• 제목/요약/키워드: ultra high density

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초고온용 ZrB2-계 세라믹스의 치밀화와 물성 (Densification and Properties of ZrB2-based Ceramics for Ultra-high Temperature Applications)

  • 김성원;김형태;김경자;서원선
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.273-278
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    • 2012
  • $ZrB_2$ has a melting temperature of $3245^{\circ}C$ and a low density of $6.1\;g/cm^3$, which makes this a candidate for application to ultra-high temperature over $2000^{\circ}C$. Beside these properties, $ZrB_2$ has excellent resistance to thermal shock and oxidation compared with other non-oxide engineering ceramics. This paper reviewed briefly 2 research examples, which are related to densification and properties of $ZrB_2$-based ceramics for ultra-high temperature applications. In the first section, the effect of $B_4C$ addition on the densification and properties of $ZrB_2$-based ceramics is shown. $ZrB_2$-20 vol.% SiC system was selected as a basic composition and $B_4C$ or C was added to this system in some extents. With sintered bodies, densification behavior and hightemperature (up to $1400^{\circ}C$) properties such as bending strength and hardness are examined. In the second section, the effect of the SiC size on the microstructures and physical properties is shown. $ZrB_2$-SiC ceramics are fabricated by using various SiC sources in order to investigate the grain-growth inhibition and the mechanical/thermal properties of $ZrB_2$-SiC.

웨이퍼 레벨 3D Integration을 위한 Ti/Cu CMP 공정 연구 (Ti/Cu CMP process for wafer level 3D integration)

  • 김은솔;이민재;김성동;김사라은경
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.37-41
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    • 2012
  • Cu 본딩을 이용한 웨이퍼 레벨 적층 기술은 고밀도 DRAM 이나 고성능 Logic 소자 적층 또는 이종소자 적층의 핵심 기술로 매우 중요시 되고 있다. Cu 본딩 공정을 최적화하기 위해서는 Cu chemical mechanical polishing(CMP)공정 개발이 필수적이며, 본딩층 평탄화를 위한 중요한 핵심 기술이라 하겠다. 특히 Logic 소자 응용에서는 ultra low-k 유전체와 호환성이 좋은 Ti barrier를 선호하는데, Ti barrier는 전기화학적으로 Cu CMP 슬러리에 영향을 받는 경우가 많다. 본 연구에서는 웨이퍼 레벨 Cu 본딩 기술을 위한 Ti/Cu 배선 구조의 Cu CMP 공정 기술을 연구하였다. 다마싱(damascene) 공정으로 Cu CMP 웨이퍼 시편을 제작하였고, 두 종류의 슬러리를 비교 분석 하였다. Cu 연마율(removal rate)과 슬러리에 대한 $SiO_2$와 Ti barrier의 선택비(selectivity)를 측정하였으며, 라인 폭과 금속 패턴 밀도에 대한 Cu dishing과 oxide erosion을 평가하였다.

급속 소결 공정에 의한 초미립 WC-10Co와 WC-10Fe 초경재료 제조와 기계적 성질 (Mechanical Properties and Consolidation of Ultra-Fine WC-10Co and WC-10Fe Hard Materials by Rapid Sintering Process)

  • 정인균;박정환;도정만;김기열;우기도;고인용;손인진
    • 대한금속재료학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.223-226
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    • 2008
  • The comparison of sintering behavior and mechanical properties of ultra-fine WC-10wt.%Co and WC-10wt.%Fe hard materials produced by high-frequency induction heated sintering (HFIHS) was accomplished using ultra fine powder of WC and binders(Co, Fe). The advantage of this process allows very quick densification to near theoretical density and prohibition of grain growth in nano-structured materials. Highly dense WC-10Co and WC-10Fe with a relative density of up to 99% could be obtained with simultaneous application of 60 MPa pressure and induced current within 1 minute without significant change in grain size. The hardness and fracture toughness of the dense WC-10Co and WC-10Fe composites produced by HFIHS were investigated.

초 고비중 탄성체 개발을 위한 매트릭스 탄성체 표면개질 및 충전제 제어기술 기초연구 (Surface Modification of Matrix and filler for Ultra High Density Elastomeric Material)

  • 정경호;이동민;양경모;이완술;홍청석
    • Elastomers and Composites
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    • 제40권2호
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    • pp.93-103
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    • 2005
  • 본 연구에서는 자동차에서 댐핑 재료로 많이 사용되고 있는 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체할 수 있는 소재로서 유기탄성체를 사용하였다. 그러나 유기탄성체를 사용하여 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체하기 위해서는 스틸 다이내믹 댐퍼에 상응하는 비중의 구현이 가장 중요하고도 해결하기 어려운 과제이다. 본 연구에서는 고비중 구현을 위한 첫 단계로 최적의 매트릭스 탄성체 및 충전제를 선정하여 충전제의 충전량(vol%)에 따른 고무 혼합물의 경화 특성, 인장 강도, 혼련과정중의 고무 혼합물의 온도 변화 및 반발 탄성 등의 특성을 조사하였다. 충전량이 증가할수록 고무 혼합물의 $t_{s2}$는 감소하였고 $t_{90}$는 전반적으로 증가하였다. 또한 인장 강도는 감소하였고 고무 혼합물의 온도는 충전제 입자간의 마찰열로 인하여 증가하였다. 반발탄성은 충전제가 증가할수록 감소하였다. 따라서 초 고비중을 얻기 위해서는 고충전 기술이 선결되어야 하는데 고충전을 할 경우 매트릭스인 유기탄성체의 부피가 상대적으로 감소하기 때문에 기존의 유기탄성체 경화 시스템으로는 경화가 불가능하여 고충전에 부합하는 경화 시스템을 구축 하고자 매트릭스의 광화학적 개질을 시도하였고, 개질여부는 FTIR-ATR로 분석을 통해 확인하였다. 충전제의 충전밀도를 높여 매트릭스 탄성체에 충전제의 안정한 분산 및 고충전 기술을 확립하고자 충전제의 개질을 통해 충전제의 입도, 입도 분포도 및 형태를 제어하였다. 입도분석기로 입도 및 입도 분포의 변화를 확인하였고 SEM을 이용하여 충전제의 형태 변화를 확인하였다.

섬유 조합에 따른 초고성능 콘크리트의 인장거동 (Tensile Behavior of Ultra-High Performance Concrete According to Combination of Fibers)

  • 최정일;고경택;이방연
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.49-56
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    • 2015
  • 초고성능 콘크리트는 높은 강도와 유동성을 갖는 우수한 재료 특성을 나타내는 콘크리트이다. 그러나 고연성 시멘트 복합체에 비하여 낮은 연성을 나타낸다. 이 연구에서는 강섬유와 마이크로섬유의 조합이 초고성능 콘크리트의 인장거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 강섬유와 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 현무암섬유 조합에 따라 4가지 초고성능 콘크리트 배합을 결정하였고, 인장거동을 평가하기 위하여 직접인장 실험을 수행하였다. 또한 마이크로섬유가 제조과정에서 의도하지 않은 과도한 기포를 생성하는지를 확인하기 위하여 밀도실험을 수행하였다. 실험결과 인장강도가 높은 폴리에틸렌섬유는 초고성능 콘크리트의 인장거동을 향상시키는데 효과적임을 확인하였고, 현무암섬유는 초고성능 콘크리트의 균열강도 및 인장강도를 증가시키는데 효과적임을 확인하였다. 또한 마이크로섬유가 의도하지 않은 기포를 생성하지 않는다는 것도 확인하였다.

500W급 마이크로 가스터빈 발전기 회전체-베어링부의 단열 및 냉각 성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Thermal Insulation and Cooling for Rotor/Bearing Area in 500W Class Micro Gas Turbine Generator)

  • 박철훈;최상규;함상용
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.19-24
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    • 2014
  • Development of long-term mobile energy sources for mobile robots or small-sized unmanned vehicles are actively increasing. The micro gas turbine generator (MTG) is a good candidate for this purpose because it has both of high energy density and high power density, and 500W class MTG is under development. The designed MTG can be divided into 2 main parts. One part consists of motor/ generator and compressor, and the other one consists of combustor, recuperator and turbine. 500W class MTG is designed to operate at ultra-high speed of 400,000 rpm in high turbine temperature over $700^{\circ}C$ to improve the efficiency. Because the magnetism of NdFeB permanent magnet for the motor/generator could be degraded if the temperature is over $150-200^{\circ}C$, MTG needs the thermal insulation to block the heat transfer from combustor/turbine side to motor/generator side. Moreover, the motor/generator is allocated to get the cooling effect from the rapid air flow by the compressor. This study presents the experimental results to verify whether the thermal insulator and air flow are effective enough to keep the motor/generator part in the low temperature less than $100^{\circ}C$. From the motoring test by using the high temperature test rig, it was confirmed that the motor/generator part could maintain the temperature less than $50^{\circ}C$ under the condition of 1.0 bar compressed air.

파이버 레이저에 의한 고속정밀 용접 (High speed precision welding using by single mode fiber laser)

  • 박서정;이목영;장웅성;김기철;천창근
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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    • pp.94-96
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    • 2005
  • Welding process of ultra thin stainless steel foil was investigated using a single mode Yb-fiber laser with a CW maximum output power 40W. In micro welding, critical power density for keyhole welding was 1 to 2 orders larger higher than in macro-welding due to larger thermal conduction, extremely high speed welding becomes possible.

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OBSERVATION OF THE DOMAIN STRUCTURES IN SOFT MAGNETIC ${(Fe_{97}Al_3)}_{85}N_{15}/Al_2O_3$ MULTILAYERS

  • Stobiecki, T.;Zoladz, M.;Roell, K.;Maass, W.
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.14-15
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    • 2002
  • Iron nitride alloy films prepared in the form of laminated ${(Fe_{97}Al_3)}_{85}N_{15}/Al_2O_3$ multilayers (Ml's) due to excellent soft magnetic properties and high saturation magnetization [1, 2] are very promising materials for poles and shields in ultra high density thin film heads. The present work concerns the ferromagnetic (FM) coupling effect as a function of the thickness of $Al_2O_3$ spacers by analysis of the magnetic domain structure.

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Control of Tensile Behavior of Ultra-High Performance Concrete Through Artificial Flaws and Fiber Hybridization

  • Kang, Su-Tae;Lee, Kang-Seok;Choi, Jeong-Il;Lee, Yun;Felekoglu, Burak;Lee, Bang Yeon
    • International Journal of Concrete Structures and Materials
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    • 제10권sup3호
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    • pp.33-41
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    • 2016
  • Ultra-high performance concrete (UHPC) is one of the most promising construction materials because it exhibits high performance, such as through high strength, high durability, and proper rheological properties. However, it has low tensile ductility compared with other normal strength grade high ductile fiber-reinforced cementitious composites. This paper presents an experimental study on the tensile behavior, including tensile ductility and crack patterns, of UHPC reinforced by hybrid steel and polyethylene fibers and incorporating plastic beads which have a very weak bond with a cementitious matrix. These beads behave as an artificial flaw under tensile loading. A series of experiments including density, compressive strength, and uniaxial tension tests were performed. Test results showed that the tensile behavior including tensile strain capacity and cracking pattern of UHPC investigated in this study can be controlled by fiber hybridization and artificial flaws.

Effects of Tungsten Particle Size and Nickel Addition in DC arc Resistance of Cu-W Electrode

  • Kim, Bong-Seo;Jeong, Hyun-Uk;Lee, Hee-Woong
    • KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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    • 제4C권2호
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    • pp.68-72
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    • 2004
  • The performance of copper-tungsten for electrodes used in an ultra high voltage interruption system was evaluated by means of an interruption test, which requires a large-scale apparatus and high cost. In this study, prior to the interruption test, the characteristics of a Cu-W electrode were estimated through the DC arc test, which is a simple, low cost procedure. The DC arc characteristics of a 20wt%Cu-80wt%W electrode were investigated with the change of tungsten powder size distribution and the addition of nickel. In specimens containing a high volume fraction of large sized tungsten particles, the relative density and hardness of sintered Cu-W electrodes increased while the electrical conductivity and the DC arc resistance decreased. Furthermore, the relative density became enhanced with the increase of the amount of nickel while the hardness and electrical conductivity diminished and the DC arc resistance worsened.