via in-situ reaction sintering. $Al_2O_3$ and $TiO_2$ powders were mixed with various mol-ratio and sintered at 1400 to $1600^{\circ}C$ for 1 h. Density, hardness and strength of sintered ceramics were systematically measured. Phase analysis and microstructures were observed by XRD and SEM, respectively. Machinability of each specimens was tested by micro-hole machining. The results of research showed that the $Al_2TiO_5$-composites could be used for low-cost machinable ceramics.

• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.511-516
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• 2009

폴리올레핀 복합소재의 UV 광열화 특성을 조사하였다. 열중량분석 결과, 3종의 폴리올레핀 복합소재는 서로 다른 talc 함유량을 가지고 있음을 확인하였다. SAE J1960 규격에 따라 UV 조사된 폴리올레핀 복합소재의 기계적 거동을 관찰하기 위해 인장시험 및 아이조드 충격 시험을 수행하였다. UV 노출 시간이 증가함에 따라 연신율과 저온 충격강도는 급격히 감소하였다. 이는 UV 광열화에 의한 폴리머 분자체인의 절단 및 얽힘 밀도 감소에 따른 탄성력의 감소에 기인한 것으로 보인다. 전자주사현미경 관찰을 통하여 UV 조사 후 표면상에 크랙이나 표면손상은 존재하지 않았지만, UV 노출에 따른 추가적인 talc 입자의 표면 노출을 관찰할 수 있었다. 이러한 talc 입자의 표면 노출은 폴리올레핀 복합소재의 변색 원인으로 추정된다. 적외선분광분석을 통하여, UV 조사된 폴리올레핀 복합소재의 표면상에 광열화가 진행되었음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.568-574
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• 2020

기체확산층은 유로에서 전극으로 반응물을 전달하고, 반응으로 생성되는 물을 배출하는 통로이며 열 배출과 전극 지지대 등의 역할을 하는 고분자전해질 연료전지의 핵심 구성요소이다. 본 연구에서는 국내외 기체확산층 상용 제품인 39BC와 JNT30-A3에 대한 연료전지의 성능 평가를 수행하였다. 25 ㎠ 단위 전지를 이용하여 유량, 상대습도 조건에 대한 분극 곡선을 측정하였고, empirical equation을 이용하여 운전 조건에 대한 성능 인자를 도출하였다. 기체확산층의 PTFE 함량이 높을수록 저항이 증가하였고, 미세다공층의 크랙은 물의 이동 통로로서 농도 손실에 영향을 미쳤다. 또한 상대습도가 낮을수록 Ohmic 저항이 증가하였지만, 전류밀도가 증가할수록 이온전도도가 증가하여 Ohmic 저항이 감소하였다. Empirical equation을 이용한 fitting curve을 통하여 기체확산층의 운전 조건에 대한 성능 인자 경향을 해석할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.974-980
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• 2015

해양환경 하에서 강재에 대한 방식 목적으로 Al-3%Mg 용사선재를 이용하여 아크 용사코팅을 실시하였다. 그리고 Al-3%Mg 용사코팅 층의 내식성을 개선하기 위하여 유/무기 복합 세라믹 후처리를 실시하였다. 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 다양한 전기화학적 실험 결과, 양극분극과 음극분극 실험 시 모든 전위구간에서 후처리 적용 시 전류밀도가 작게 나타나 내식성 개선이 확인되었다. 그리고 후처리된 용사코팅 층의 표면에서 관찰된 마이크로 크랙의 영향으로 자연전위 계측 시 심한 전위변동이 나타났으며, 양극분극 실험 시에는 후처리 층의 탈리손상이 용이하게 발생하였다. 그럼에도 불구하고 타펠분석을 기반으로 외부 환경차단 효과를 나타내는 코팅 효율이 92.11%로 산출되어 Al-3%Mg 용사코팅 층의 내식성이 향상되었다.