• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.228-235
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• 2008

Nickel plating thickness increased with the electric current density, and the augmentation was more thick in $6{\sim}10A/dm^2$ than low current. Hull-cell analysis was tested to evaluate the current density. Optimum thickness was obtained at a temperature of $60^{\circ}C$, and the pH fluctuation of 3.5~4.0. Over the Nickel ion concentration of 300 g/L, plating thickness increased with the current density. The rate of decrease in nickel ion concentration was increased with the current density. The quantity of plating electro-deposition was increased at the anode surface, which was correlated with the increase of plating thickness. The plating thickness was increased because of the quick plating speed. However, the condition of the plating surface becomes irregular and the minuteness of nickel plating layer was reduced with the plating rate. After the corrosion test of 25 h, it was resulted in that maintaining low electric current density is desirable for the excellent corrosion resistance in lustered nickel plating. According to the program simulation, the thickness of diffusion layer was increased and the concentration of anode surface was lowered for the higher current densities. The concentration profile showed the regular distribution at low electric current density. The field plating process was controlled by the electric current density and the plating thickness instead of plating time for the productivity. The surface physical property of plating structure or corrosion resistance was excellent in the case of low electric current density.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.115-115
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• 2018

철강재는 대량 생산이 가능하며 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하므로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 일반적으로 이러한 철강 재료에 대한 내식성 표면처리로는 습식공정을 이용한 아연(Zn)도금 표면처리가 널리 적용되고 있다. 그러나 최근에는 이러한 습식공정으로 인해 발생하는 자원소모 및 환경적인 문제와 더불어 고내식성 표면처리 소재에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 소재 및 기술 개발에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 관점에서 기존의 습식표면처리 공정을 건식으로 대체 또는 병행하고, 현행 아연소재를 대체할 수 있는 코팅소재로써 알루미늄(Al) 이나 마그네슘(Mg)으로 대체하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 강판의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 기존의 습식 표면처리 공정에서 용이하지 않은 마그네슘을 이용하여 건식 PVD 프로세스에 의해 코팅막의 제작을 시도하였다. 그리고 코팅막 제작 조건 중에서 공정압력이 코팅막의 결정배향성에 미치는 영향과 내식성과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 즉, 여기서는 강판 및 용융알루미늄 도금강판 상에 스퍼터링법에 의해 Ar 가스에 의한 공정압력을 2, 10 및 50 mTorr로 조절하면서 마그네슘 코팅막을 $2{\mu}m$ 두께로 각각 제작하였다. 이때 제작한 막의 표면 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD) 결과에 의하면, 강판 및 용융알루미늄도금강판 상에 제작한 코팅막들은 공통적으로 공정압력이 증가할수록 그모폴로지의 결정립의 크기가 작고 치밀한 구조로 변하였다. 또한 그때 형성된 코팅막의 결정구조는 표면에너지가 상대적으로 높은 Mg(002)면 피크의 점유율이 감소하고 표면에너지가 낮은 Mg(101)면 피크의 점유율이 증가하는 경향을 나타내었다. 그리고 공정압력이 증가할수록 Mg 격자 간 면 간격(d-value)이 증가하는 경향을 나타내었다. 이상에서 제작한 마그네슘 코팅막의 결정성장 과정은 본 진공 플라즈마 PVD 공정중 증착가 더불어 흡착역할을 하는 Ar의 움직임에 따라 설명 가능하였다[1,2]. 코팅막의 양극분극(Polarization)측정 결과에 의하면, 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 부동태 특성이 우수하여 내식성이 향상되는 경향을 나타내었다. 특히, 공정압력이 상대적으로 높은 50 mTorr 조건에서 제작된 코팅막이 표면 마그네슘 결정의 크기가 조밀하고 결정구조는 Mg(002)면과 Mg(101)면의 상대강도 비가 유사하여 내식성 가장 우수하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.125.1-125.1
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• 2015

산업 자동화기술이 발달함에 따라 다양한 용도의 부품개발과 산업 장비들의 부품에 대한 수요가 날로 증가하게 되어 산업이 발달하게 된 반면, 장비의 성능을 저하시키는 마모에 대한 문제점이 제기되고 있다. 이에 대한 해결책으로 내열성 및 내마모성을 가지는 박막코팅기술이 요구되고 있다. 특히, Alumina (Al2O3)와 Zirconia (ZrO2)는 내식성과 내열성, 내마모성의 우수한 특성을 지닌 재료이며, 이들을 기어, 베어링, 실린더 등 각종 기계의 부품에 코팅하여 내마모성을 가지게 한다. 본 실험에서는 Al2O3 : ZrO2 = 50 : 50 wt% 의 비율로 혼합한 target이 사용되었다. 그리고 Al2O3-ZrO2 target을 사용하여 RF-magnetron sputtering 방법으로 박막을 제작 하였다. sputter시에 power를 20 W에서 80 W까지 변화를 주었다. AFM, SEM, XRD를 통하여 알루미늄 기판위에 증착된 Al2O3-ZrO2 박막의 구조적 특성을 알아보았으며, 내마모성 테스트 장비를 통하여 박막의 마찰마모 특성에 대하여 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.92.2-92.2
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• 2015

Negative-AND (NAND) flash의 대용량 및 소형화로 인해 10 nm급 공정을 도입한 128 Gb NAND flash가 개발된 이래, 공정이 미세화되면서 셀이 작이지고 간격이 좁아지게 되었다. 이로 인해 전자가 누설되는 간섭현상이 심화되게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기존 NAND의 평면 구조를 수직으로 적층하는 3D NAND 기술이 개발되었으며 차세대 소자를 위한 필수 기술로 각광받고 있다. 3D NAND에서 channel hole etching시 고 선택 비의 중요도가 증가하여 증착막 보호 역할을 하는 hardmask의 두께가 증가하게 되었으며 기존 하드마스크 대비 내식각성이 2배 이상 향상된 hard material 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 dopant에 따른 amorphous carbon layer (ACL)의 etch rate의 변화량을 Raman spectroscopy등의 측정장비를 이용하여 비교분석 하였다. dopant의 각각 유량별에 대한 etch rate 변화의 영향성을 비교하였다. dopant의 유량에 따라 etch rate이 변화하는 것을 관찰할 수 있었으며, 2000 sccm 이후에는 etch rate이 급격히 감소하는 경향을 보였다. Raman 측정결과, etch rate의 감소에 따라 G-peak의 red shift가 발생하였으며 두 peak 간의 차이 값이 etch rate의 변화율과 유사한 경향을 보이는 것을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.12 no.1
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• pp.9-20
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• 1999

The effect of post oxidation, water-quenched after holding in air for 5~420 seconds or cooling or furnace cooling, on corrosion resistance and phase formation characteristics of the surface layer of SM20C and SM45C carbon steels after gas nirtrocarbursing in the $NH_3-5%CO_2-N_2$ gas atmosphere at $580^{\circ}C$ for 3hours is studied. The compound layers of two steels consist of ${\varepsilon}-Fe_{2-3}N$, ${\gamma}^{\prime}-Fe_4N$ and $Fe_3O_4$, phases, however, the quantity of ${\gamma}^{\prime}-Fe_4N$ phase increases for the furnace cooled specimen compared to that of air cooling specimen. With increasing $NH_3$ content in the gas mixture and also increasing the keeping time in the air after gas nitrocarburising, the ${\varepsilon}-Fe_{2-3}N$ phase of compound layer increases, while the decreased current density recognizing the improvement of corrosion resistance are shown. the passive current density of SM45C steel is lower than that of SM20C steel at the same nitrocarburising conditions.

• Journal of Power System Engineering
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• v.19 no.5
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• pp.38-44
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• 2015

The cold-rolled steel sheet for automobile is liable to corrosion, and will be painting in a variety of ways for the anticorrosive. This paper was coated on cold rolled steel (SPCC and SPFC590) for automobiles using five kinds of organic/inorganic hybrid solution. This was evaluated corrosion resistance and so on by the salt spray. Corrosion area was less according to increasing of curing time in 2 types of steel plate with 5 types of the coating solution. No.1 solution was showed the best corrosion resistance regardless of the kinds of the steel sheet. It is judged that the melamin hardner had the role of bridge between $SiO_2$ polysilicate and urethan resin. Other properties were excellent in all solution.

• Resources Recycling
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• v.20 no.6
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• pp.56-62
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• 2011

Zirconium is used in nuclear reactors as a structural material due to its excellent corrosion resistance and to low neutron crosssection. Variation in the distribution and solubility of Zr(IV) with solution pH was obtained. Distribution of Zr(IV) containing species in HCl and $HNO_3$ solution was analyzed by considering the complex formation of Zr(IV) species with the anion of the inorganic acid. Bromley interaction parameter between $ZrO^{2+}$ and nitrate ion was estimated by using the reported data on the solvent extraction of Zr(IV) by Cyanex272 from $HNO_3$ solution. This Bromley parameter can be utilized in calculating extraction isotherm of Zr(IV) and in predicting the separation factor between Zr(IV) and Hf(IV).

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2006.05a
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• pp.421-424
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• 2006

High nitrogen steels (HNS) exhibit both high strength and ductility during tensile deformation. In the present study the Fe-18Cr-14Mn-4Ni-0.9N high nitrogen steel was heat treated at $1000^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$ to produce $Cr_2N$ precipitates in austenite matrix and full austenite microstructures, respectively. Tensile tests of the heat treated specimens were performed at two different strain rates of 0.05/sec and 0.00005/sec. Each tensile curve of the specimens could be well characterized by the the modified Ludwik equation. Plastic deformation of the steel was adequately represented by the four parameters of the modified Ludwik equation. At 0.05/s strain rate, the specimen with the $Cr_2N$ precipitate exhibited higher strength than the full austenite specimen, while the full austenite specimen showed better mechanical properties at 0.00005/s strain rate. It was found that the $Cr_2N$ precipitates influences deformation behavior of the high nitrogen steel significantly.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.2
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• pp.33-40
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• 1994

알루미늄 코팅막은 부식환경으로부터 강판을 보호하는 데에 자주 사용된다. 그러나 이 코팅막은 때때로 사용조건에 따라 제한을 받는다. 아무리 강판상에 치밀한 양질막을 코팅시켰다 할지라도, 사용중 이 피막이 손상을 받아서 강판이 노출되는 경우는 강판과의 갈바닉(Galvanic)작용으로 급격한 부식을 일으킨다. 본 연구는 내식성 개선을 목적으로 해서, 고밀착성의 코팅막을 제공하는 비평형프라즈마 프로세스인 이온프레이팅법에 의해 냉간압연강판상에 Al-Mg합금 코팅막을 제작했다. 제작된 막들은 우선, EMPA측정에 의해 원소조성분석을 한 후, 상구조분석 및 표.단면의 몰포로지(Molphology)를 X선 회절 및 주사형 전자현미경(SEM)에 의해 관찰했다. 또한, 이들막은 탈기시킨 3%NaCl용액중 양극분극 측정을 통해서 내식특성에 대한 평가를 행했다. 이들의 결과에 의하면, 알루미늄과 마그네슘의 조성비에 따라 주상, 미결정 및 아몰포스(Amorphous)조직을 보이는 금속간화합물이나 고용체의 Al-Mg박막이 나타났다. 이들 Al-Mg합금 코팅막은 강판과의 갈바닉 부식작용에 대한 방지 및 부동태 피막의 형성을 촉진하는 등의 좋은 내식성을 나타냈다.