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금속 불순물 Ca이 Si 기판의 표면 미세 거칠기에 미치는 영향
최형석,전형탁,Choe, Hyeong-Seok,Jeon, Hyeong-Tak 한국재료학회 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.5
In this study, we focus on Ca contaminant which affects on the roughness Si substrate after thermal process. The initial Si substrates were contaminated intentionally by using a standard Ca solution. The contamination levels of Ca impurity were measured by TXRF and the chemical composition of that was analyzed by AES. Then we gre the thermal oxide to investigate the effect of Ca contaminants. The microroughness of the Si surface, the thermal oxide surface, and the surface after removing the thermal oxide were measured to examine the electrical characteristics. The initial substrates that were contaminated with the standard solution of Ca exhibited the contamination levels of 10\ulcorner~10\ulcorneratoms/$\textrm{cm}^2$ which was measured by TXRF. The Ca contaminants were detected by AES and exhibited the peaks of Ca, SI, C and O.After intentional contamination, the surface microroughness of this initial substrate was increased from $1.5\AA$ to 4$\AA$ as contamination levels became higher. The microroughness of the thermal oxide surfaces of both contaminated and bare Si substrates exhibits similar values. But the microroughness of the contaminated$ Si/SiO_2$ interface was increased as contamination increased. The thermal oxide of contaminated substrate exhibited the small minority carrier diffusion length, low breakdown voltage, and slightly high leakage current.
초고순도 원료 제조를 위한 내열충격 강화 Crucible 신뢰성 확보
최형석 한국신뢰성학회 2018 한국신뢰성학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.10
초고순도 알루미나는 단결정 사파이어 원료뿐만 아니라 반도체, 디스플레이 산업에 활용되는 소재이다. 이중 사파이어 Ingot에 활용하기 위해서는 원자재인 초고순도 알루미나 파우더의 열처리용 Crucible을 사용하게 된다. 사파이어 Ingot 열처리용 Crucible은 알루미나 파우더의 오염을 피하기 위하여 고순도 알루미나 소재를 사용하여야 하며 열처리용도로 사용되기 때문에 열충격에 강한 특성을 가져야 한다. 열처리 공정에 사용되는 Crucible의 사용상 가장 큰 문제점은 수명 예측이 어렵다는 것이며, 대부분의 제조 현장에서는 Crucible의 반복 사용 중 몇 개의 제품에서 열충격과 열피로에 의해 Crucible이 파괴될 경우 생산제품의 안전성을 위해 숙련자의 경험에 의해 공정 중 임의적으로 Crucible을 전면 교체하고 있는 상황이다. 본 연구에서는 Crucible의 고장메커니즘 규명 및 제어 가능한 기공량을 조절하여 최적 열충격 강도를 갖는 소재 개선으로 신뢰성을 개선하였으며 수명분포 및 가속 모델을 계산하였다.
최형석,김정우,공영이,정진환,김인태 한국지진공학회 2011 한국지진공학회논문집 Vol.15 No.4
지진하중으로 인해 교량상부구조 간에 발생하는 충돌은 교량상부구조의 낙교, 교각의 파괴와 같은 국부적인 손상뿐만 아니라 교량전체시스템의 붕괴를 유발할 수 있다. 이와 같은 충돌의 영향은 신축이음부의 재질, 형태 및 교대부의 여유간격과 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 교량상부구조 간에 발생하는 충돌에 대한 특성을 분석하기 위해 충돌해석 이론 중 가장 널리 활용되고 있는 접합요소 접근법(Linear Spring Model, Kelvin-Voigt Model, Hertz Model)에 대해서 고찰 하고 이를 실험적으로 검증하기 위해 탄성받침이 설치된 교량상부구조를 모형화한 콘크리트 교량모델에 대한 진동대 실험을 실시하였다. 기존의 충돌모델을 적용한 이론 해는 실험결과와 잘 부합되지 못하였으며, 이에 본 논문에서는 충돌강성에 적절한 적용계수 ?? 를 이용하여 충돌 후 거동을 잘 모사할 수 있는 충돌강성 수준을 산출하였다. 충돌발생시 적절한 강성 및 재료의 동적특성, 충돌면의 형상 등에 따라 발생하는 충돌력의 크기가 달라지므로 이에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. Seismic structure pounding between adjacent superstructures may induce the destruction of pier and bridge superstructures and cause local damage that leads to the collapse of the whole bridge system. The pounding problem is related to the expansion of joints, gap distance and seismic response of the abutments. In this research, methods of the contact element approach, the linear spring model, the Kelvin-Voigt model and the Hertz model were studied to analyse the pounding characteristics. The shaking table test for a model specimen such as a bridge superstructure with elastomeric bearings was performed to evaluate the contact element approach methods. Relationships between the time history response from the numerical analysis results and the measured response from the shaking table test are compared. The experimental results were not well matched with the numerical analysis results using the existing pounding stiffness models. Therefore, in this study, coefficients are proposed to calculate the appropriate pounding stiffness ratio.
온도상승에 따른 탄소섬유시트 보강 콘크리트보의 계면응력
최형석,김성도,정진환 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.6
본 논문은 탄소섬유시트로 하면을 보강한 콘크리트 보에서 온도가 상승함에 따라 서로 다른 선팽창계수를 가지는 콘크리트와 탄소섬유시트 사이에 계면전단응력이 발생함으로 부착강도 평가 시 이를 고려하여야 함을 기술하고 있다. 선형탄성거동을 가정한 계면전단응력의 이론식과 모형 보의 온도변화실험을 통하여 변형률을 측정한 결과를 비교함으로써 이론해의 적용성을 확인하였으며, 이론식으로부터 30℃의 온도변화가 발생하는 경우 탄소섬유시트 부착계면에서 최대 0.91MPa의 전단응력이 발생되는 것으로 조사되었고 변화량이 10℃인 경우에서도 에폭시에 의한 부착강도의 10~15%의 응력이 추가적으로 발생하는 것으로 나타났다. 그러므로 탄소섬유시트로 콘크리트 구조물을 보수, 보강하는 경우 부착강도 평가 시 온도의 영향이 고려되어야 하며, 온도변화에 따른 장기간의 거동을 평가하는 노력이 필요한 것으로 판단된다. Carbon fiber reinforced polymer(CFRP) can be bonded to the soffit of a concrete beam as a means of repairing and strengthening the beam. In such beams, materials, concrete and carbon fiber sheets, are different in coefficient of thermal expansion. Consequently, interfacial shear stresses can be increased and debonding failure may occur at the plate ends due to temperature rising. This paper presents a method of approximate closed-form solutions for the interfacial shear stresses and conducts a beam test to compare the numerical results. In case of temperature rising over 30℃, interfacial stress of 0.91MPa is occurred at the end of sheet. Therefore, using carbon fiber sheet for strengthening the concrete beam, it is necessary to consider the thermal effects and to evaluate the long time behavior of the concrete beam by temperature change.