• 제목/요약/키워드: 공정 플라즈마

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연 잎 구조를 응용한 금속 표면의 발수 특성 개발

  • 변은연;이승훈;김종국;김양도;김도근
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.167-167
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    • 2013
  • 최근 발수 특성은 자동차 표면, 건축 구조물, 가전제품 및 모바일 기기 등 여러 분야에서 사용되고 점차 그 필요성이 대두되고 있다. 이러한 발수성의 표면은 연 잎이나 곤충의 날개, 도마뱀의 발바닥 등 자연계의 여러 곳에서 관찰 할 수 있다. 특히 연 잎의 표면에서 나타나는 초발수 특성이 마이크로와 나노 크기의 돌기 구조와 표피 왁스 성분에 기인한다는 것이 밝혀지면서 이를 응용한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 물리적인 표면처리로 마이크로와 나노 구조물을 형성하고 그 위에 표면에너지를 낮출 수 있는 물질을 증착하여, 발수 특성을 가지는 표면을 개발하였다. 알루미늄 표면에 마이크로 크기의 알루미나(Al2O3) 분말을 이용한 블라스트(blast) 공정으로 마이크로 구조를 형성하고, 선형 이온 소스(LIS)를 이용한 Ar 이온 빔 에칭으로 나노 구조를 형성하였다. FE-SEM 분석을 통해 수~수십 마이크로 구조 위에 나노 크기의 구조가 형성 된 것을 관찰하였다. 마이크로와 나노 구조가 형성된 알루미늄의 표면에너지를 낮추기 위해 trimethylsilane (TMS) 및 Ar을 이용한 플라즈마처리로 표면에 기능성 코팅막을 형성하였다. 그 결과 TMS처리 전에 비해 표면에너지가 99.75 mJ/m2에서 9.05 mJ/m2으로 급격히 낮아지고 접촉각이 $54^{\circ}$에서 $123^{\circ}$로 향상되었다.

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플라즈마 산화와 암모니아 SCR 복합탈질공정의 엔진적용 연구 (A Study on a Combined DeNOx Process of Plasma Oxidation and $NH_3$ SCR for Diesel Engine)

  • 송영훈;이재옥;차민석;김석준;류정인
    • 한국연소학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.39-46
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    • 2007
  • The technique of $NH_3$ SCR (selective catalytic reduction) assisted by plasma oxidation has been applied to a 2,000 cc diesel engine. The present combined $deNO_x$ process consists of two steps. The first step is that about 50% of emitted NO from the engine is oxidized to $NO_2$ in a plasma oxidation process. The second step is that NO and $NO_2$ are simultaneously reduced to $N_2$ in the $NH_3$ SCR process. The engine test results showed that the $deNO_x$ rates of the present combined process are higher than those of conventional SCR process by 20%. Such a high performance of the combined process is noticeable especially, when the exhaust temperature are relatively low, i.e., $170-220^{\circ}C$. To provide a feasibility of the present technique the effects of operating conditions, such as an electrical input energy, an exhaust gas temperature, an initial NO concentration, and the amount of hydrocarbon addition, were discussed.

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대기오염 물질 저감을 위한 저온 플라즈마 반응공정의 특성 (Characteristics of Non-Thermal Plasma Process for Air Pollution Control)

  • 송영훈;신동남;신완호;김관태;최연석;최영석;이원남;김석준
    • 한국대기환경학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.247-256
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    • 2000
  • Basic characteristics of non-thermal plasma process to remove C2H4 and NO have been experimentally investigated with a packed-bed type reactor and an ac power supply. The performance of the non-thermal plasma generated by ac power supply was compared with that of a wire-plate type reactor equipped with a pulsed power supply. The result shows that the non-thermal plasma can be effectively generated with an AC power supply that can be easily fabricated with conventional techniques. In order to understand the basic reaction mechanisms of the non-thermal plasma process, parametric tests for different carrier gases(air and nitrogen) and for different reaction pathways have been performed. The test results show that O3 generated by non-thermal plasma plays an dominant role to oxidize C2H4 and NO over N and O radicals when these pollutant gases are carried by dry air under room temperature condition. Experimental observations, however, indicate that N and O radicals can significantly affect on the removal process of the pollutant gases under certain conditions.

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용사법에 의한 표면개질 특성 (A Characteristics Surface Modification by Thermal Spraying)

  • 양병모;박경채
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제14권2호
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    • pp.19-27
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    • 1996
  • 재료의 표면개질은 표면층의 조직변화에 대한 개질법과 표면피복에 의한 개질 법으로 나눌 수 있다. 조직변화에 의한 개질법으로는 침탄, 질화, 이온주입 및 금속 확산 등이 있고, 표면피복에 의한 개질법으로는 도장, 도금, 육성용접, 물리증착(PVD) 및 화학증착(CVD) 등이 있는데, 용사법은 표면피복에 의한 개질법에 속한다. 용사기술 은 비교적 최근에 발달된 표면피복 기술로서 그림1과 같이 플라즈마, 가스화염 또는 아크열원을 이용하여 금속 또는 비금속 재료를 용융 혹은 반용융 상태로 모재에 고속 도로 분사하여 충돌 적층시켜 피복하는 공정으로 다른 표면개질기술에 비해서 여러 가지 잇점을 가지고 있다. 이것은 거의 모든 재질의 모재(금속, 세라믹, 유기재료 등) 에 대해 피막의 형성이 가능하고, 용사재료의 종류도 다양하다(금속, 합금, 각종 세라 믹, 플라스틱, 각종 복합재료 등). 또한 노재크기의 제한이 없고, 대형의 재료에 대해 서 한정된 부위의 피복이 가능하며, 모재의 열영향이 적고, 피막의 형성속도가 다른 피막법에 비해 빠른 장점을 가지고 있다. 그 예로 알루미나(Al$_{2}$O$_{3}$)를 피복할 경우 화학증착(CVD)법에 의해서는 피막형성 속도가 약 2 * $10^{-4}$mm/min 인데 비해 용사법에 의해서는 약 7.5 * $10^{-1}$mm/min로 매우크다. 이와같은 많은 장점을 갖고있는 용사법을 이용한 표면개질에 대해 본 기술보고에서 서술하고자 한다.

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촉매 화학기상증착법을 이용한 탄소나노튜브의 합성 및 특성 연구 (Study on the Preparation and Characteristics of Carbon Nanotubes Using Catalytic CVD)

  • 윤형석;류호진;조태환;장호정;김정식;이내성
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.13-18
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    • 2001
  • 본 연구에서 RF 플라즈마를 이용한 촉매 화학기상증착법에 의하여 탄소나노튜브를 성장시켰다. 탄소나노튜브는 Ni이 증착된 강화 유리 기판위에 $600^{\circ}C$ 이하의 공정 온도에서 성장되었으며, 성장시 성장 온도와 에칭 시간 그리고 Ni 층의 두메에 따라 탄소나노튜브 성장 특성이 다양하게 나타났다. Ni이 증착된 강화 유리기판위에 탄소나노튜브를 성장시키기 위하여 에칭 가스로는 $H_2$$NH_3$가스를 사용하였고, 탄소 원료로 $C_2H_2$가스를 사용하였다. 수직 배향된 탄소나노튜브의 직경과 길이는 약 150 nm와 3 $\mu\textrm{m}$ 정도의 크기로 성장되었다. 촉매 화학기상증착법을 이용하여 성장된 탄소나노튜브는 FED의 에미터로 사용이 기대된다.

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플라즈마 공정에 대한 소독 모델 적용 (Application of Disinfection Models on the Plasma Process)

  • 백상은;김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.695-704
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    • 2012
  • The application of disinfection models on the plasma process was investigated. Nine empirical models were used to find an optimum model. The variation of parameters in model according to the operating conditions (first voltage, second voltage, air flow rate, pH) were investigated in order to explain the disinfection model. In this experiment, the DBD (dielectric barrier discharge) plasma reactor was used to inactivate Ralstonia Solanacearum which cause wilt in tomato plantation. Optimum disinfection models were chosen among the nine models by the application of statistical SSE (sum of squared error), RMSE (root mean sum of squared error), $r^2$ values on the experimental data using the GInaFiT software in Microsoft Excel. The optimum model was shown as Weibull+talil model followed by Log-linear+ Shoulder+Tail model. Two models were applied to the experimental data according to the variation of the operating conditions. In Weibull+talil model, Log10($N_o$), Log10($N_{res}$), ${\delta}$ and p values were examined. And in Log-linear+Shoulder+Tail model, the Log10($N_o$), Log10($N_{res}$), $k_{max}$, Sl values were calculated and examined.

미립액상 분말에 의한 $YBa_{2}Cu_{3}O_{x}$ 초전도체의 PECVD 증착법 (A study on the $YBa_{2}Cu_{3}O_{x}$ phase deposition by liquid aerosol PECVD)

  • 정용선;오근호
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.229-237
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    • 1996
  • 액상의 미립자를 이용하여 저온 플라즈마 반응로 안에서 $YBa_{2}Cu_{3}O_{x}$ 초전도체상을 MgO 단결정 위에 in-situ 증착하였다. 금속화합물의 용해도, 분해온도와 용매의 증기압이 이공정 방법에서 중용한 인자로 나타났으며, 초전도체상의 증착실험 조건은 산소분압이 0.3에서 2.7 kPa, 증착온도가 $800^{\circ}C$에서 $940^{\circ}C$까지이었다. 초전도체상을 위한 최적의 증착조건은 CuO 상전이선에 근접하게 나타났다.

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공정 중 발생 오염입자 실시간 모니터링을 위한 에어로졸-레이저 유도 플라즈마 분광분석 시스템 개발 (Development of Aerosol-LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) for Real-time Monitoring of Process-induced Particles)

  • 김기백;김경태;맹현옥;이해범;박기홍
    • 한국입자에어로졸학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.57-63
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    • 2016
  • The laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) has been used for rapid detection of elemental compositions of various materials in multi-media (solid, liquid, gas, and aerosols). In this study, the aerosol-LIBS has been developed for real-time monitoring of process-induced particles produced during the semiconductor manufacturing. The developed aerosol-LIBS mainly consists of laser, optics, spectrometer, and aerosol chamber. A new aerosol chamber was constructed for the aerosol-LIBS to be applied for various semiconductor manufacturing process, including exhaust tubes, and low pressure and high temperature chamber. The aerosol-LIBS was evaluated by using laboratory generated aerosols for detection of various elements. As a result, P, Fe, Mg, Cu, Co, Ni, Ca, Na, and K emission lines were successfully detected by the aerosol-LIBS. Further evaluation of the aerosol-LIBS is being conducted.

실험계획법에 의한 $CF_4/O_2$ 플라즈마 에칭공정의 최적화에 관한 연구 (Experimental Analysis and Optimization of Experimental Analysis and Optimization of $CF_4/O_2$ Plasma Etching Process Plasma Etching Process)

  • 최만성;김광선
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.1-5
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    • 2009
  • This investigation is applied Taguchi method and the analysis of variance(ANOVA) to the reactive ion etching(RIE) characteristics of $SiO_2$ film coated on a wafer with Experimental Analysis and Optimization of $CF_4/O_2$ Plasma Etching Process mixture. Plans of experiments via nine experimental runs are based on the orthogonal arrays. A $L_9$ orthogonal array was selected with factors and three levels. The three factors included etching time, RF power, gas mixture ratio. The etching rate of the film were measured as a function of those factors. In this study, the etching thickness mean and uniformity of thickness of the RIE are adopted as the quality targets of the RIE etching process. The partial factorial design of the Taguchi method provides an economical and systematic method for determining the applicable process parameters. The RIE are found to be the most significant factors in both the thickness mean and the uniformity of thickness for a RIE etching process.

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저온 플라즈마·촉매 복합공정을 이용한 트리클로로에틸렌의 분해에 관한 연구 (Decomposition of Trichloroethylene by Using a Non-Thermal Plasma Process Combined with Catalyst)

  • 목영선;남창모
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.269-275
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    • 2003
  • A non-thermal plasma process combined with $Cr_2O_3/TiO_2$ catalyst was applied to the decomposition of trichloroethylene (TCE). A dielectric barrier discharge reactor operated with AC high voltage was used as the non-thermal plasma reactor. The effects of reaction temperature and input power on the decomposition of TCE and the formation of byproducts including HCl, $Cl_2$, CO, NO, $NO_2$ and $O_3$ were examined. At an identical input power, the increase in the reaction temperature from 373 K to 473 K decreased the decomposition of TCE in the plasma reactor. The presence of the catalyst downstream the plasma reactor not only enhanced the decomposition of TCE but also affected the distribution of byproducts, significantly. However, synergistic effect as a result of the combination of non-thermal plasma with catalyst was not observed, i.e., the TCE decomposition efficiency in this plasma-catalyst combination system was almost similar to the sum of those obtained with each process.

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