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일반기술 전기·전자 > 반도체 재료 (B63)

반도체 소자용 확산 방지막 제조 방법

질소 플라즈마를 사용할 경우에는 질소라디칼이 Ti와 반응하여 TiN을 형성하고 나머지 탄화수소들이 다량 막 내로 들어가게 된다.반면 수소 플라즈마를 사용할 경우는 수소 플라즈마로부터 공급된 수소 라티칼이 TDEAT 고리상의 질소와 반응하여 알킬아민을 형성한 후 반응기 밖으로 빠져나가면 질소성분이 부족한 TiN가 형성되고 적은 양의 탄소만이 막 내로 함입된다. 따라서 비저항이 적은 우수한 박막을 제조할 수 있다.이는 최근 선폭이 서브하프 미크론(0.5미크론) 단위 이하인 VLSI를 제조할 때 금속배선의 중요성이 점점 커지고 있고 이에 따라 확산장막인 TiN 박막에 대한 관심이 증가하고 있어 그 효용성이 더욱 크다최근 초고밀도집적회로(Very Large Scale Integrated circuit :VLSI)를 제조할 때 확산장벽인 질화티타늄(TiN) 박막을 증착하는 방법으로 질소플라즈마를 이용한 화학증착법(Chemical Vapor Deposition:CVD)이 널리 사용되고 있고, 특히 테트라키스-디메틸-아미도-티타늄(TDMAT)이나 테트라키스-디에틸-아미도-티타늄(TDEAT) 등의 유기금속 전구체를 이용한 연구가 활발하다. 하지만 이 방법에는 막 내로 탄소가 함입되어 비저항을 증가시키고 확산장벽으로서의 성능을 떨어뜨리는 문제가 있었다.질소 플라즈마 대신 수소 플라즈마를 사용하여 유기 전구체의 알킬아미드기를 활발히 분해시켜 막 내로 탄소가 함입되는 것을 방지하여 우수한 확산 방지막을 제조할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 반도체

화학 증착에 의한 개구 충전 방법

기판의 전면에 절연층을 형성한 후, 기판의 표면이 소정부분 노출되도록 절연층을 선택적으로 제거하여 개구를 형성하고, 개구를 제외한 절연층의 상부에 흡착 억제층을 형성하며, 흡착 억제층을 증착 방지막으로 증착 공정을 진행하여 개구 내부에 금속층을 형성하고, 흡착 억제층을 제거함으로서 흡착 억제제에 기판이 노출되는 시간을 조절하면서 다양한 박막 성장을 얻을 수 있고, 또한 신뢰성 및 재현성을 향상시킬 수 있다.반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 단위 선폭이 감소하며 또한 더욱 정밀한 미세 가공 기술이 요구되고 있다. 따라서 금속배선 공정 중 개구 충전 공정에 있어서 폭은 줄어들고 더욱 깊은 개구를 효율적으로 채울 수 있는 공정이 필요한 실정이다.그러나 기존에는 전면 박막 형성 방법은 금속층을 전기적으로 분리하기 위하여 식각 및 묘화 공정이 수반되므로 제조 공정이 복잡하였다.반응물의 흡착을 억제할 수 있는 흡착 억제제를 사용하여 적절한 시간동안 기판의 표면을 노출시켜 표면상에 흡착 억제제를 선택적으로 형성하고, 계속하여 흡착 억제제가 형성되지 않은 개구부에 박막을 선택적으로 형성함으로서 신뢰성과 재현성을 향상시킬 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 반도체

구리 박막의 식각 방법

구리 박막을 오존, 또는 산소 또는 오존 플라즈마를 이용하여 산화시킨 다음, 산화된 구리에 β-디케톤 계열의 식각 반응 기체를 도입하여 반응시키거나, 구리 박막을 산화시킴과 동시에 식각 반응 기체와 반응시켜 식각을 행함으로서 소량의 산화제 및 식각 반응 기체를 사용하면서도 낮은 온도에서도 식각이 가능한 방법으로 반응 조건에 따라 식각 속도를 효율적으로 조절할 수 있다.기존에는 구리 박막의 식각에 할로겐 기체를 사용하여 구리 박막을 구리 할로겐 화합물로 바꾼 다음 탈착시킴으로서 식각하는 방법을 사용하였는데 이는 낮은 증기압 때문에 고온조건이 요구되며, 할로겐 화합물이 박막내로 잔류하게 되어 소자의 특성을 저하시켰다.구리 박막을 오존, 또는 산소 또는 오존 플라즈마를 이용하여 산화시키고 β-디케톤(diketone) 계열의 식각 반응 기체와 반응시키어 식각함으로서 소량의 산화제 및 식각 반응 기체를 사용하면서 기존 기술보다 낮은 온도에서도 식각이 가능한 방법으로서 반응 조건에 따라 식각 속도를 효율적으로 조절할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 화학공정 > 전지 제조 공정 기술

다중 경로 전지 시험 장치

컴퓨터 인터페이스부, 제 1 마이크로 콘트롤러, 제 1 마이크로 컨트롤러로부터 설정할 전압 및 전류 데이터를 입력하여 아날로그 신호로 변환하기 위한 전압 및 전류 설정부, 정전압 및 정전류 조절부 및 전압 및 전류 측정부를 구성하고, 전압 및 전류 설정부는 제 2 마이크로 콘트롤러와, 디지털/아날로그 변환기와, 아날로그 멀티플렉서 및 아날로그 멀티플렉서의 각 출력단에서 출력되는 전압을 유지시키기 위하여 출력단에 접속된 복수의 충전수단을 포함하여 구성됨으로서, 제작비가 낮아지며 하드웨어의 크기를 줄일 수 있고, 소자수가 적어지므로 소자들간의 간섭을 줄일 수 있어 기기의 오동작을 방지할 수 있으며, 잡음도 줄일 수 있어 정밀한 측정이 가능하고 소비전력을 줄일 수 있다.기존의 전압 및 전류 설정부는 마이크로 콘트롤러의 제어신호에 따라 디지털 데이터를 입력하여 아날로그 신호로 변환한 해당 경로로 출력하는 디지털/아날로그 변환기를 구비하고 있어 각 경로마다 디지털/아날로그 변환기를 한 개씩 설치하여 전압과 전류를 설정하고 있으므로 경로수에 해당하는 다수의 디지털/아날로그 변환기를 사용하여야 하므로 제작비가 증가됨과 동시에 하드웨어의 크기가 커지고 소비전력이 증가했다.마이크로 컨트롤러 및 아날로그 멀티플렉서를 사용하여 시분할 방식으로 각 전지에 전압 및 전류를 설정함으로써 하나의 디지털/아날로그 변환기만을 사용하여 다수의 전지에 대한 전압 및 전류를 시험할 수 있으므로 경로수에 상관없이 전압 및 전류 설정부에 1개의 디지털/아날로그 변환기를 사용하여 제작비가 낮아지며 하드웨어의 크기를 줄일 수 있고, 소자수가 적어지므로 소자들간의 간섭을 줄일 수 있어 기기의 오동작을 방지할 수 있으며 잡음도 줄일 수 있어 정밀한 측정이 가능하고 소비전력을 감소시킬 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 화학공정 > 전지 제조 공정 기술

고속 전기화학 임피던스 측정장치 및 방법

전해용액의 DC전압을 전해용액에 인가하고, DC전압에 dirac-delta 함수의 전압이 부가된 신호전압을 전해용액에 인가하는 제1과정과, 전해용액에 있는 작업전극을 통하여 측정된 신호전류로부터 변환된 디지털데이터 전압 중에서 dirac-delta함수의 전압에 기인된 디지털 데이터 값만을 산출하여 연산한 후 퓨리에 변환하는 제2 과정과, 퓨리에 변환된 값으로 각 주파수에 따른 임피던스를 산출하는 제3과정을 포함하며, 또한 제1과정에서 전압을 전류 값으로서 인가한 후 제2 내지 제3과정에서 작업전극에서 측정된 신호전압을 이용하여 동일한 방법으로 임피던스를 산출하는 과정을 포함하여 이루어짐으로서, 동일한 진폭과 위상을 가지는 모든 주파수 성분을 동시에 전해용액에 인가할 수 있음으로써, 각 주파수에 대하여 고속으로 전해용액의 임피던스를 측정할 수 있다기존에는 임피던스의 위상차와 크기를 측정하기 위해서는 인가하는 전압의 주파수를 일반적으로 0.001Hz에서 100KHz까지 단계적으로 변화시켜가면서 갈쌈짜기를 수행하야여 하고, 각기 다른 주파수를 가지는 정현파에 대하여 임피던스를 측정하기 위해서는 각 주파수마다 최소한 한 주기 이상 측정해야 되기 때문에 특히 저주파수에서는 매우 긴 측정시간이 소요되었다.신호 전압 생성부를 제어하여 디지털 오실로스코프로부터 전송된 샘플링 된 신호를 유입하여 샘플링 된 신호를 미분한 다음 퓨리에 변환하여 각 DC전압에 따라 산출된 전해용액의 임피던스 특성을 모니터에 디스플레이함으로서 동일한 진폭과 위상을 가지는 모든 주파수 성분을 동시에 전해용액에 가하여 출력되는 신호를 퓨리에 변환하여 각각의 주파수 성분으로 분리한 후, 주파수에 따른 진폭변화와 위상변화를 측정한 임피던스 스텍트럼을 얻어 아주 빠르게 전해용액의 임피던스를 측정할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 전자제품

방사광 가속기의 2극 전자석

수직 연장부 상단에 직각으로 연장되며, 수직 연장부와 평행하게 돌출된 상측 돌출부를 갖는 상측 연장부와, 수직 연장부의 하단에 상측 연장부와 평행하게 연장되며 수직 연장부와 평행하게 돌출된 하측 돌출부를 갖는 하측 연장부를 포함하는 방사광 가속기의 2극 전자석에 있어서, 상측 돌출부 및 하측 돌출부의 자유단은 양측면으로 소정 곡률 반경을 갖는 좌측 및 우측 원호부와, 좌측 및 우측 원호부 사이에 평탄한 면을 갖는 평탄부로 이루어짐으로서, 상측 및 하측 돌출부의 자유단에서 형성하는 자장들의 자속 밀도가 간극내의 위치에 따라 변함이 없게 되는 유효 범위를 넓힐 수 있어 이 범위내에 있는 모든 전자들을 모든 전자들을 동일한 진행 방향으로 제어할 수 있다2극 전자석은 그 형태에 따라서 C형, H형 및 창틀형의 3가지 형태가 있다. H형 전자석은 자기력에 영향을 받지 않으며, 자장의 대칭성이 좋다는 장점이 있으나 간극내의 이용이 어렵고, 창틀형 전자석은 자기력에 영향을 받지 않으며, 높은 자장까지 자장의 대칭성과 균일성이 다른 두 형태보다 좋다는 장점이 있으나, 코일의 이용 공간이 적고 간극내 이용이 어렵다는 단점이 있다. C형 전자석은 한쪽이 열려 있기 때문에 자기력에 의해 변형이 쉽고 자장의 대칭성이 좋지 않다는 단점은 있으나 간극내의 이용이 용이하게 널리 사용되고 있다.상, 하측 연장부의 상측 돌출부 및 하측 돌출부의 자유단 좌, 우측에 소정 곡률 반경을 갖는 좌측 및 우측 원호부를 형성하고, 좌측 및 우측 원호부의 사이에 평탄부를 구성함으로서 상측 및 하측 돌출부의 자유단 좌우측 모서리에 소정의 곡률 반경을 갖는 좌측 및 우측 원호부를 형성하여 자유단에서 발생하는 자속의 분포를 균일하게 할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 전자제품

방사광 가속기의 4극 전자석

제1 및 제2 철심에 연결되며, 소정이 중심점을 향하여 테이퍼 형상으로 돌출된 복수개의 돌출부의 말단부를 중앙쌍곡선부외에 중앙 쌍곡선부의 좌우측으로 제1 및 제2측면 원호부를 형성함으로서 자속의 집중을 방지하여 자속의 분포를 균일하게 하며, 자극의 유효범위를 확장할 수 있고, 제1 및 제2 철심을 구성하는 저탄소 압연강의 화학적 구성비를 제한하여 히스테리시스 손실을 감소시킴으로서 에너지 효율을 높일 수 있다.기존의 4극 전자석은 자극을 형성하는 말단부의 모서리 부분이 소정의 각을 형성하고, 이 각진 경계면을 통과하는 자속선은 그 부분이 말단부의 쌍곡선이 연장되어 있는 경우 통과할 지속선의 진행 방향과 다른 방향으로 굴절하게 된다. 이는 간극내의 자속 밀도 변화량에 영향을 주어 전자를 칩속, 발산할 수 있는 유효 범위가 작다는 문제점이 있었다.4극 전자석의 말단부의 양측 모서리를 라운딩하게 형성하여 돌출부에 의한 자속선의 조정으로 말단부를 확장하지 않고 자속 밀도의 변화량이 균일한 유효범위를 늘림으로서 각말단부가 이루는 각을 최소화하여 자속의 분포를 균일함과 동시에 자극의 유효범위를 확장할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 전자제품

방사광 가속기용 보정 전자석

자장의 균일도를 높이기 위해 C 자 형상을 갖는 코어와, 권취부 및 비권취부를 가진 수직코일과, 코어의 내측에 제공된 경사부와 조합되어 균일한 자장을 제공하고, 누설 자장을 극소화하도록 코어의 상측 및 하측 돌출부에 제공되는 수평코일을 포함하여 이루어짐으로서 제한된 자극폭에 대해 충분히 유효 자장 범위를 제공할 수 있고 균일한 수평 및 수직자계를 제공할 수 있으며, 여자 전류의 조절에 의해 에너지 손실이 극소화되고 균일한 자석 품질을 유지할 수 있으므로 정확하게 전자 비임을 조절할 수 있다.기존에는 전자가 아닌 다른 입자를 가속하기 위한 가속기에 보정 전자석이 이용되었으나, 에너지 효율의 저하로 인한 자계 특성 변화가 발생할 수 있으며, 전자 비임의 궤도 왜곡을 보정하기 위해 이용하기에는 부적절하다는 문제가 있었다. 전자석의 크기는 한정되어 있어 자극폭의 크기 또한 한정된 길이를 갖게되고, 한정된 자극폭에 대해 충분한 유효 자장 범위를 제공하지 못하였으며, 전자석의 말단부가 소정의 예각을 갖고 형성되어 와전류가 발생됨에 따른 자장의 흐름이 방해되는 문제가 있었다.코어, 수평 코일 및 수직 코일을 포함하고, 수평 코일은 가해진 직류 전류에 의해 수직으로 자장을 형성시키고, 수직 코일은 도체가 권취되지 않은 한 쌍의 비권치부를 포함하며, 가해진 직류전류에 의해 수평으로 자장을 형성함으로서 제한된 자극폭에 대해 충분히 유효 자장 범위를 제공할 수 있고 균일한 수평 및 수직자계를 제공할 수 있으며, 여자 전류의 조절에 의해 에너지 손실이 극소화되고 균일한 자석 품질을 유지할 수 있으므로 정확하게 전자 비임을 조절할 수 있다.

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 기타 산업용 전기전자

방사광 가속기용 6극 전자석

코어의 자극을 이루는 돌출부와 말단부가 그의 중심에 소정의 반경을 갖는 중앙 원호부와, 말단부의 양측면에 중앙 원호부보다 작은 반경을 가진 제1 및 제2 원호부를 포함하며, 중앙을 통과하는 중심선에 대해 수평한 제1 평탄부와, 중심선 방향으로 소정 각도로 경사진 제1 테이퍼부, 타측면이 제1 평탄부와는 평행하며, 제1 평탄부보다 작은 길이를 가진 제2 평탄부와, 제1 테이퍼부보다 더 큰 길이를 가진 제2 테이퍼부로 이루어짐으로서, 제한된 자극폭에 대해 충분히 균일한 자장 유효 범위를 제공하고, 코어에서 발생하는 자속의 누설 및 에너지 손실을 극소화할 수 있어 보정 전자석으로 안정되고 유연성을 갖는 자장을 제공할 수 있으며, 안정된 수평, 수직 보정, 스큐 4극 성분 및 6극 보정 성분을 동시에 갖기 때문에 방사광 가속기 제작에 폭넓은 유연성을 제공할 수 있다기존의 6극 전자석들은 자석의 크기가 줄어듦에 따라 제한된 자극폭을 갖기 때문에 균일한 유효 자장범위가 작으며, 특히 예각을 갖는 자극의 양모서리 부분에서 작은 여자전류에 의해서도 자속이 집중되고, 포화되어 균일한 자장 범위는 극히 제한될 수밖에 없었다. 또한 에너지 손실 및 그에 따른 온도 상승 등에 의해 균일한 자장의 분포 특성 및 자석 품질 변화 등으로 인해 보정 자계가 정밀하게 제어될 수 없다는 문제가 있었다.6각 형상의 코어와, 코어에 권취되는 제1 및 제2 코일과, 코어 내측의 동일 중점을 향해 돌출되는 6개의 돌출부와, 제1 및 제2 코일은 돌출부의 기단으로부터 각기 소정의 길이로 권취되도록 구성함으로서 제한된 자극폭에 대해 충분히 균일한 자장 유효 범위를 제공하고, 코어에서 발생하는 자속의 누설 및 에너지 손실을 극소화할 수 있어 보정 전자석으로 안정되고 유연성을 갖는 자장을 제공할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 기계 > 기타 산업·일반기계

금속 스트립 박리장치

냉각롤은 구동수단에 의해 고속 회전함과 동시에 냉각롤 표면에 지속적으로 공급된 용융 금속이 퍼지면 금속 냉각되어 스트립이 제조되고, 용해로에서 지속적으로 공급되는 용융 금속이 회전하는 냉각롤 표면에 투입되어 제조되는 스트립은 냉기분사 탱크에서 분사되는 차가운 공기에 의해 냉각되어 냉각롤의 소정위치에 장착된 스트립 박리장치에 의해 스트립을 냉각롤로부터 박리시킴으로서 냉각롤의 표면에 흠집 등이 발생되지 않을 뿐만 아니라 나이프를 냉각롤 표면의 원하는 위치에 일정한 간격으로 정확히 위치시켜 금속 스트립의 박리를 용이하게 할 수 있다.스트립을 고속 회전하는 냉각롤로부터 안정적으로 떼어내지 못하면 스트립이 노즐의 후면과 충돌하게 되어 노즐을 파손시키거나 냉각롤과 노즐 사이에 스트립이 끼이게 된다.기존에는 스트립의 박리 및 권취를 목적으로 냉각롤 표면에 안내 벨트와 나이프를 접촉시킴으로서 스트립을 박리시키고 있는데, 이는 스트립의 박리 견지에서 볼 때 기술적인 다양한 문제점을 가지고 있다.냉각롤의 원주면과 소정 간격으로 이웃하게 고정되고 스트립 가이드와 공기 분사구를 일체로 포함하는 고정판과 사이 고정판의 저면에 장착된 나이프를 구성하여 나이프와 스트립의 접촉시 발생되는 냉각롤 표면의 손상을 방지하였다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 소성가공 기술

급랭 스트립 연속 주조장치

압력용기와 통하도록 연결되고 저면에 용탕 출구를 포함하는 제 1 도가니와, 제 1 도가니를 둘러쌓고 제 1 도가니와 통하도록 연결된 제 2 도가니와, 제 1 및 제 2 도가니를 지지하는 냉각수판과, 용탕 출구와 꼭 맞춤된 제 1 게이트를 지니는 제 1 플레이트와, 제 1 게이트를 선택적으로 개폐 가능한 제 2 게이트를 갖는 제 2 플레이트와, 냉각롤의 원주면에 소정간격 이격된 노즐과, 냉각수판의 일면에 노즐을 지지하는 노즐지지대로 이루어짐으로서 용탕의 철의 정압을 일정하게 유지시킬 수 있으므로 금속스트립의 표면품질을 향상시키며 스트립의 제조공정 초기로부터 노즐 내부로 안정된 용탕의 공급이 이루어짐으로써 노즐 슬릿부위에서 응고되어 막히는 현상을 억제할 수 있으므로 스트립의 실수율 향상과 함께 제조공정을 안정화할 수 있다.기존에는 서보밸브의 작동에 의해 턴디쉬(tundish)형 제1 도가니에 용탕이 공급되면 가압용기에 압력이 가해지고, 이 압력은 컴퓨터에 의해 제어되는 2개의 가스 저장소를 개폐함으로서 금속스트립을 제조하였다.그러나 기존 기술은 노즐내부에서는 용탕 부족현상이 발생되어 용탕이 노즐을 통해 원활하게 배출되지 못함으로서 노즐 슬릿(nozzle slite)의 일부가 막히는 문제가 있었다.용탕의 철의 정압을 일정하게 유지시키어 금속스트립의 표면 품질을 향상시키며 스트립의 제조공정 초기로부터 노즐 내부로 안정된 용탕의 공급이 이루어짐으로써 노즐 슬릿부위에서 응고되어 막히는 현상을 억제할 수 있으므로 스트립의 실수율 향상과 함께 제조공정을 안정화할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 소성가공 기술

급냉 스트립 연속 주조용 노즐

노즐 지지대와 용해로 사이에 적어도 하나의 배출구를 갖는 상부노즐이 위치되고, 턴디쉬(tunding)형 도가니의 밑바닥에 장착된 노즐 지지대의 내면상에 적어도 2개 이상으로 구획된 배출구를 갖는 하부노즐과, 하부노즐을 미끄럼 가능하게 이송시킬 수 있는 이송수단으로 이루어짐으로서 용탕에 의해 노즐이 침식되거나 마모되었을 때 하부노즐을 이동시켜 새로운 슬리트로 용탕을 배출함으로서 스트립의 표면 품질의 향상과 노즐의 수명을 연장시킬 수 있다.급속냉각에 의한 비정질 스트립 제조방법으로 맬트스피닝공정(Melt Spinning Process)은 스트립을 연속적으로 대량 생산할 수 있는 기술로서, 현재 널리 사용되는 급냉에 의한 스트립 제조기술이다.기존에는 노즐의 형상 및 슬리트의 형상을 변화시켜 스트립의 품질을 개선하고자 하였으나, 노즐의 수명을 연장시켜 생산량을 증대시킬 수는 없었다.용해로의 하부에 플랜지에 의해 노즐지지대가 체결볼트에 의해 결합하고, 용해로와 노즐지지대의 사이에는 상부노즐이 위치시키고, 이 상부 노즐은 수용된 용탕을 배출하는 배출구를 포함하여 노즐이 침식되거나 마모되었을 때 하부노즐을 이동시켜 새로운 슬리트로 용탕을 배출함으로서 스트립의 표면 품질의 향상과 노즐의 수명을 연장시킬 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 부방식·표면처리 기술

전자빔을 이용한 탄소강의 표면경화방법

대기중에서 전자빔을 이용하여 탄소강의 표면을 경화시키는 방법에 있어서, 표면경화 처리될 탄소강을 전자빔의 출구로부터 7.5~8cm 이격된 상태로 위치시킨 후 탄소강을 0.4~0.7cm/sec의 속도로 이송시키는 단계와, 출력 74~84kw 범위의 전자빔을 대기중에서 탄소강에 주사하여 탄소강의 표면을 경화시키는 단계로 이루어짐으로서 탄소강의 표면내에 형성된 경화층의 경도 값을 약 2.3배 증가시킬 수 있다.탄소강의 표면 경화법은 화염 경화법, 고주파 유도 경화법, 레이저 빔 경화법 등 여러 가지가 있다.최근에는 고에너지의 가속 전자빔을 에너지원으로 사용하여 대기중에서 공업적으로 이용하여 재료의 표면처리 절단, 복합재료 및 세라믹의 합성 또는 소결, 여러 가지 재료의 증발 화학 반응의 가속화를 이용한 폐기액의 정화 등 다양한 분야에 적용 가능하게 되었다. 탄소강의 표면에 전자빔을 주사하고, 이 전자빔의 주사 조건에 따라 경화층의 두께를 조절하여 형성함으로서 경화층의 내부 경도를 높이도록 함으로서 탄소강의 표면내에 형성된 경화층의 내부 강도를 높일 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 전력설비

알루미늄 도체 주조시 사용되는 유도 전동기의 로터

적층 코어의 양측 최외곽에 각각 위치되는 두 코어 시이트에 그 상하면을 관통하는 다수개의 장방형 배기공을 각각 형성하고, 두 코어 시이트의 내측에 각각 위치시켜 그들과 접촉하는 두 코어 시이트에 두 최외곽 코어 시이트의 배기공들과 각각 유체 연통하며, 각 코어 시이트의 내주면으로부터 외주면측으로 연장되는 다수개의 가스통로가 방사상으로 배열 형성되어, 도체의 주조시에 발생된 가스를 대기중으로 배출시킬 수 있도록 이루어짐으로서 알루미늄 용탕에서 발생되는 가스를 최외곽 코어 시이트의 배기공을 통과시킨 후 그 내측 코어 시이트의 가스통로를 통해 대기로 배출시킬 수 있다.일반적인 유도 전동기의 로터는 복수개의 구멍을 가지며 폐자로를 구성하는 다수개의 원판형 적층 코어로 구성되고, 적층코어의 외측에는 전원을 인가하기 위한 알루미늄 도체가 다이캐스팅(die casting) 주조법에 의해 주조된다.그러나 다이캐스팅으로 생산하는 로터의 알루미늄 도체에는 크기가 큰 기포(blow hole)가 작은 핀 홀 및 응고시 생기는 수축공 등이 생겨 제품의 품질에 나쁜 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 이러한 것들은 전기 저항을 증가시켜 모터의 가동시 운전속도를 상승시킬 뿐 아니라 로터의 방사상 방향의 무게 비대칭으로 인한 소음과다 및 진동불량 등의 문제가 있었다.다이의 배기공과 연결되도록 적층 코어의 양측 외곽에도 코어 시이트를 위치시킴으로서 알루미늄 용탕에서 발생되는 가스를 최외곽 코어 시이트의 배기공을 통과시킨 후 그 내측 코어 시이트의 가스통로를 통해 대기로 배출시킬 수 있다

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포항공과대학교
등록일
2001-05-20
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일반기술 재료 > 응고·주조기술

다이캐스팅장치

금형의 캐비티 사이에 종방향으로 용융 금속과 접촉하게 되는 복수의 가스 배출 장공으로 이루어지고, 가스 배출 장공은, 그 하부에 금형 내부에 채워진 용융 금속은 통과하지 못하고 용융 금속내의 가스는 통과되는 소정의 가스 배출홀들이 형성된 가스배출부재가 구성되고, 가스배출부재는, 그 상부에 금형내 채워진 용융 금속의 압력에 의해 가스배출부재가 변형되는 것을 방지하는 보강스프링이 설치됨으로서 금형 내부의 캐비티에 채워진 용융 금속으로부터 발생되는 가스를 금형 외부로 배출하여 양질의 제품을 제조할 수 있다.다이캐스팅이란 금형내부에 압력을 가하여 상대적으로 용융점이 낮은 비철금속이나 그 합금들을 성형하는 방법으로서, 용융금속을 대기압보다 높은 압력으로 가압하여 주형치수와 거의 완전히 일치하는 고정밀도의 제품을 얻을 수 있다.그러나 다이캐스팅으로 생산되는 제품내에는 크기가 큰 기포 및 크기가 작은 핀홀과 응고시 생기는 수축공들이 생겨 제품에 좋지 않는 영향을 주게 되었다.금형의 캐비티 사이에 종방향으로 용융 금속과 접촉하게 되는 복수의 가스 배출 장공을 구성하여 용융 금속내에 녹아 있는 가스를 용이하게 외부로 배출함으로서 양질의 제품을 얻을 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 부방식·표면처리 기술

전자빔을 이용한 탄소강 재료의 표면 경화 방법

1.0 내지 2.5 MeV범위의 전력을 가진 전자빔을 20 내지 40㎠/sec 의 속도로 탄소강의 재료에 조사하여 탄소강 재료의 표면 경화를 행함으로서 대기 중에서도 표면 경화 작업이 가능하고, 균일한 가열과 냉각이 이루어지므로 기공이나 균열이 거의 형성되지 않으며, 시료가 가열되는 시간이 매우 짧기 때문에 재료 표면의 산화를 막을 수 있다.현재까지 알려진 철강 재료의 표면 경화법으로는 화염 경화법, 고주파유도 경화법, 레이저 빔 경화법 등이 있다.한편, 전자빔을 가속시켜 얻은 고출력 집속 에너지를 재료에 직접 전달하면 이 에너지는 순간적으로 열에너지로 바뀌게 되어 강력한 열원으로 사용할 수 있음이 공지되어 있으며, 따라서 높은 에너지를 가진 전자빔을 철강 재료에 투사시키면 재료의 표면을 용이하게 경화시킬 수 있으며, 이는 철강 재료의 탄소 및 합금 원소의 화학 조성, 전자빔 주사 방향, 투사시의 입열량 등에 다라 달라질 수 있다는 사실이 최근 알려졌다.특정 범위의 탄소 함량을 가진 탄소강 재료의 표면에 특정량의 전자빔을 조사하여 재료 표면을 경화시키면 표면이 경화되는 이외에 재료의 내부 조직에 존재하던 철 성분과 합금을 이루는 나머지 합금 성분이 재료의 표면으로 이동하여 전자빔이 투사된 탄소강 재료의 표면층에는 많은 미세한 탄화물을 형성함으로써 표면층의 경화에 크게 향상시킬 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 전기·전자 > 계측기기

파괴인성 측정방법 및 그 장치

주사전자현미경의 진공챔버내에 설치된 로딩 스테이지의 크로스 헤드에 시편을 로딩 핀으로 고정시키고, 주사전자현미경을 통해 시편을 직접 관찰하면서 모터를 구동시켜 크로스 헤드를 상호 반대방향으로 이동시킴으로써 시편에 하중을 가하며, 크로스 헤드가 일정한 속도로 이동되도록 모터의 회전속도를 콘트롤러로 조정하고, 로딩 스테이지의 로드셀로부터 측정된 측정값을 디스플레이어로 표시하고, 디스플레이어에 표시된 측정값을 레코더로 기록함으로서 시편의 파괴과정을 직접 관찰하면서 매순간의 진행상태를 디스플레이 및 기록할 수 있어 재료의 파괴인성을 정확하게 측정할 수 있다.재료의 미세 파괴 구조를 조사하는 방법으로는 파면구조의 현상학적 관찰이 많이 사용되고 있으며, 이를 수학적으로 정량화함으로서 재료의 파괴특성을 기술하는 척도로 이용하려는 노력도 진행되고 있다.이러한 연구 노력에도 불구하고 현재가지도 거시적인 재료 특성치인 파괴인성을 재료의 미세 파괴 구조와 연결하고 체계적으로 해석, 예측하는데 많은 어려움이 있었다.주사전자현미경의 진공 챔버내에 로딩 스테이지를 구비함으로서 시편의 파괴과정을 직접 관찰하도록 하여 재료의 파괴인성을 정확하게 측정할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 비철재료

비열처리형 고규소 Al 합금 및 이의 제조방법

불활성가스 또는 공기를 사용하는 가스 아토마이저를 이용하여 중량%로 Si:10∼35%, Fe:0.3∼10%, Ti:0.2∼10%, 잔부 Al으로 조성된 합금 분말을 제조하는 단계와, 합금분말을 소정입도의 구형분말로 분급하고, 분급된 합금분말을 350∼500℃의 온도에서 0.5∼3시간 동안 진공펌핑함으로써 수산화물의 제거한 후, 탈가스된 합금분말을 캔에 넣고 350∼550℃의 온도에서 5∼10ton/㎠의 압력으로 프레싱하여 1차 성형하고, 1차 성형된 성형체의 캔을 제거한 후 350∼450℃의 온도하에서 재차 성형함으로서 기계적 성질을 향상시킬 수 있어 열처리에 따른 작업상의 어려움 및 제조 비용을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 초정 Si 입자의 성장을 억제하여 고규소 알루미늄 합금의 기계적 성질 향상의 극대화를 기할 수 있다기존의 분말야금법은 중량퍼센트로 10~35%의 Si 외에도 0.3~10%의 Fe와, 0.5~5%의 Cu와, 0.3~3.5%의 Mg의 조성으로 알루미늄 합금 분말의 성형체를 제조하고, 이와 같이 제조된 알루미늄 합금을 열처리하여 기계적 성질을 개선할 수 있지만, 열처리 공정을 필수적으로 행하여야만 하기 때문에 열처리에 따르는 제조공정의 어려움과 제조 비용의 상승 및 초정 Si 입자의 성장에 따른 조직의 제어가 어렵다.불활성가스 또는 공기를 사용하는 가스 아토마이저를 이용하여 열처리 공정을 거치지 않고도 기계적 성질을 향상시킬 수 있어 열처리에 따른 작업상의 어려움 및 제조 비용을 배제할 수 있을 뿐만 아니라 초정 Si 입자의 성장을 억제하여 고규소 알루미늄 합금의 기계적 성질 향상의 극대화를 기할 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 기계 > 기타 산업·일반기계

진공챔버를 구비한 금속복합재료 제조장치 및 이를 이용한 금속복합재료 제조방법

기지금속이 채워져 용해되는 도가니를 구비하며 진공상태를 유지시키기 위한 밀폐되고 개폐 가능한 진공챔버와, 진공챔버의 공기를 제거하여 진공챔버를 진공상태로 유지시키기 위한 진공펌프와, 강화재를 일정한 속도로 도가니 내로 주입시키기 위한 강화재 주입기 및 도가니내의 용해된 기지금속과 강화재를 교반시키기 위한 회전 가능한 교반기로 이루어짐으로서 용탕에 기체가 혼입되는 것을 막고 산화물 생성을 방지하기 때문에 주조결함으로 나타나는 기공이나 산화물 혼입결함 등을 상당히 줄일 수 있다.기존의 금속복합재료의 제조방법에는 근속분말과 세라믹 분말 또는 입자를 가압성형하는 방법과 대기중에서 강화재의 주입속도를 제어하지 않는 중력사형주소 방법 등이 있다.하지만, 기존의 방법은 금속복합재료 제조시 성형과정이 복잡하여 생산 단가가 증가하고 공정 과정상의 문제 즉, 강화재의 주입속도 제어 등을 할 수 없었고, 대기 중에서 행해지기 때문에 제조된 소재에 아주 큰 기공이 잔류하여 품질이 저하되는 문제가 있었다.기지금속이 채워져 용해되는 도가니를 구비하며 진공상태를 유지하기 위해 밀폐시키고 개폐 가능한 진공챔버와 진공챔버안의 공기를 제거하여 용탕에 기체가 혼입되는 것을 막고 산화물 생성을 방지하기 때문에 주조결함으로 나타나는 기공이나 산화물 혼입결함 등을 상당히 줄일 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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일반기술 재료 > 비철재료

TiN/탄소강 경사기능재료의 제조 방법

탄소강 재료의 표면에 TiN 분말 또는 TiN 성분을 포함하는 세라믹 분말을 도포, 가압 후 가속전자빔을 주사하는 것에 의해 대기중에서도 작업이 가능하고 연속적인 작업을 할 수 있어 제조공정을 단순화시킬 수 있다.또한, 용제의 첨가로 제조시 생기는 기공이나 균열을 방지할 수 있다.현재까지 알려진 일반적인 경사기능재료의 제조방법으로는 화학증착법, 물리증착법, 플라즈마 분사코팅법, 확산결합(diffusion bonding), 레이저용접법 등이 있는데, 이들 방법들은 대기 중에서 작업이 곤란하고, 제조 공정이 복잡하여 많은 시간과 비용이 들며, 연속적인 제조가 어려운 단점을 가지고 있고, 또 소재가 대기 분위기에서 장시간 노출되기 때문에 산화층 형성으로 인한 계면결합력의 저하로 재료물성의 향상을 기대하기가 어려웠다.탄소강 재료의 표면에 TiN 분말 또는 TiN 성분을 포함하는 세라믹 분말을 도포, 가압 후 가속전자빔을 주사하여 TiN/탄소강 경사기능재료의 제조함으로서 단순한 공정으로 대기중에서 연속적인 작업이 가능하고 이로 인해 제조원가 절감이 예상되어 경사기능재료의 사용범위를 넓힐 수 있다

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포항공과대학교
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2001-05-19
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