• Title/Summary/Keyword: 다이아몬드상 카본(DLC)

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생체재료로의 다이아몬드상 카본 박막의 특성

  • 김동환;김현이;이광렬;김형우;이인섭
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.130-130
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    • 2000

  • 타이타늄(CP Ti)과 타？늄합금은 인체의 골격을 구성하고 있는 물질과 가장 흡사한 물리적 성질과 우수한 생체적합성으로 인해 임플란트용 재료로 많이 사용되고 있으며, 최근에 인공관절이나 치근으로의 사용이 증가하고 있다. 그러나 교합면에서의 취약한 마모특성으로 인해 wear debris에 의한 골 흡수 및 이완 등을 야기하는 문제점으로, 이의 개선에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 다이아몬드상 카본 (Diamond-Like-Carbon) 박막은, 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성 그리고 화학적 안정성 등의 매우 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있는 박막재료로 고체 윤활박막으로서 hard disk나 VCR head drum의 보호막, 우주항공기의 bearing 재료코팅 등으로의 적용이 최근에 급격히 증가하고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 특성을 지닌 다이아몬드상 카본 박막의 생체재료로의 적용을 위해, CP Ti과 Ti-6Al-4V에 13.56MHz를 사용하는 r.f PACVD법으로 DLC를 증착하여 생체적합적 특성을 조사하였다. C6H6 가스를 사용하여 1$\mu\textrm{m}$의 두께로 DLC 박막을 증착하였으며, 기판과의 밀찰력 향상을 위해 Si을 증간층으로 합성하였다. 마모특성은 pin-on-disk type wear tester을 사용하였으며 직경 5mm의 ruby ball로 실험을 수행하였다.

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ITO-유리위에 코팅된 다이아몬드상 카본박막의 전계방출 거동

  • 이승협;전동렬;이광렬;은광용
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1997.07a
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    • pp.163-164
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    • 1997

  • Indium thin oxide(ITO) 가 코팅된 유리위에 Ion beam spputtering depposition (IBSD)방법으로 다이아몬드상 카본(Diamond-like Carbon ; DLC)을 합성하여 전계방출 특성을 조사하였다. 박막의 합성은 이온 빔 전압을 1250 V, 전류를 20mA인 상태에스 합성 시간만을 조절하여 박막의 두계에 대한 변화를 주었다. 두께에 대한 전류-전압 특성은 두께가 약 750$\AA$인 경우 전기장이 10V/$\mu$m 일 때 $ extrm{cm}^2$당 1.3mA 정도의 전류를 방출하였으며 두께가 얇은 경우와 아주 두꺼운 경우에는 오히려 방출전류가 감소하는 경향을 보여 주었다.

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Humidity Dependence of the Residual Stress of Diamond-like Carbon Film (습도에 따른 다이아몬드성 카본필름의 잔류응력 변화에 대한 연구)

  • Lee Young-Jin;Kim Tae-Young;Lee Kwang-Ryeol;Yang In-Sang
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.13 no.4
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    • pp.157-163
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    • 2004

  • Dependence of residual compressive stress of diamond-like carbon (DLC) films on relative humidity was investigated. Polymeric, graphitic and diamond-like carbon films were prepared by r.f.-PACVD using methane or benzene with the negative self bias voltage of the substrate ranging from -100 to -800 V. In-situ measurements of the residual stress were carried out in an environment chamber where the relative humidity was varied from 10％ to 90％. In dense DLC film of high residual compressive stress and hardness, we could not observe any change in the residual compressive stress with relative humidity. However, in the cases of graphitic and polymeric DLC films, abrupt change in the residual stress occurred by changing the relative humidity. The quantity of the stress change was inversely proportional to the film thickness, which means that the stress change with humidity is not due to the penetration of the water molecule into the film structure, but due to surface interaction between water molecules and film surface.

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A variation of elastic modulus of very thin diamond-like carbon films with deposition condition (증착조건에 따른 극미세 다이아몬드상 카본 박막의 탄성률 변화거동)

  • 정진원;이광렬;은광용;고대홍
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.10 no.4
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    • pp.387-395
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    • 2001

  • The elastic modulus and the structural evolution were examined with the film thickness in polymeric, hard, graphitic diamond-like carbon (DLC) films. The DLC films used in the present study were prepared by radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition (r.f.-PACVD) from $C_6H_6\;and\;CH_4$ gas. Elastic modulus of very thin DLC film was measured by free overhang method. This method has an advantage over the other methods. Because the substrate was removed by etching technique, the measured value is not affected by the mechanical property of the substrate. The structural evolution was investigated by the G-peak position of the Raman spectrum. The polymeric and graphitic films exhibited the decreased elastic modulus with decreasing film thickness. In polymeric films, the reason was that more polymeric film had been deposited in the initial stage of the film growth and in graphitic film more graphic films which had been deposited in the initial stage decreased the elastic modulus. The G-peak position of the Raman spectrum confirmed this result. On the other hand, the hard film showed the constant elastic modulus regardless to the film thickness. The structural change was not observed in this range of the film thickness.

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다층 실리콘 함유 DLC 박막에서의 마모 거동 연구

  • 김종국;나종주;이구현
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2001.06a
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    • pp.54-54
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    • 2001

  • End hall type 이온건을 이용하여 다층 다이아몬드상 차본(DLC) 필름을 M2 steel 기판 위에 합성하였다. 다충 다이아몬드상 카본 필름은 순수 DLC 필름과 실라콘 함유 D DLC 필름의 조합으로 구성되어 있으며, $C_6H_6$ 및 수소 희석된 30% 를 사용하여 증착 하였다. 생성된 DLC 박막의 조성은 $C_6H_6$과 $SiH_4$ 가스의 비를 조절함으로써 변화시켰으며, 250 kHz의 고주파 전원을 바이어스 전원으로 사용하여 박막의 물성을 변화시켰다. DLC 박막의 두께와 다층의 구조 및 종류(2충, 4충)는 코팅 공정의 실험 변수로서 변화시켰다. 직경 3 mm의 루비볼을 사용하여 ball-on-disk 방식으로 마모 시험을 행하였으며, 하중은 490 g, 500 rpm에서 상대습도를 5 % 이하와 80 % 이상으로 변화시켜가며 시행하였다. 100,000 cycle 회전 후 측정된 시편의 마모상태는 5 % 이하의 습 도에서 4층 구조의 박막이 2충 구조의 박막보다 2배 이상 낮은 마모률을 보였으며 그 값은 각각 $2~3{\times}\;10^{-8}\;\textrm{mm}^3/rev$와 $1~2{\times}\;10^{-7}\;\textrm{mm}^3/rev$로 나타내었다. 80% 이상의 습도에서도 마모률의 변화는 저습에서의 경우와 유사하였다. 또한 Si함유 DLC 다층 박막이 저습 및 고습에서 더욱 안정한 마찰 마모 거동을 보였다.

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