fabrication of Zirconia Thin Films by Plasma Enhanced Metal-Organic Chemical Vapor Deposition

김기동,조영아,신동근,전진석,최동수,박종진,Kim, Gi-Dong,Jo, Yeong-A,Sin, Dong-Geun,Jeon, Jin-Seok,Choe, Dong-Su,Park, Jong-Jin Materials Research Society of Korea 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.2

Zirconia thin films of uniform structure were fabricated by plasma-enhanced metal-organic chemical vapor deposition. Deposition conditions such as substrate temperature were observed to have much influence on the formation of zirconia films, therefore the mechanism of decomposition of $Zr[TMHD]_4$precursor and film growth were examined by XRD, FT-IR etc., as well as the determination of the optimal deposition condition. From temperature dependence on zirconia, below the deposition temperature of 523K, the amorphous zirconia was formed while the crystalline of zirconia with preferred orientation of cubic (200) was obtained above the temperature. Deposits at low temperatures were investigated by FT-IR and the absorption band of films revealed that the zirconia thin film was in amorphous structure and has the same organic band as that of Zr precursor. In case of high temperature, it was found that Zr precursor was completely decomposed and crystalline zirconia was obtained. In addition, at 623K the higher RF power yielded the increased crystallinity of zirconia implying an increase in decomposition rate of precursor. However, it seems that RF power has nothing with the zirconia deposition process at 773K. It was found that the proper bubbler temperature of $Zr[TMHD]<_4$ precursor is needed along with high flow rate of carrier gas. Through AFM analysis it was determined that the growth mechanism of the zirconia thin film showed island model.

차량 속도-시간 이력을 이용한 고규격 종방향 연성 배리어 설계

김기동,고만기,김동성,주재웅,장대영,Kim. Kee Dong,Ko. Man Gi,Kim. Dong Seong,Joo. Jae Woong,Jang. Dae Young 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.3

기존의 국내/외 충돌조건보다 상향된 충돌조건(900 kg의 승용차가 120 km/h의 속도와 <TEX>$20^{\circ}$</TEX>의 각도로 충돌하는 조건과 14 ton의 트럭이 85 km/h의 속도와 <TEX>$15^{\circ}$</TEX>의 각도로 충돌하는 조건, 그리고 13 ton의 버스가 90 km/h의 속도와 <TEX>$15^{\circ}$</TEX>의 각도로 충돌하는 조건)에 대하여 효과적으로 종방향 연성 배리어를 개발하기 위해서 차량 속도-시간 이력이 이용되었다. 차량 종방향 속도-시간이력 곡선과 횡방향 속도-시간 이력 곡선의 기울기가 충돌초기의 전반 부분에서 가능한 증가되고 THIV 발생시간 전후의 시간구간인 후반 부분에서 감소될 수 있도록 설계가 이루어 질 때 연성 배리어의 설계를 주로 좌우하는 THIV가 효과적으로 감소될 수 있었다. 이러한 이상적인 차량 속도-시간 이력을 발생시킬 가능성이 있는 다양한 예비설계가 수행되었고 LS-DYNA 프로그램을 이용한 유한요소해석을 통하여 적합한 설계가 결정되었다. 최종설계에 대한 실물차량 충돌시험을 통하여 고규격 종방향 연성 배리어의 개발이 성공적으로 이루어졌다. Vehicle velocity-time histories were used to develop efficiently longitudinal a flexible barrier for the impact condition which is more severe than the existing domestic and foreign impact conditions(a passenger car of 900kg impacts with the velocity of 120km/h and the angle of <TEX>$20^{\circ}$</TEX>, a truck of 14ton impacts with the velocity of 85km/h and the angle of <TEX>$15^{\circ}$</TEX>, and a bus of 13 ton impacts with the velocity of 90 km/h and the angle of <TEX>$15^{\circ}$</TEX>). When the design of longitudinal barriers was implemented such that the initial slopes of vehicle longitudinal and transverse velocity-time history curves were increased as far as possible and the post slopes for the fore and hind portions of the time at which THIV was determined were reduced, THIV which mainly governed the design of longitudinal barriers could be effectively reduced. Various preliminary designs, which had the possibility of producing the above ideal vehicle velocity-time histories, were conducted and the final design of a longitudinal flexible barrier was determined by finite element analyses using LS-DYNA program. The development of a high-performance longitudinal flexible barrier was successfully completed by conducting full scale vehicle crash tests for the final design.

PECVD에 의한 YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)박막 제조

김기동,신동근,조영아,전진석,최동수,박종진,Kim, Gi-Dong,Sin, Dong-Geun,Jo, Yeong-A,Jeon, Jin-Seok,Choe, Dong-Su,Park, Jong-Jin 한국재료학회 1999 한국재료학회지 Vol.9 No.3

PECVD(Plasma enhanced chemical vapor deposition)을 이용하여 yttria-stabilized zirconia(YSZ) 박막을 제조하였다. 반응물질로 금속유기화합물을 $Zr[TMHD]_4$와 $Y[TMHD]_3$그리고 산소를 사용하였으며, 증착온도는 $425^{\circ}C$, rf power는 0~100W까지 적용하였다. YSZ 박막은 (200)면이 기판에 평행한 입벙정상 구조를 가졌으며, 1시간 내에 $1\mu\textrm{m}$ 두께를 형성하였다. EDX에 의한 막의 성분분석 결과로부터 환산된 박막내의 $Y_2O_3$의 함량은 0-36%의 범위였다. 버블러의 온도 및 운반기체의 유량이 증가함에 따라 박막의 두께 역시 비례하여 증가하였는데, 이는 precursor의 flux 증가로 인한 박막내의 $Y_2O_3$의 함량증가에 의한 것이었다. Zr 및 Y, O는 박막의 두께에 따라 일정한 조성비를 나타내었다. 운반기체를 Ar로 하였을 때 $1000\AA$이하의 크기를 갖는 YSZ 입자들이 column 모양으로 기판에 수직하게 성장하였으며, 운반기체가 He인 경우에도 column 모양으로 성장하였으며 입도가 $1000~2000\AA$으로 Ar의 경우보다 조대해졌다. XRD 분석결과 $Y_2O_3$의 함량이 증가함에 따라 YSZ의 격자상수 값이 약간씩 증가하였다. 이는 박막 전반에 걸쳐 형성된 균열에 의해 격자변형으로 인해 발생한 응력을 완화시켰지 때문이다. A Abstract Yttria-stabilized zirconia(YSZ) thin films were synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition process. $Zr[TMHD]_4$ $Y[TMHD]_3$ precursors and oxygen were used with the deposition temperature of $425^{\circ}C$ and rf power ranging 0-100 watt. Effects of the deposition parameters were studied by X-ray diffraction and thickness anal­ysis. YSZ thin films have cubic crystal structure with (200) orientation. From the results of EDX analysis, the converte ed content of $Y_2O_3$ was determined to be 0-36%, and the film thickness was increased with bubbling temperature which is considered to be due to increasing $Y_2O_3$ flux. The depth profiles of Zr, Y and 0 appeared relatively $\infty$nstant through film thickness. Columnar grains of $1000~2000\AA$ grew vertical to the substrate surface for the case of Ar carri­er gas. In case of He carrier gas, the grain size was observed to be about $1000~2000\AA$. X-ray diffraction data showed the increase of lattice constant with $Y_2O_3$ content. It was that the presence of the cracks formed during film deposition, partially released the stress generated by the increase of lattice constant.

Composite Beam Element for Nonlinear Seismic Analysis of Steel Frames

김기동,고만기,이규세,황병국,Kim, Kee Dong,Ko, Man Gi,Yi, Gyu Sei,Hwang, Byoung Kuk Korean Society of Steel Construction 2002 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.14 No.5

This study presented a composite beam element for modeling the inelastic behavior of the steel beam, which has composite slabs in steel moment frames that are subjected to earthquake ground motions. The effects of composite slabs on the seismic behavior of steel moment frames were investigated. The element can be considered as a single-component series hinge type model whose predicted analytical results were consistent with the experimental results. Likewise, the element showed a significantly better performance than the bare steel beam elements. The composite model can also predict more accurately the local deformation demands and overall response of structural systems under earthquake loading compared with the bare steel models. Therefore, composite stabs can significantly affect locally and globally predicted responses of steel moment frames. 지진 하중에 대한 강재 모멘트 골조의 합성 슬래브를 포함한 강재 보의 비탄성 거동을 모델하기 위한 합성 보 요소가 제안되고 강재 모멘트 골조의 지진 거동에 대한 합성 슬래브의 효과가 조사된다. 합성 보 요소는 단일 직렬 힌지 모델로 간주 될 수 있고, 그 해석 결과는 실험결과와 매우 합리적인 상관 관계를 보였다. 합성 보 요소는 기존의 강재 보 요소보다 상당히 좋은 거동을 보이고, 합성모델은 지진 하중 하에서의 구조물의 국부변형과 전체 응답을 기존의 강재 모델보다 정밀하게 예측할 수 있다. 합성 슬래브는 강재 모멘트 골조의 국부 및 전체 해석 응답에 상당히 큰 효과를 나타낸다.

Non-Prismatic Beam Element for Beams with RBS Connection

김기동,고만기,황병국,배창규,Kim, Kee Dong,Ko, Man Gi,Hwang, Byoung Kuk,Pae, Chang Kyu Korean Society of Steel Construction 2004 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.16 No.6

포스트-노스리지 연결부를 사용하는 강재 보의 탄성거동을 모델하기 위한 부등 단면 보 요소가 제안된다. 감소 단면 (RBS) 연결부를 갖는 부등단면 부재에 대한 탄성 강성 매트릭스는 수치적분이 필요치 않는 수식으로 표현되고 전단 효과를 포함하고 있다. 또한 균일 단면 보 요소를 사용하여 RBS 연결부를 갖는 보를 모델 하는 간략 방법이 제안된다. 이 방법의 장점은 기존의 보 요소를 사용하여 RBS 연결부를 사용하는 강재 모멘트 골조의 최대 층간 상대 변위 비를 상당히 정확하게 예측할 수 있다는데 있다. 강재 모멘트 골조의 탄성 강성에 감소 단면 연결부가 미치는 영향이 조사되었고, 절점에서의 변형을 고려하기 위한 적절한 모델 선정이 골조의 최대 층간 상대변위 비를 정확히 예측하는데 감소 단면 연결부보다 중요한 역할을 하였다. This study presents a non-prismatic beam element for modeling the elastic behavior of steel beams, which have the post-Northridge connections in steel moment frames. The elastic stiffness matrix, including the shear effects for non-prismatic members with reduced beam section (RBS) connection, is in closed form. A simplified approach is also suggested, which uses a prismatic beam element to model beams with the RBS connection. This method can estimate quiteexactly the maximum story drift ratios of frames with the RBS connection. The effects of reduced beam section connection on the elastic stiffness of steel moment frames were investigated. The selection of a proper model to account for deformations at the joint might have a more important role in estimating the maximum story drift ratios of frames with better accuracy than the RBS cutouts.

Modelling for Monotonic Behavior of the Panel Zone

김기동,이학은,고만기,길흥배,Kim, Kee Dong,Lee, Hak Eun,Ko, Man Gi,Kil, Heung Bae Korean Society of Steel Construction 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.1

단조하중(monotonic loading)하의 강재 보-기둥 절점의 패널영역(panel zone) 거동을 정의하기 위해 해석요소를 개발하였다. 본 해석요소를 위한 하중-변위관계로 단조모델(monotonic model)을 제안했는데 이 모델은 실험결과와 좋은 상관관계를 보여주었다. 개발된 해석요소인 패널영역 요소(panel zone element)는 단순하면서도, 이를 이용한 구조해석결과가 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 한편 단조 모델에 근거한 좀 더 현실적인 패널 영역의 설계전단강도를 제안하였다.

낙석방지울타리의 성능평가 II: 성능평가

김기동,고만기,김달성,한기장,Kim, Kee Dong,Ko, Man Gi,Kim, Dal Sung,Han, Ki Jang 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.1

본 연구는 낙석방지울타리의 성능평가에 관한 두 개의 동반논문 중에서 두 번째 논문이다. 동반논문에서는 낙석방지울타리의 성능평가에 필요한 성능평가기준을 제시하였고 본 논문에서는 동반논문에 제시된 성능평가기준을 이용하여 국내 낙석방지울타리의 성능평가를 수행하였다. 고속도로용 낙석방지울타리는 50kJ의 낙석이 발생하는 장소에서 적절하게 낙석을 방어하고 50kJ 정도의 낙석이 충돌한 직후에도 차량 통행을 방해하지 않을 것으로 평가되었다. 그러나 유럽지침의 수준으로 50kJ의 낙석에너지를 항상 소산시키기 위해서는 아래에서 8번째 와이어로프까지 와이어로프의 간격을 200mm로 조정하고 간격유지대를 연결하여야 한다고 판단되었다. 그리고 간격유지대가 없는 국도용 낙석방지울타리는 상당히 작은 낙석충돌에너지에 대해서도 낙석의 관통가능성이 높기 때문에 고속도로용과 같이 간격유지대를 설치할 필요가 있다고 파악되었다. This is the second of two companion papers that describe the performance assessment for flexible rockfall protection systems. Described in a companion paper is the criteria to assess the performance of flexible rockfall protection systems. In this study the performance assessment of domestic rockfall protection fences was implemented using the criteria suggested in the companion paper. It was investigated that the rockfall protection fences for express highways performed well to resist the rockfall energy of 50kJ and the deformed rockfall protection fences right after impacting would not obstruct the vehicle traffic. However, to dissipate the rockfall energy of 50kJ with the level of European standards constantly, the spacing of wireropes was adjusted to be 200mm up to the 8th wirerope from the bottom and spacing-maintainers should be extended to the 8th wirerope. It was figured out that the rockfall protection fences for general highways were required to install spacing-maintainers as those for express highways because they, which did not have spacing-maintenance members, were very prone to the penetration of rockfall even for the very small rockfall impact energies.

Modelling for Cyclic Behavior of the Panel Zone

김기동,이학은,고만기,길흥배,Kim, Kee Dong,Lee, Hak Eun,Ko, Man Gi,Kil, Heung Bae Korean Society of Steel Construction 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.1

본 논문은 단조하중(monotonic loading)하의 강재 보-기둥의 절점의 패널 영역 거동을 연구한 논문(Kim 1997)의 후속 논문으로 주기하중에 대한 패널영역의 거동을 해석하기 위한 이력법칙(hysteretic rules)에 관한 것이다. 제안된 이력법칙은 실험결과와 합당한 상관관계를 보여주었고, 이 이력법칙을 사용한 패널영역요소의 해석 결과가 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 한편 보강판(a doubler plate)을 갖는 패널영역에 대한 해석과 실험결과로 부터 보강판이 패널영역전달력 (panel zone shear force)을 저항하는데 있어 부분적인 효과만 있다는 것을 알 수 있었다. 제안된 패널영역요소는 구조물의 전체 거동과 국부 변형을 기존의 패널영역요소(bilinear panel zone element)보다 정확하게 예측 할 수 있었다.

가정상업용DME-LPG 적용기술

김기동,이현찬,Kim, Gi-Dong,Lee, Hyeon-Chan 한국LP가스공업협회 2008 LP가스 Vol.20 No.3

실버 나노분말을 이용한 메탈메쉬용 페이스트의 충전 및 와이핑 특성

김기동,남현민,양상선,박이순,남수용,Kim, Gi-Dong,Nam, Hyun-Min,Yang, Sangsun,Park, Lee-Soon,Nam, Su-Yong 한국분말야금학회 2017 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.24 No.6

A metal mesh TCE film is fabricated using a series of processes such as UV imprinting of a transparent trench pattern (with a width of $2-5{\mu}m$) onto a PET film, filling it with silver paste, wiping of the surface, and heat-curing the silver paste. In this work nanosized (40-50 nm) silver particles are synthesized and mixed with submicron (250-300 nm)-sized silver particles to prepare silver paste for the fabrication of metal mesh-type TCE films. The filling of these silver pastes into the patterned trench layer is examined using a specially designed filling machine and the rheological testing of the silver pastes. The wiping of the trench layer surface to remove any residual silver paste or particles is tested with various mixture solvents, and ethyl cellosolve acetate (ECA):DI water = 90:10 wt% is found to give the best result. The silver paste with 40-50 nm Ag:250-300 nm Ag in a 10:90 wt% mixture gives the highest electrical conductance. The metal mesh TCE film obtained with this silver paste in an optimized process exhibits a light transmittance of 90.4% and haze at 1.2%, which is suitable for TSP application.