SiC 세라믹스 탄성률의 온도 의존성

임종인,박병우,신호용,김종호,Im, Jong-In,Park, Byoung-Woo,Shin, Ho-Yong,Kim, Jong-Ho 한국세라믹학회 2010 한국세라믹학회지 Vol.47 No.6

In this paper, we employed the classical molecular dynamics simulations using Tersoff's potential to calculate the elastic constants of the silicon carbide (SiC) crystal at high temperature. The elastic constants of the SiC crystal were calculated based on the stress-strain characteristics, which were drawn by the simulation using LAMMPS software. At the same time, the elastic constants of the SiC ceramics were measured at different temperatures by impulse excitation testing (IET) method. Based on the simulated stress-strain results, the SiC crystal showed the elastic deformation characteristics at the low temperature region, while a slight plastic deformation behavior was observed at high strain over $1,000^{\circ}C$ temperature. The elastic constants of the SiC crystal were changed from about 475 GPa to 425 GPa by increasing the temperature from RT to $1,250^{\circ}C$. When compared to the experimental values of the SiC ceramics, the simulation results, which are unable to obtain by experiments, are found to be very useful to predict the stress-strain behaviors and the elastic constant of the ceramics at high temperature.

저 잡음 수중 청음기의 설계 방안 연구 -Ⅰ. 잡음 전달 특성 및 구조 변경 영향 -

임종인,노용래,Im, Jong-In,Roh, Young-Rae 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.2

수중 청음기는 진동하는 물체 위에 설치되어 다양한 외부 잡음 원이 유입되는 환경에 노출되어 있다. 외부 잡음 원으로는 수중 청음기가 설치된 구조물 자체의 진동, 프로펠러 잡음, 그리고 유동 유기 잡음들이 있고, 이들 외부 잡음원은 실제 강도가 상당히 높아서 센서의 정확한 작동에 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 외부 잡음에 무관한 고 정밀도, 저 잡음 특성을 갖는 수중 청음기를 개발하기 위하여 유한 요소법(FEM)을 사용하여 잡음 전달 특성의 분석 및 air pocket과 음향 감쇠층의 다양한 조합으로 이루어진 개선된 구조의 수중 청음기를 설계하고, 내 잡음성 평가를 하였다. 그 결과 센서 측면 하단부에 잡음 원이 위치할 경우 가장 큰 잡음 신호로 작용하므로 구조를 변경한 결과 기존 수중 청음기에 비해 59% 이상 내 잡음성을 증진 시켰다. The hydrophones is mounted in many applications on a vibrating surface and functions as an underwater acoustic signal receiver without sensing the vibrations from the mounting surface. However, their performance is usually degraded by the interference of exterior noises such as acoustic cavitation in water stream, host structural vibration in the hull, and propeller motions. This paper describes the design and evaluation of a self noise suppressing hydrophones which shows very poor sensitivity to the external noises, first, effects of the external noise on the its receiver performance is simulated with finite element method(FEM). Second, the geometrical variations are implemented on the original structure that include additional air pockets and acoustic walls which work as acoustic shied or scatter of the noises. The results show that the effect of the external noise is the most significant when it is applied near to the bottom of the side wall of the hydrophones. The transverse noise induced by the outside water flow is isolated most effectively when a thin compliant (damping) layer combined with two air pockets is inserted to the circumference of the nose. Noise level is reduced about fifty nine percent of that of the original structure.

저 잡음 수중 청음기의 설계 방안 연구 - Ⅱ. 음향 감쇠층 재질의 영향 -

임종인,노용래,Im, Jong-In,Roh, Young-Rae 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.3

본 논문에서는 구조 변경한 저 잡음 수중 청음기에서 사용되는 음향 감쇠층의 최적 물성을 제시하고 제작 가능성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 음향 감쇠층의 특성 중 재료 감쇠도와 음향 임피던스를 변화시켜 FEM (Finite Element Method)으로 과도 해석하여 재질 변경에 따른 잡음 응답 특성을 고찰 하였다. 그 결과 재료의 감쇠도는 큰 영향이 없었으며 1 Mrayl 이하 혹은 4 Mrayl 이상의 음향 임피던스 값을 갖는 음향 감쇠층을 사용하는 것이 효율적임을 알 수 있었다. 이러한 목적을 위해서는 일반적인 흡음 재료로 사용되는 고분자 폴리머들은 본 연구의 수중 청음기용 음향 감쇠 층으로 사용하기에 부적합하고, 새로운 금속 혹은 세라믹-폴리머 복합체의 개발이 필요하다. This paper investigates the influence of material properties of the acoustic damping layer in the low noise hydrophone designed in the previous paper. For increase of the insensitivity of the hydrophone to external noises, acoustic impedance and damping coefficients are selected and the effects of the selected material property on the hydrophone response to the external noises are simulated with finite element method (FEM). The results show that the damping coefficients are not influential to the structural vibration decoupling from the sensing element. On the other hand, the optimum acoustic impedance of compliant layer is estimated which is smaller than 1 Mrayl or larger than 4 Mrayl. However polymer materials, which are in general use for acoustic window and damping layers, is not appropriate for the compliant materials of this hydrophone. Therefore development of new composite materials, i.e. ceramic-polymer composite or metal-ceramic composites etc., is required for the development of effective self noise suppressing underwater hydrophones.

FEM을 이용한 맨드랠(Mandrel) 형광- 음향 수중 청음기의 설계에 관한 연구

임종인,노용래,Im, Jong-In,Roh, Yong-Rae 한국음향학회 1997 韓國音響學會誌 Vol.16 No.3

본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 작동 주파수 대역이 10kHz까지 이고, 무지향성 감도 특성을 갖는 광음향 변환맨드랠(mandrel)형 하이드로폰의 최적 구조를 설계하고자 하였다. 최적화 변수들은 유연성 구조물인 맨드랠의 형상과 청음기의 각부분 물성들이다. 맨드랠의 반경보다 길이 혹은 몰딩(molding) 두께가 증가할수록 광-음향 수중 청음기의 감도는 증가하였고, 맨드랠과 몰딩의 탄성 계수 및 포아손 비가 낮을수록 감도가 향상되는 경향을 보여주었다. 그리고 맨드랠 재료의 길이가 감소할수록 혹은 탄성율이 증가할수록 사용 주파수 영역이 증가하고, 하이드로폰의 길이가 짧을수록 감도의 무지향 특성이 향상 되었다. 이상의 결과를 이용하여 감도가 $30 {\times} 10_{-7}$ Rad./Pa에 이르고, 작동 주파수 영역이 10 kHz까지이며 5 kHz 주파수에서 무지향성을 갖는 유연성 구조물인 맨드랠형 광음향 하이드로론을 설계하였다. This paper describes structural optimization of optical fiber-wound mandrel hydrophones with Finite Element Method (FEM). The hydrophone is supposed to have operation frequency range of up to 10 kHz and show omni-directional sensitivity pattern at 5 kHz. Studied parameters are mandrel geometry, molding thickness, and material properties of constitutional parts of the hydrophone. Theoretical calculation result shows that pressure sensitivity of the hydrophone increased as either mandrel length or molding thickness gets larger. Also higher pressure sensitivity requires a mandrel or molding material with relatively low Youngs modulus or Poissons ratio. Hydrophone bandwidth increases either as the mandrel length becomes shorter or as the mandrel becomes harder. The omni-directional characteristic is improved as the mandrel length becomes shorter, at 5 kHz. With the above results, we determine the structure of an optical fiber-wound mandrel hydrophone which has the pressure sensitivity of $30 {\times} 10_{-7}$ Rad./Pa, operation frequency range of up to 10 kHz, and shows omni-directional sensitivity pattern at 5 kHz.

외국의 사이버 공격전 대비 현황 - 세계 주요국들 사이버전쟁 공격적으로 준비해

임종인,Im, Jong-In 한국과학기술단체총연합회 2013 과학과 기술 Vol.528 No.-

수지 조상에 발생한 Glomus Tumor

임종인(Jong In Im),김부환(Bu Hwan Kim),박득정(Deug Jung Park) 대한정형외과학회 1994 대한정형외과학회지 Vol.29 No.7

Ky 및 CZ 방법을 사용한 사파이어 단결정 성장공정의 수치해석

신호용,임지현,임종인,Shin, Ho-Yong,Im, Ji-Hyun,Im, Jong-In 한국결정성장학회 2013 韓國結晶成長學會誌 Vol.23 No.2

LED용 기판용 고품질의 사파이어 단결정을 성장시키기 위하여 Kyropoulos(Ky) 및 Czochralski(CZ) 성장공정이 많이 적용되고 있고, 성장공정 중 열 및 물질 전달현상의 제어가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 저항 가열방식의 Ky방법 및 유도 가열방식의 CZ 방법을 사용한 사파이어 단결정 성장방법을 FEM을 사용하여 수치적으로 분석하였다. Ky법의 수치분석의 결과, 결정성장이 진행됨에 따라 결정의 고-액 계면은 오목한 형상에서 편평한 형상으로 변화됨을 확인하였다. CZ 방법의 경우, RPM이 증가함에 따라 최 고온부의 위치가 도가니의 표면에서 융액의 내부로 이동하고, 고-액 계면도보다 편평한 형태로 변화된다. 그리고 성장된 결정의 고액-계면은성장 초기에 형성된 shoulder의 모양에 영향을 받는 것으로 분석되었다. Sapphire crystals are used in a substrate of the LED devices. Both Kyropoulos (Ky) and Czochralski (CZ) growth process are widely applied techniques for growing high quality sapphire single crystal. A successful growth of the sapphire crystals requires the control of heat and mass transport phenomena. In this study, the growth processes of the sapphire crystal using the resistivity-heated Ky method and the inductively-heated CZ method have been analyzed numerically using finite element method. Based on the simulation results, the melt-crystal interface of the crystal changed from the concave to the flat shape as the Ky process progressed. In case of the CZ method, the high temperature positions moved from the crucible surface to inside the melt and the interface changed to the flat shape when the RPM was increased. Also the interface shape of the grown crystal has been influenced by the formed shoulder shape at the initial stage.

와류 유량센서용 압전 바이몰프의 온도변화에 따른 특성

이근택,김형순,임종인,Lee, Guen-Taek,Kim, Hyung-Sun,Im, Jong-In 한국재료학회 2007 한국재료학회지 Vol.17 No.5

Although piezoelectric bimorph that is using as the sensor in medical and industrial measurement has large displacement, it has problems including efficiency in generating force, energy convergence, and response. Its application is being limited based on the change in resonance frequency with temperature. In this study, to overcome the disadvantages, PZT piezoelectric ceramics was prepared and produced a parallel type piezoelectric bimorphs. In addition, by using the finite element method. the configuration of piezoelectric bimorph was designed and the displacement of the bimorph based on applied electric pressure and the wave pattern were measured. By analyzing the resonance characteristics of the bimorph in the temperature range of $-60{\sim}80^{\circ}C$, an attempt was made to study the operational characteristics and temperature reliability of vortex flowmeter sensor. As a result, the resonance frequency of the bimorph was gradually increased with the temperature from $-60{\sim}80^{\circ}C$. The deflection of the bimorph was found to strongly depend on both the applied electric field waveform and the environmental temperature.

300 mm 길이의 사파이어 단결정 대한 CZ 성장공정의 수치해석: Part II. Subgrain 결함이 없는 단결정 성장 길이의 예측

신호용,홍수민,윤종원,정대용,임종인,Shin, Ho Yong,Hong, Su Min,Yoon, Jong Won,Jeong, Dae Yong,Im, Jong In 한국결정성장학회 2013 한국결정성장학회지 Vol.23 No.6

본 논문에서는 CZ법으로 성장시킨 300 mm 사파이어 단결정의 c-축 변형 특성 및 내부 응력 상태를 수치해석하고, 사파이어 단결정에서 sub-grain 결함이 없는 성장 길이를 예측하였다. CZ 성장로의 hot zone 구조는 Ir 도가니 형상 및 상부 단열재 추가 설치 등으로 변경하였다. 본 연구의 시뮬레이션 결과, hot zone 구조 변경에 의한 c-축 변형 차이는 결정 내부에 sub-grain 결함 등이 내부에 생성되어 발생한다. Hot zone 구조 변경에 의해 sub-grain 결함이 없는 성장 길이를 기존 보다 최대 약 57 mm 정도 증가시킬 수 있을 것으로 예측되었다. 그리고 c-축 wafer에 대한 sub-grain 결함을 실험적으로 분석하고, 시뮬레이션 예측 결과와 잘 일치하고 있는 것을 확인하였다. 그 결과, CZ 공정을 이용해 약 250 mm까지 sub-grain 결함이 없는 사파이어 결정을 성공적으로 성장시킬 수 있었다. In this study, a c-axis displacement and an internal stress of the sapphire crystal of 300 mm length have been analyzed numerically and the crystal length having no sub-grain defects have been predicted. The hot zone structures were modified with the crucible geometry change and the additional insulation layer installed above the crucible. The simulation results show that the c-axis displacement difference between the original hot zone and others originated from the sub-grain defect formations in the sapphire ingot. When the crystal grown by CZ (Czochralski) grower using the modified hot zone, the crystal length having no sub-grain defects was increased about 57 mm maximum than the original one. When the simulation results compared with the experimental one, the predicted crystal length having no sub-grain defects were well corresponded with the experiment one in c-axis wafer of the 300 mm sapphire ingot. Therefore the sapphire crystal of 250 mm length having no sub-grain defects was successfully grown by CZ process.

마이크로파 ZST 세라믹을 이용한 Helical Antenna 개발

이종배,육영진,신호용,김형순,임종인,Lee, Jong-Bae,Yook, Young-Jin,Sin, Ho-Yong,Kim, Hyung-Sun,Im, Jong-In 한국세라믹학회 2008 한국세라믹학회지 Vol.45 No.4

In this study, helical antenna with microwave ZST ceramics was designed using finite element method and developed. Studied parameters are relative dielectric constant of the dielectric core and the width of the conduction metal band of the antenna. As shown in the results, the center frequency of the antenna was decreased as the dielectric constant increased. Also beam width of the antenna increased as both the dielectric constant and the conduction band width increased. Based on the designed optimal shape, the manufactured antenna has the good beam width at center frequency 1.58 GHz.