• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.113-113
• /
• 2000

직접천이형 wide band gap(3.4eV) 반도체중의 하나인 GaN를 청색 및 자외선 laser diode, 고출력 전자장비 등으로 응용하기 위해서는 낮은 접합저항을 갖는 Ohmic contact이 선행되어야 한다. 그러나 만족할만한 p-type GaN의 Ohmic contact은 아직 실현되고 있지 못하며, 이는 GaN와 접합 금속과의 구체적인 반응의 연구를 필요로 한다. 본 연구에서 앞서 Pt, Pt, Ni등의 late transition metal을 p-GaN에 접합시킨 결과 이들은 접합 당시 비교적 평탄하나 후열 처리과정에서 비교적 낮은 온도에서 기판과 열팽창계수의 차이로 인하여 평탄성을 잃어버리면서 barrier height가 증가한다는 사실을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 열적 불안정성을 극복하기 위하여 Ni과 Pd를 차례로 증착하고 가열하면서 interfacial reaction, film morphology, Fermi level의 움직임을 monchromatic XPS(x-ray photoelectron spectroscopy) 와 SAM(scanning Auger microscopy) 그리고 ex-situ AFM을 이용하여 밝히고자 하였다. 특히 후열처리에 의한 계면 반응에 수반되는 구성 금속원소 간의 합금현상과 금속 층의 평탄성이 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 이러한 합금과정에서 나타나는 금속원소들의 중심 준위의 이동을 체계적으로 규명하기 위해서 Pd1-xNix와 Pd1-xGax 합금들의 표준시료를 arc melting method로 만들어 농도에 따른 금속원소들의 중심 준위의 이동을 측정하여, Pd/Ni/p-GaN 및 Ni/Pd/p-GaN 계에서 열처리 온도에 따른 interfacial reaction을 확인하였다. 그 결과 두 계가 상온에서 nitride 및 alloy를 형성하지 않고 고르게 증착되고, 열처리 온도를 40$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$까지 증가시킴에 따라 계면반응의 부산물인 metallic Ga은 증가하고 있으마 nitride는 여전히 형성되지 않는 것을 확인하였다. 증착당시 Ni이 계면에 있는 Pd/Ni/p-GaN의 경우에는 52$0^{\circ}C$까지의 열처리에 의하여 Ni과 Pd가 골고루 섞이고 그 평탄성도 유지되고 barier height의 변화도 없었다. 더 높은 $650^{\circ}C$ 가열에 의해서는 surface free energy가 작은 Ga의 활발한 편석 현상으로 인해 표면은 Ga이 풍부한 Pd-Ga의 합금층으로 덮이고, 동시에 작은 pinhole들이 발생하며 barrier height도 0.3eV 가량 증가하게 된다. 반면에 증착당시 Pd이 계면에 있는 Ni/Pd/p-GaN의 경우에는 40$0^{\circ}C$의 가열까지는 두 금속이 그들 계면에서부터 섞이나, 52$0^{\circ}C$의 가열에 의해 이미 barrier height가 0.2eV 가량 증가하기 시작하였다. 더 높은 $650^{\circ}C$가열에 의해서는 커다란 pinhole, 0.5eV 가량의 barrier height 증가, Pd clustering이 동시에 관찰되었다. 따라서 Ni과 Pd의 일함수는 물론 thermal expansion coefficient가 거의 같으며 surface free energy도 거의 일치한다는 점을 감안하면, 이렇게 뚜렷한 열적 안정성의 차이는 GaN와 contact metal과의 반응시작 온도(disruption onset temperature)의 차이에 기인함을 알 수 있었다. 즉 계면에서의 반응에 의해 편석되는 Ga에 의해 박막의 strain이 이완되면, pinhole 등의 박막결함이 줄어 들고, 이는 계면의 N의 out-diffusion을 방지하여 p-type GaN의 barrier height 증가를 막게 된다.

• 한국방사선학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.25-30
• /
• 2023

의료분야에 3D 프린팅 기술이 활용됨에 따라 금속 재료에 대한 관심이 높아지고 있다. 방사선종양학과에서는 전자선 치료 시 환자의 정상조직에 대한 불필요한 피폭을 차폐하기 위해 차폐블록을 사용하고 있다. 하지만, 납(Lead)과 카드뮴(Cadmium) 같은 중금속 물질의 취급, 숙련도에 따른 재현성과 배치의 불확실성 등에 대한 문제점이 보고되고 있다. 본 연구에서는 금속 3D 프린팅에 사용될 수 있는 재료별 물리적 특성 및 방사선량을 분석하여 전자선 치료 시 활용할 수 있는 맞춤형 차폐블록을 개발하고자 한다. 후보 재료는 알루미늄 합금(d = 2.68 g/cm³), 티타늄 합금(d = 4.42 g/cm³), 코발트 크롬 합금(d = 8.3 g/cm³)을 선별하였다. 10 × 10 cm² 조사면, 6, 9, 12, 16 Me V 에너지로 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 차폐율 95% 지점의 두께를 도출하였다. 시뮬레이션 결과, 금속 3D 프린팅 재료 중 코발트 크롬 합금(d = 8.35 g/cm³)이 에너지별 차폐두께에서 기존 차폐블록(d = 9.4 g/cm³)과 유사하였다. 향후 금속 3D 프린팅으로 제작한 맞춤형 차폐블록을 이용하여 임상에서의 유용성 검증 평가 및 다양한 방사선 치료계획 조건 등을 통한 실험 검증이 필요할 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권5호
• /
• pp.25-31
• /
• 2021

폐리튬이온배터리를 고온에서 용융환원처리하면 코발트, 니켈 및 구리가 환원된 금속을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 상기 금속외에 망간, 철 및 규소가 같이 환원된 금속합금의 침출을 조사하였다. 침출용액으로 염산에 과산화수소를 산화제로 첨가해 염산과 산화제의 농도, 반응시간 및 온도와 광액밀도를 변화시켜 니켈, 코발트 및 구리를 99% 이상 침출시킬 수 있는 조건을 조사하였다. 과산화수소 농도와 광액밀도가 금속의 침출에 미치는 영향이 현저했으며 20에서 80℃의 반응온도범위에서 반응온도는 침출에 큰 영향을 미치지 않았다. 2M의 염산용액에서 5%의 과산화수소를 혼합한 용액으로 60℃의 반응온도와 30 g/L의 광액밀도조건에서 150분 반응시키면 규소를 제외한 모든 금속이 99% 이상 침출되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.446-447
• /
• 2010

최근 개발된 니켈 초합금 금속폼은 기존의 매연저감장치 신소재로 여겨지고 있다. 금속폼은 세가지 두드러진 특징을 갖고 있다. 첫째, 금속폼은 큰 기공의 다공성 매질로써 매연을 포집하여 축적할 수 있는 용량이 기존 필터에 비해 상대적으로 크며 그로인하여 재생 시 연소 안전성이 두드러진다. 둘째, 복잡하고 굴곡있는 기공 구조와 큰 비표면적은 물질전달 특성을 향상시켜 촉매 적용 시 촉매의 전환성능을 향상시키고 그로 인하여 귀금속 촉매량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 셋째, 금속폼은 다양한 기공크기를 가지며, 다양한 조합의 금속폼을 개발할 수 있어 요구 성능에 따른 최적의 필터 설계를 가능케 한다. 이번연구에서는, 금속폼의 필터 성능을 다양한 실험을 통하여 측정 평가하며, 이런 이해를 기반으로 필터로 제작하여 엔진실험벤치에서 그 성능을 검증하였다. 필터의 성능은 수트 포집효율과 그에 따른 필터의 압력강하와 촉매 활성 능력으로 평가되었다. 이러한 실험과 병행하여 금속폼에서의 수트 포집과정을 모델링하고 이를 상용 프로그램인 CFD-ACE+에 추가하여 설계전용 프로그램을 개발하였으며, 엔진실험결과와 비교 검증하였다. 본 논문에서는 금속폼의 높은 매연축적용량과 향상된 물질전달 특성이 어떻게 필터의 귀금속 촉매와 체적을 줄일 수 있는지 제시하고 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.72-72
• /
• 2013

마그네슘 합금은 낮은 비중의 경량화 금속 소재이며, 주로 주조재의 형태로 상당한 기간 활용되어 왔으며, 최근 포스코에서 AZ31B 합금으로 판재를 생산하면서 판재상의 마그네슘 소재의 응용이 본격화되고 있다. 마그네슘 합금은 화학적 활성이 커서 내식성 확보를 위한 표면처리가 필수적이며, 내식성의 확보가 상업적 적용을 위하여 필수적이다. 기존의 마그네슘 합금의 표면처리 방법은 주로 AZ91D 다이캐스팅재에 집중되어 왔으며, 포스코에서 생산되는 AZ31B 스트립 캐스팅재등 새롭게 시장에 소개되는 소재에 대해서는 새롭게 표면처리 공정이 개발되어야 한다. 본 발표에서는 마그네슘 합금 소재를 표면처리함에 있어서 소재의 전처리 공정의 중요성에 대하여 논하고자 한다.

• 한국재료학회지
• /
• 제7권6호
• /
• pp.464-471
• /
• 1997

Melt-overflow 급냉응고장치를 이용하여 두께 약 300$\mu\textrm{m}$, 폭 10mm의 Mg-Zn합급 스트립을 연속적으로 제조하였다. 또한 알루미늄을 첨가하여, 첨가원소에 따른 결정립미세화와 기계적강도에 미치는 영향을 조사하였다. 스트립의 미세응고조직은 전자현미경(TEM, SEM)과 image analyzer를 이용하여 분석하였으며, 경도시험으로 기계적특성을 평가하였다. Mg-5wt%Zn합금 스트립의 경도는 결정립크기의 제곱근에 반비례하여 급냉응고에 의한 결정립미세화 효과로 같은 조성의 일반주조 합금보다 2배 이상의 높은 경도값을 가지며, 알루미늄을 첨가함으로서 2배 정도의 결정립미세화 효과를 얻어 경도가 더욱 증가하였다. 결정입계를 따라 생성된 금속간화합물은 마그네슘화합금의 입계부식을 방지하여 우수한 내식성을 갖는다. 따라서 적절한 합금설계와 급냉응고법을 적용시키면 마그네슘합금의 취약성을 보완하며 경량성의 장점을 최대한 활용할 수 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.86-86
• /
• 2017

고효율의 에너지 변환 및 친환경적인 이점들을 이유로, 고분자전해질 연료전지(PEMFC)는 차세대 에너지 장치로 이목을 끌어왔다. 반면, 값비싼 백금 촉매의 이용은 연료전지의 상업적 이용에 주요한 결점으로 작용했다. 최근, Zelenay와 연구팀은 폴리아닐린-철-탄소 복합체구조에서 산소환원활성이 백금과 견주어 비슷한 성능을 낼 수 있음을 보고 하였다. Dodelet은 이러한 높은 성능이 전이금속의 영향에 의한 것일 수 있다는 주장을 하였다. 본 연구팀은 지난 연구에서 제일원리전산모사를 통해 니켈, 코발트, 구리등과 같은 전이금속이 질소가 도핑된 탄소 그래핀층에 미치는 거동을 밝혔다. 결론적으로, 금속들은 질소가 도핑된 그래핀의 전자구조를 바꿀 수 있고, 이러한 전자구조의 변화는 산소 환원반응에서 긍정적으로 작용할 수 있음을 확인하였다. 이러한 이론적 연구에 기반하여, 탄소층으로 감싼 금속은 내구성과 활성을 동시에 보유한 향후 전망있는 촉매 물질로 예상되어진다. 특히, 질소가 도핑된 탄소층으로 코팅된 철-코발트 합금은 계산을 통해 산소환원반응에서 우수할 것으로 예측되었다. 본 연구팀은 FeCo@N-C 나노입자를 직접 합성하였고, 이 촉매의 우수한 활성을 전기화학적, 구조적 관점에서 1) 질소의 도핑 효과, 2) 탄소의 두께 효과, 3) 합금효과에 집중하여 분석하였다.

• 대한치과재료학회지
• /
• 제44권3호
• /
• pp.207-216
• /
• 2017

금속-세라믹용 수복물에서 하부 구조물 제작에 사용되는 합금 중 하나인 Pd-Cu-Ga-Zn계 합금은 비교적 최근에 개발된 합금인 이유로 인해 도재 용착을 위한 소성 과정을 거치면서 합금에서 일어날 수 있는 경도 변화가 아직 밝혀지지 않았다. 그러나 이와 조성이 유사한 Pd-Cu-Ga-In-Au계 금속-세라믹용 합금의 경우 모의 소성 과정에서 경도가 하강한 것으로 밝혀져 있다. 따라서 Pd-Cu-Ga-Zn계 합금 또한 소성 과정 중에 합금의 연화가 일어날 것으로 예상되었으며 금속-세라믹용 Pd-Cu-Ga-Zn계 합금의 모의 소성 시 냉각 속도가 석출 경화에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 냉각 속도가 빠른 경우(Stage 0) 매 소성 단계에서 합금의 경도가 상승하였고, 최종 경도 값도 높게 유지되었다. 냉각 속도가 느린 경우(Stage 3) 소성 첫 단계에서는 경도가 가장 높았지만, 소성 완료 후 합금의 최종 경도는 더 낮아졌다. 매 소성 단계에서 Stage 0으로 냉각한 시편에서 소성 과정 동안 경도가 상승한 원인은 석출 경화에 기인하였다. 주조 후 매 소성 단계에서 Stage 3의 냉각 속도로 냉각한 시편에서 소성 과정 동안 경도가 하강한 원인은 기지와 판상형 석출물 내부에 생성된 점 모양의 석출물의 조대화에 기인하였다. 기지와 판상형 석출물은 CsCl-type의 $Pd_2(Cu,Ga,Zn)$ 상이며, 입자형 구조는 Cu, Ga, Zn을 고용한 면심입방(face-centered cubic) 구조의 Pd-rich ${\alpha}$ 상이었다. $1,010^{\circ}C$에서 산화처리 한 시편을 더 낮은 온도에서 여러 단계로 소성함에 따라 Pd-rich ${\alpha}$ 상으로 이루어진 입자에 고용되어 있던 Cu, Ga, Zn이 Pd와 함께 석출되어 Pd-rich ${\alpha}^{\prime}$ 입자와 $Pd_2(Cu,Ga,Zn)$으로 이루어진 ${\beta}^{\prime}$ 석출 상으로 상 분리가 진행되었다. 이상으로부터 Pd-Cu-Ga-Zn계 합금은 모의 소성 시 냉각 속도를 빠르게 함으로써 최종 보철물의 내구성을 향상시킬 수 있다고 생각되었다.

• 대한치과보철학회:학술대회논문집
• /
• 대한치과보철학회 1996년도 추계학술대회
• /
• pp.67-67
• /
• 1996

• 대한치과의사협회지
• /
• 제19권10호통권149호
• /
• pp.860-863
• /
• 1981