• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.3
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• pp.1253-1258
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• 2014

The tribological properties of TiC, TiN and TiC/TiN coatings on steels prepared by the cathodic-arc (CA) ion plating technique were investigated. Experiments were carried out on a tribo-test machine using a Falex journal V block system. The friction and wear characteristics of the coatings were determined by varying the applied load and sliding speed. The TiC, TiN and TiC/TiN coatings markedly increased the tribological characteristics of the surface. As far as a single layer coating was concerned, TiN goes better results than TiC. However, the TiC/TiN multilayer coating performed better than either single layer coating. The major factor in the improved performance of the multilayer coating was the role of TiC in improving the adhesion between the external TiN layer and the substrate steel.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.300-300
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• 2012

본 연구에서는 음극 아크 방전을 이용하여 빗각 증착으로 단층 또는 다층 구조를 갖는 TiN 코팅층을 제작하여 미세구조 변화가 코팅층 물성에 미치는 영향을 확인하였다. TiN 박막은 아크 소스에 장착된 99.5%의 Ti 타겟을 사용하여 아르곤과 질소 가스의 혼합가스 분위기에서 기판으로 사용된 스테인레스 강판 위에 코팅하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 30 cm이며, 기판은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척을 실시한 후 진공챔버에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$Torr가지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 아르곤 가스를 주입하고 아크 소스에 약 70A의 전류를 인가하여 아크를 발생시키고 기판 홀더에 약 -400 V의 직류전압을 인가하여 약 5분간 청정을 실시 하였다. 기판의 청정이 끝나면 기판에 인가된 전압을 차단하고 질소 가스를 진공챔버에 주입하여 TiN을 코팅하였다. 빗각 증착을 위한 기판의 회전각은 $45^{\circ}$와 $-45^{\circ}$이며, TiN 박막의 총 두께는 약 $3{\mu}m$로 동일하게 유지하였다. 빗각 증착으로 TiN을 코팅하면 기울어진 주상정 구조를 갖는 박막이 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 빗각 증착을 실시하는 중에 기판 홀더에 약 -100 V의 전압을 인가하면 빗각 효과가 사라지며 기판에 수직한 주상정이 성장한다는 사실을 확인하였다. $45^{\circ}$의 빗각으로 코팅한 단층 TiN 박막은 $0^{\circ}$로 코팅한 박막보다 경도가 감소하는 경향을 보였으나 $45^{\circ}$와 $-45^{\circ}$로 번갈아 코팅한 다층 TiN 박막은 zigzag 구조가 관찰되었으며 $0^{\circ}$로 코팅한 단층 TiN 박막보다 경도가 증가하는 경향을 보였다. 빗각으로 zigzag 구조의 다층 TiN 박막을 코팅하는 공정에서 최상층이 코팅될 때 기판 홀더에 전압을 인가해서 기판에 수직한 코팅층을 형성하면 가장 높은 경도 증가를 보였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 형태의 박막 구조 제어가 가능하고 이러한 미세구조 제어를 통해서 박막의 물성도 제어가 가능할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.7-7
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• 1992

Slip-casting 법으로 제조한 튜브형 다공성 $Al_2O_3$ 담체에 boehmite 입자를 단층 및 다층 졸-겔 침지코팅법과 본 실험실에서 개발한 새로운 가압 졸-겔 코팅법을 이용하여 알루미나 복합막을 제조하였다. 종래의 Yoldas법을 보완한 새로운 졸 제조방법에 의하여 입자크기가 작고 안정한 boehmite 졸을 제조 하였으며 졸의 제조조건에 따른 입자크기 변화와 열처리에 따른 겔의 상전이 및 비표면적 변화, 그리고 pH와 aging에 따른 안정성등을 규명하였다. 졸의 농도와 코팅시간 및 코팅 방법에 따른 코팅특성 등을 비교, 분석하여 복합막 제조에 최적인 코팅용 졸을 이용함으로써 담체 튜브내에 균열이 없고 재현성 있는 복합분리막을 제조할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.506-507
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• 2011

경사코팅 기술(Oblique Angle Deposition; OAD)은 입사 증기가 기판에 수직으로 입사하지 않고 90도 보다 작은 각도로 비스듬히 입사하도록 조절하여 코팅하는 물리증착 기술의 하나로 피막의 조직을 다양하게 제어할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 초기의 경사 코팅 기술은 경사각을 가진 정지된 기판 상에 코팅하였으나 최근에는 기판의 각도와 회전을 동시에 조절하여 이루어지는 소위 스침각 증착(Glancing Angle Deposition; GLAD) 기술이 개발되어 다양한 형태의 구조를 제어하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 컴퓨터를 이용하여 입사각과 방위각을 정밀 제어함에 의해 나노 스케일의 Zigzag 및 나선형, 기둥형 조직 등 복잡한 형태의 박막을 제조하는 것이 가능하게 되었다. 현재, GLAD 기술과 다양한 형태의 나노 조직을 이용하여 각종 센서는 물론 태양전지와 같은 에너지 소자, 필터와 같은 광학코팅 등에 응용하기 위한 연구가 세계적으로 폭넓게 진행되고 있다. 본 연구에서는 조직의 치밀도 향상을 통한 특성 향상을 위해 Al 및 TiN 박막을 제조함에 있어서 경사코팅 기술을 응용하여 단층 및 다층 피막(각도를 반대로 하여 여러 층을 제조)을 제조하고 그 특성을 비교하였다. Al 박막은 UBM (Un-Balanced Magnetron) 스퍼터링 소스를 이용하여 타겟 표면과 기판 표면이 이루는 각도 즉, 입사빔과 기판이 이루는 각도를 각각 0, 30, 45, 60 및 90도의 각도에서 강판 및 실리콘 웨이퍼 상에 시편을 제조하되 단층 및 다층으로 시편을 제조하고 치밀도 및 내식성과 반사율 및 조도 등의 특성을 비교하였다. 그 결과 경사각으로 코팅한 시편에서 조도 및 반사율이 향상됨은 물론 치밀도 및 내식성이 향상됨을 확인하였다. 특히, 염수분무에 의한 내식성 시험에서 경사 코팅된 시편의 경우 내식성이 현저히 향상되었는데, 이는 경사 코팅 방법이 박막의 치밀도를 향상시켜 나타난 현상으로 판단된다. TiN 박막은 Cathodic Arc 방식을 이용하되 Al 박막과 동일한 방법으로 코팅을 하고 내식성 및 경도 등의 특성을 비교하였다. TiN 박막은 경사각이 커지면서 경도가 낮아지며 특히 다층막의 경우 경도 감소가 현저함을 알 수 있었다. 다만, 45도에서는 다른 경사각에 비해 약간의 경도 상승이 측정되었다. 경사각 코팅에서의 경도 감소는 피막의 경사에 의해 탐침이 미끄러지거나 또는 우선 방위에 의한 경도 증가 효과가 나타나지 않아 생기는 현상으로 판단되었다. Ferroxyl 시험을 이용한 기공도 시험에서는 경사각 코팅의 경우가 기공이 다소 감소함을 확인하였다.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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• v.41 no.2
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• pp.121-126
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• 2015

In general, the pearlescent pigment is a pigment which was used for optical characteristics like pearl, rainbow and metallic luster. Titanium dioxide coated mica plate developed by DuPont in 1965 is currently being used as a main part of pearlescent pigment for cosmetics. Although the smooth and clear surface substrate laminated with 2 ~ 3 ingredients is thicker than a previous monolayer coated substrate, it has been applied for cosmetics as the optical interference powder to realize stronger shine and brighter interference color than monolayer one. In this study, we developed a new optical interference powder with thinner and higher chroma than a current pearlescent pigment for the strong luster and bright interference color. It was prepared from the manufacturing process, in which the coated titanium dioxide precursor was changed and crystallized by coating and heat treatment process with a half of dividing the coated amount of titanium dioxide. We confirmed the dense coating of titanium dioxide grain with Scanning Electron Microscope and measured superior crystallization degree compared with a monolayer coated pearlescent pigment by X-ray Diffraction. It is concluded that our new pearlescent pigment had higher reflectivity of light and stronger interference color than previous products.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.94.2-94.2
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• 2017

TiN 박막은 음극 아크 증착(Cathodic Arc Deposition) 방법을 이용하여 단층과 빗각 증착(Oblique Angle Deposition; OAD)으로 다층 박막 제조하여 잔류응력 변화에 대해서 확인하였다. 타겟은 99.5% Ti이고, 기판은 Si wafer를 사용하였다. 기판과 타겟 간의 거리는 29cm이며, 기판을 진공챔버에 장착하고 ${\sim}2.0{\times}10^{-5}Torr$까지 진공배기를 실시하였다. 진공챔버가 기본 압력까지 배기되면 Ar 가스를 주입한 후 약 800V 의 전압을 인가하여 약 30분간 청정을 실시하였다. TiN 박막은 Ar와 $N_2$ 가스를 주입하여 코팅하였으며 모든 박막의 두께는 약 $1{\mu}m$로 고정 하였다. 공정 변수는 기판 인가 전압 이었다. 음극 아크를 이용하여 제조된 TiN 박막은 공정 조건에 따라 잔류응력 변화가 확인되었다. 바이어스를 인가한 단층 박막이 인가하지 않는 박막 보다 잔류응력이 약 1 GPa 증가하였다. 빗각 증착으로 코팅한 다층 박막의 잔류응력은 약 3.4 GPa로 빗각을 적용하지 않은 단층의 코팅 박막 보다 약 2~3 GPa의 잔류응력 감소가 있었다. 이는 빗각구조가 박막의 잔류응력을 감소시키는데 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 얻어진 결과를 바탕으로 빗각 증착을 활용하여 박막의 잔류응력 제어가 가능할 것으로 보인다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.18 no.8
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• pp.11-17
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• 2001

Industrial use of physical vapor deposition(PVD) has been widely expanded during last two decades, and in the mean time plasma assistance in PVD has become an essential tool in preparing compound films with dense microstructure. The principles of electron beam-based plating, balanced and unbalanced magnetron sputtering and cathodic arc deposition. consisting three basic configuration of plasma assisted PVD(PAPVD)process, were reviewed. Recent technical development in PVD coating process were discussed. This paper tries to show tendency for developing new coating film on cutting tools.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2000.05a
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• pp.783-791
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• 2000

Increasing demands in productivity are propelling the development of new manufacturing methods like hard machining, high speed cutting (HSC) or machining of difficult to machine materials. In these processes the toois are subjected to very severe mechanical, tribological and thermal loads. They fail prematurely by abrasion, cratering, edge breakage and cold welding. The performance of such tools will be enhanced by better and more wear resistant coatings. The development of these new coatings shows a clear trend towards complex multi-component and multi-layer configurations. TiAIN multilayer coating belongs to these coatings for the new cutting tool generation. This paper tries to explain the benefits of the new coatings. TiAIN multilayer coating offers the following advantages: reduction of manufacturing costs. boost productivity, and lower coolant procurement, conditioning and disposal costs.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.3 no.3
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• pp.22-29
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• 2002

UV curable coating system described here consists of double layers, namely under layer and top laser coatings. The former consists of organic-inorganic conductive materials and the latter consists of multifunctional acrylates. Transparent double layer coatings were prepared on the transparent substrates i.e. PMMA, PC, PET etc. by the wet and wet coating procedure. Their surface resistances and film properties were measured as a function of the top layer thickness and relative humidity. As the thickness of the top layer was less than $10{\mu}m$, the surface resistance in the range of $10^8{\sim}10^{10}{\Omega}/cm^2$ was obtained. The surface properties of the two-layer coating were remarkably improved compared with the single layer coating. The effects of migration of conducting materials on the film properties of multilayer coating were investigated by using contact angle and Fourier transform infrared/attenuated total reflection(FT-IR/ATR). It was found that the migration of dopant(dodecyl benzenesulfonic acid, DBSA) molecules were occurred from film-substrate interface to film-air interface in the organic conductive coating system but not in the inorganic one.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.11
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• pp.5172-5177
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• 2011

This paper presents a reflection coating design scheme in the thin-film silicon solar cell. The antireflection(high reflection) coating skill is needed in the front(back) panel of the thin-film solar cell to improve an efficiency of light absorbing. In the single structure a reflectivity is changed according to the thickness of coating for antireflection scheme and its minimum value can be obtained by controlling thickness of coating. In the symmetric multi layer structure low reflectivity can be obtained in the wide wavelength range. And we also find that high reflectivity can be obtained through multi layer structure, which has alternate layers of high and low material, for high reflection scheme in the back panel.