• 기계와재료
• /
• v.21 no.4
• /
• pp.38-46
• /
• 2010

고온 고압의 부식 환경 하에서 사용할 수 있는 고내구성 재료 개발은 항공기와 선박의 추진체 및 발전기 등과 같이 고온부에서 작동하는 장치 설비의 수명 확보 및 안전성 보장을 위해 관련 산업계의 지속적인 연구 개발이 요구되고 있는 분야이다. 최근 세계 각국에서 발전소를 중심으로 한 새로운 고효율 에너지 생산 시스템화 계획이 구체화됨에 따라, 과거 한 종류의 연료 연소 방식으로부터 다양한 연료를 사용할 수 있는 시스템으로 전환함과 더불어 극심한 고온 산화 환경 변화에 유연하게 대응할 수 있는 소재 개발이 주요한 기술적 이슈로 부각되고 있다. 이와 같은 측면에서, 소재 '표면'의 기계적 열화를 극복하면서 생산 경쟁력을 갖춘 '새로운' 보호 코팅 기술은 가스 터빈 엔진 제조업체와 같은 장치 설비 제조 업체의 요소 기술 영역으로 자리매김 하고 있다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.7 no.2
• /
• pp.135-140
• /
• 1998

We investigated the initial growth mode of Cu deposited on polyimide at high temperature($350^{\circ}C$) using x-ray photoelectron spectroscopy. We could find that when Cu is sputter-deposited on the polyimide at high temperature, Cu-C-N complex is formed first, Cu-N-O complex and Cu-oxide are mainly formed successively, and then funally metallic Cu grows. In the chemical reaction point of view, the interface of Cu/polyimide at high temperature is than that at room temperature.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
• /
• v.51 no.2
• /
• pp.33-37
• /
• 2014

We have developed a novel passivation process employing a sacrificial gallium oxide process in order to recover the surface damage in AlGaN/GaN HFETs. Even with a conventional prepassivation process, surface damage during high temperature ohmic annealing cannot be avoided completely. Therefore, it is necessary to recover the damaged surface to avoid the characteristic degradation. In this work, a sacrificial gallium oxide process has been proposed in which the damaged surface after ohmic annealing was oxidized by oxygen plasma treatment and thereafter etched back using HCl. As a result, the leakage current was dramatically reduced and thus the subthreshold slope was significantly improved. In addition, the maximum drain current level was increased from 594 to 634 mA/mm. To verify the effects, the surface conditions were carefully investigated using X-ray photoelectron spectroscopy.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.196-196
• /
• 2011

팔라듐-구리 합금 분리막은 세륨산화물로 전처리된 다공성 니켈 지지체 위에 마그네트론 스퍼터 공정과 구리리플로우 공정에 의해 제조되었다. 스퍼터 공정은 얇고 치밀한 팔라듐 합금 분리막 증착을 위해 아주 효과적이다. 본 연구에서는 고온 스퍼터 공정에 의해 증착된 팔라듐 상부에 유동성과 열적확산이 우수한 구리를 코팅한 후, 반도체 분야에서 기가 패턴 매립시 사용하는 구리리플로우 공정을 도입하였다. 구리리플로우 공정은 치밀하고 미세기공이 존재하지 않는 표면을 구현하고 무한대의 수소 투과도를 가능하게 한다. 이로써 마그네트론 스퍼터에 의해 $200^{\circ}C$에서 팔라듐과 구리를 순차적으로 코팅한 후, $700^{\circ}C$에서 2시간 구리리플로우 공정을 실시하여 $7.5{\mu}m$ 두께의 팔라듐-구리 합금 분리막이 제조되었다. 세륨산화물(CeO2)은 고온에서 장시간 운전하는 동안 다공성 니켈 지지체의 금속성분이 팔라듐 합금층으로 확산하는 금속의 확산 문제를 개선하고자 지지체와 코팅층 사이에 확산방지막으로 도입되었으며, 균일한 스퍼터 증착을 위해 평탄한 표면의 지지체를 구현하였다. 투과도 테스트는 100-400kPa 의 압력차, 673-773K 의 온도 조건에서 순수한 수소가스로 실시하였다. 표면 미세기공이 없는 치밀한 팔라듐-구리 합금 분리막은 혼합가스에서 질소의 투과 없이 수소만을 투과하는 무한대의 우수한 분리도를 나타내었으며, 상용온도 $500^{\circ}C$에서 12.6ml/$cm^2{\cdot}min{\cdot}atm$의 수소 투과 능력을 보였다. 본 연구에 의해 제조된 팔라듐-구리 합금 분리막은 표면 미세기공이 없는 치밀한 분리막 제조를 가능하게 하였으며 열팽창계수가 팔라듐과 매우 비슷한 세륨산화물($CeO_2$)로 인해 지지체층과 코팅층과의 접합력이 향상되고 수소취성에 강하고 높은 열적 안정성을 갖는다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.39 no.11
• /
• pp.1091-1097
• /
• 2015

Graphite material has been widely used for making the rocket nozzle throat because of its excellent thermal properties. However, when compared with typical structural materials, graphite is relatively weak with respect to both strength and toughness, owing to its quasi-brittle behavior, and gets oxidized at $450^{\circ}C$. Therefore, it is important to evaluate the thermal and mechanical properties of this material for using it in structural applications. This study presents an experimental method to investigate the fracture behavior of ATJ graphite at elevated temperatures. In particular, the effects of major parameters such as temperature, loading, and oxidation conditions on strength and fracture characteristics were investigated. Uniaxial compression and tension tests were conducted in accordance with the ASTM standard at room temperature, $500^{\circ}C$, and $1,000^{\circ}C$. Fractography analysis of the fractured specimens was carried out using an SEM.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2011.10a
• /
• pp.39.1-39.1
• /
• 2011

가압경수로의 압력경계기기는 약 $300^{\circ}C$, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb, pH 6~8, 용존수소(DH) <30 cc/kg, 온도 $316^{\circ}C$의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 고온 수화학환경에 민감한 것으로 알려져 있다. 따라서 오스테나이트계 스테인리강을 공기중에서의 기계적특성 및 피로특성을 향상시키기 위하여 질소를 첨가한 스테인리스강을 제조하여 PWR 원전환경에서의 피로균열성장특성을 평가하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강에 0.0005 wt%가 첨가된 상용재와 0.11 wt% 질소가 첨가된 재료이다. 사용된 시편형상은 두께 5 mm, 폭 25.4 mm의 CT 시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 $316^{\circ}C$, 용존산소(DO) 5ppb, 용존수소(DH) 30 cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop: DCPD)을 이용하여 측정하였다. 질소함량이 증가할수록 동일 사이클에서 균열길이가 늦게 성장하였고, 피로균열성장속도도 약간 늦어지는 것으로 나타났다. 각 스테인리스강의 피로파면 관찰결과 상용재는 약 1 ${\mu}m$의 산화물들이 생성되는 반면 질소첨가 스테인리스강은 약 0.1 ${\mu}m$정도 산화물이 생성되었다. 산화막의 두께도 질소가 첨가됨으로써 상용재에 비해 얇게 생성되었다. 따라서 질소가 첨가됨으로써 부식환경에서 내산화성이 향상되었으며, 이는 피로균열성장특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.42 no.3 s.274
• /
• pp.188-192
• /
• 2005

The conversions to SiC-based ceramics of a polycarbosilane (PCS) with and without oxidation curing were carried out. A yield and an oxygen content of conversed SiC-based ceramics were evaluated. The weight losses of conversed SiC-based ceramics by both processes analyzed to estimate the high temperature stability after heat treatment at high temperature in vacuum. The yield of SiC­based ceramics after oxidation curing was higher than that without curing process. However, the weight loss of SiC-based ceramics with oxidation curing was larger than that without curing process after heat treatment.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.93-100
• /
• 2008

The one and two pair of oxide modules for high temperature thermoelectric power generation were fabricated with $Ca_{2.7}Bi_{0.3}Co_4O_9$(p-type) and $Ca_{0.96}Bi_{0.04}Mn_{0.96}Nb_{0.04}O_3$(n-type) on $Al_2O_3$ substrate. For the optimizing of the design process, contact resistance was derived from the results of the one pair modules, and then the resistance of two pair modules were calculated to use the derived data. Those values were compared with the measured values for the optimizing of this design process. The resistance of calculated and measured two pairs modules was 0.956 $\Omega$ and 1.110 Q $\Omega$ $T_h$=833 K, respectively, the difference of resistance was about 0.15 $\Omega$. From the result, proposed design process is effective for high temperature thermoelectric oxide modules fabrication.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.38 no.12
• /
• pp.1435-1440
• /
• 2014

The effects of the specimen size and temperature on the compressive strength of ATJ graphite were investigated. Compressive tests were conducted in accordance with ASTM C 965 at room temperature, $700^{\circ}C$ and $900^{\circ}C$. Three types of cylindrical specimen at room temperature were used in uniaxial tests, where the diameter-to - length ratios were one to two for the ASTM standard specimen, one to one for the Type I specimen, and one to 0.5 for the Type II specimen. Two kinds of cylindrical specimens, with and without antioxidant coating, were tested at elevated temperature. The Compressive strength of the expanded specimens(Type I, II) were slightly higher than that of standard specimen at room temperature. The compressive strength of a specimen with antioxidant coating increased as the temperature increased to $900^{\circ}C$. In contrast, that of the non-coated specimen decreases sharply due to the oxidation of the specimen.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.19 no.6
• /
• pp.98-103
• /
• 2018

Many coating technologies have been developed so far to improve the corrosion resistance, strength, abrasion resistance and other surface properties of materials and equipment. Among them, the formation of CCO (CaCoO, then CCO) thin films has been studied and used in the electronic material field. One of the characteristics of CCO thin films is that it is resistant to high temperature heat. Particularly, the method of forming the CCO thin film is relatively simple, and it was judged that it could be introduced into the existing equipment. Therefore, in this study, an experiment and analysis were carried out to determine whether the coating of CCO thin films can be applied to hot dip galvanizing facilities. A CCO thin film was formed on the surface of STS304 base material and oxidized in a Zn fume atmosphere in a $650^{\circ}C$ furnace with an air atmosphere. Oxidation was carried out for 30 days, after which the shape of the CCO thin film was confirmed by SEM and its corrosivity was analyzed through a potentiodynamic polarization experiment.