• Elastomers and Composites
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• 제43권4호
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• pp.253-258
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• 2008

본 연구에서는 열가소성 고분자인 폴리아미드 6,6, 전도성 충전제인 흑연과 카본블랙을 이용하여 높은 기계적 물성 및 전기적 특성, 우수한 기체 내투과성을 동시에 갖는 연료전지 분리판용 복합체에 대하여 연구하였다. 성형압력과 충전제의 함량이 복합체의 물성에 미치는 영향을 굴곡강도, 전기전도도, 기체투과도 등을 측정하여 살펴보았다. 복합체 내의 흑연함량이 증가함에 따라 전기전도도는 증가하였으며, 굴곡강도는 80 wt% 일때 최대 값을 나타내었다. 굴곡강도는 $400\;kgf/cm^2$의 성형압력에서부터 일정한 값을 나타냈으며, 전기전도도는 압력에 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. 또한 흑연에 카본블랙이 첨가된 경우 전기적 특성이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다. 산에 침전된 복합체의 기계적 성질은 감소함을 알 수 있었다.

• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.599-605
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• 2012

기상중합으로 제조된 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT) 박막을 다양한 금속 알콕사이드 졸 용액으로 후처리하여 내용제성, 내스크래치성, 연필경도와 같은 물리화학적 특성을 효과적으로 개선하였다. 기상중합으로 제조된 PEDOT 층위에 금속 알콕사이드의 졸-젤 공정으로부터 유도된 금속 산화막이 형성되어 전기적 특성의 큰 손실 없이 기계적 물성을 증대시킬 수 있었다. 금속 알콕사이드 졸은 다양한 기능기를 가지는 실리콘 및 티타늄계 알콕사이드 화합물을 사용하였다. 이 중에서 tetraethyl orthosilicate를 기반으로 한 금속 알콕사이드 졸을 사용한 경우의 PEDOT-금속산화물 복합 박막이 표면저항, 투과도 및 다양한 물리화학적 물성 관점에서 가장 우수하였다. PEDOT-금속산화물 복합 박막의 전기적, 광학적, 물리화학적 특성 관점에서의 최적화를 위하여 금속 알콕사이드 졸의 함량, 산화제 함량, 후처리 후의 건조온도에 따른 효과를 살펴보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.277-277
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• 2011

Mo-Cu 합금은 고강도이고 우수한 열전도성 및 전기전도성를 가지는 특성이 있어 현재 방열소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 서로 고용성이 없는 Mo-Cu 합금을 제조하기 위해서 Mo, Cu 분말을 PBM (Planetary Ball Milling) 방법을 이용하여 제조 하였으며, 제조된 분말은 SPS (Spark Plasma Sintering) 공정을 이용하여 소결체를 제조하였다. Mo-Cu의 조성 변화는 Cu의 함유량을 각각 5at%Cu, 10at%Cu, 20at%Cu로 조절하여 수행하였으며, PBM 의 공정 변수로 회전수(RPM), 볼과 분말의 비율, 분산제의 양, 볼밀 시간, 분위기 변화를 주어 최적조건을 얻기 위한 실험을 진행하였다. PBM 방법을 이용하여 제조한 분말은 PSA (Particle Size Analysis)에 의해 분말의 크기를 측정하고 EDS(Energy Disperse X-ray Spectrometer) 분석에 의해 조성을 확인하였으며, XRD (X-Ray Diffraction) 분석에 의해 Cu peak이 사라지는 조건을 PBM의 최적조건으로 잡고 실험을 진행하였다. 소결체를 고밀도화하기 위해 소결공정을 SPS 방식으로 하였으며 소결체의 경도, 내마모성, 마찰계수 일함수 등을 분석하기 위해 소결체의 크기를 직경 30 mm 및 두께 5 mm로 설계하였고, 소결 공정 변수로 소결온도를 각각 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, 소결압력을 50MPa, 60MPa, 70MPa, 유지시간을 0분, 10분, 20분으로 차이를 주어, 소결체의 밀도차이와 물성차이를 분석하였다. 그 결과 PBM의 최적조건으로는 5at%Cu 에서는 10h, 10at%Cu, 20at%Cu 에서는 20h의 최적의 밀링 시간을 확인하였고, 다른 공정 변수의 최적조건으로는 회전수 300RPM, 10:1의 볼과 분말 비, 분산제 4wt%, Ar 분위기라는 조건을 얻을 수 있었다. 각각의 공정변수 변화에 따른 소결체 최적밀도 달성조건, 소결체 물성 및 전기적 특성 등의 상관관계에 관하여 보고한다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.107-107
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• 2011

최근 IT(Information Technology)가 결합된 스마트 섬유의 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 생활수준 향상에 따른 유저들의 청결, 쾌적에 대한 높은 관심속에서 생활 및 의료용 섬유에도 다양한 기능성이 요구되어지고 있다. 초경량, 흡한속건, 투습방수 등 레저 스포츠, 아웃도어 활동에 필요한 고기능성 소재는 제품의 고부가가치를 더하는 가치 상승 요인이긴 하지만 그 기술과 적용성이 이미 포화 상태에 도달했다고 볼 수 있다. 이에 국내 외 섬유 업체들은 스마트 섬유 열풍을 큰 기회로 삼아 헬스케어 기능, 엔터테인먼트 기능 등의 최첨단 기술과 결합되어진 특화된 섬유시장을 통해 더 높은 부가가치를 창출하고 새로운 섬유시장의 도약을 노리고 있다. 이에 본 연구에서는 위치추적이나 동선, 생체적 리듬 등을 파악할 수 있는 스마트 섬유용 전도성 섬유센서의 초기특성(전기적, 물리적 물성)을 유지함과 동시에 심미적인 효과와 새로운 기능성을 부여하기 위하여 전도성 센서소재의 최적 선염공정을 조사하고 외부적인 환경변화를 염두에 두어 그 물성 변화를 측정하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.125-130
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• 2008

독도의 지반의 지질구조 및 지반공학적 암반 특성 파악을 위하여 전기비저항 및 굴절법 탄성파 탐사를 실시하였다. 또한, 물리탐사자료의 해석을 위한 기초 자료로서 독도 구성 암석의 전기적/역학적 물성을 측정하였다. 서도에서의 전기비저항탐사 결과, 어민숙소에서 북서 방향으로 발달하고 있는 고각도 단층의 연장성이 확인되었으며, 단층 상반이 상대적으로 아래로 이동한 정단층임이 조사되었다. 서도에서 굴절법 탄성파 탐사 결과, 탐사 지역 하류부를 구성하고 있는 층상 라필리 응회암은 상류부의 조면안산암 II 보다 풍화 및 침식에 영향을 상당히 많이 받아 표토층을 포함한 풍화암 및 연암이 심도 10m 이상으로 깊게 발달하고 있다. 조사 지역 상류부의 풍화암 및 연암은 심도 약 7m 내외로 보다 얇게 발달하고 있으며, 심부에는 암석 강도가 상당한 수준의 보통암이 분포하고 있다. 암석 물성 측정 결과, 독도에 분포하는 암석은 풍화 및 침식에 오랜 기간 노출되어 전기비저항 또는 탄성파 속도 등의 물성 값의 범위가 매우 다양하고 넓게 나타난다. 암석의 강도는 조면암 및 조면안산암 계열의 암석이 가장 높고, 그 다음은 괴상응회 각력암, 끝으로 응회암 계열이 가장 낮은 강도를 갖는 연약한 암석으로 조사되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.6-6
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• 2010

Indium Tin Oxide (ITO)를 포함한 Transparent Conduction Oxide (TCO)는 LCD, OLED와 같은 Display, 그리고 Solar Cell 등 광신호와 전기신호간 변환이 필요한 모든 Device에 반드시 필요한 핵심 물질로, 특히 고특성 Display의 투명전극에서 요청되는 95% 이상의 투과도와 $15\;{\Omega}/{\square}$ 이하의 면저항 특성을 동시에 만족할 수 있는 기술은 현재까지 Plasma Sputtering 공정으로 $160^{\circ}C$ 이상에서 증착된 ITO 박막이 유일하다. 그러나, 최근 차세대 기술로서 Plastic Film을 기반으로 하는 Flexible Display 및 Flexible Solar Cell 구현에 대한 요구가 급증하면서, Plastic Film 기판위에 Plasma Damage이 없이 상온에 가까운 저온 ($100^{\circ}C$ 이하)에서 특성이 우수한 ITO 투명전극을 형성 할 수 있는 기술의 확보가 중요한 현안이 되고 있다. 지난 10년 동안 $100^{\circ}C$이하 저온에서 고특성의 ITO 또는 TCO 박막을 얻기위한 다양한 연구와 구체적인 공정이 활발히 연구되어 왔으나, ITO의 결정화 온도 (통상 $150{\sim}180^{\circ}C$)이하에서 증착된 ITO박막은 비정질 상태의 물성적 특성을 보여 원하는 전기적, 광학적 특성확보가 어려웠다. 본 논문에선 기본적으로 절연체 특성을 가져야 하는 산화물인 TCO가 반도체 또는 도체의 물리적 특성을 보여주는 기본원리의 고찰을 토대로, 재료학적 특성상 Crystalline 구조를 보여야 하는 ITO (Complex Cubic Bixbyte Structure)가 Plasma Sputtering 공정으로 저온에서 증착될 때 비정질 구조를 갖게 되는 원인을 규명하고, 이를 바탕으로 저온에서 증착된 ITO가 Crystalline 구조를 유지 할 수 있게 하고, Stress Control에 유리한 Nano-Crystalline 박막을 형성하면서 Crystallinity를 임의로 조절 할 수 있는 새로운 기술인 Magnetic Field Shielding Sputtering (MFSS) 공정과 최근 성과를 소개한다. 한편, 또 다른 새로운 저온 TCO 박막형성 기술로서, 유기반도체와 같은 Process Damage에 매우 취약한 유기물 위에 Plasma Damage 없이 TCO 박막을 직접 형성할 수 있는 Neutral Beam Assisted Sputtering (NBAS) 기술의 원리를 설명하고, 본 공정을 적용한 Top Emission OLED 소자의 결과를 소개한다. 또한, 고온공정이 수반되는 Solar Cell용 투명전극의 경우, 통상의 TCO박막이 고온공정을 거치면서 전기적 특성이 열화되는 원인을 규명하고, 이에 대한 근본적 해결 방법으로 ITO 박막의 Dopant인 Tin (Sn) 원자의 활성화를 증가시킨 Inductively Coupled Plasma Assisted DC Magnetron Sputtering (ICPDMS)의 원리와 박막의 물성적 특성과 내열 특성을 소개한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.346-347
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• 2012

최근 화석연료 대체 에너지원으로서 자동차용으로 연구 개발 및 응용되고 있는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC: Proton exchange membrane fuel cells)에서 분리판(Bipolar Plate)은 스택 전체 무게의 80%, 스택 가격의 60% 정도로 가장 높은 비중을 차지한다. 분리판은 연료와 산화제를 공급해주는 통로 및 전지 운전 중에 생성된 물을 제거하는 통로 역할과 anode, cathode로서 전극 역할을 통해 스택 전력을 형성하는 핵심 기능과 전지와 전지 사이의 지지대 역할을 한다. 따라서 분리판은 전기전도성, 내부식성 및 기계적 특성이 우수해야함은 물론이고, 얇고 가벼우며 가공성이 뛰어나야 한다. 현재 가장 많이 사용되고 있는 금속 분리판 소재 중 스테인리스 스틸은 전기적, 기계적 특성 및 내부식성이 우수한 반면, 가격이 비싸고, 중량이 무거운 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DC 반응성 마그네트론 스퍼터링법으로 전기적, 기계적 특성 및 내부 식성이 우수한 TiN, TiCN 박막을 스테인리스에 비해 중량이 1/3, 소재 단가가 1/4인 알루미늄 기판 위에 증착하여 박막 물성을 평가하였다. DC Power는 400 W, 기판과 타겟 사이의 거리는100 mm, 공정 압력은 0.5 Pa로 고정하였고, 3 inch의 지름과 순도 99.95%를 갖는 티타늄 타겟을 사용하였다. 공정 가스는 Ar을 주입하였으며, 질소와 탄소의 공급원으로는 질소($N_2$)와 메탄($CH_4$) 가스를 사용하여 챔버 내 주입혼합가스의 전체 유량을 50 sccm으로 고정시켰다. 증착된 박막의 전기적, 기계적 특성을 측정하였고, X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscope (SEM)을 이용하여 박막의 미세구조 및 표면 상태를 확인하였다. 또한, 내부식 특성을 평가하기 위해 potentiostatic, potentiodynamic 법을 이용하여 박막의 부식저항을 측정하였다. 증착된 TiN 박막의 경우 질소 함량의 증가에 따라 박막 증착속도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 타겟 부근의 질소 라디칼 비율이 증가함에 따라 질화반응이 촉진된 것으로 생각된다. 또한, 증착된 TiN과 TiCN 박막은 반응성 질소 유량과 탄소 유량에 따라 각각 다른 미세구조를 가지는 것을 확인하였다. TiN과 TiCN은 NaCl형의 면심입방격자(FCC)로 같은 구조이며, 격자상수가 비슷하여 전율고용되어 TiCN을 형성하고, 탄소와 질소의 비에 따라 전기적 기계적 특성이 달라짐을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.374-377
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• 2008

비정질 Si박막 태양전지의 후면 반사층을 위한 ZnO:Al TCO박막을 RF Magnetron Sputtering 방법으로 증착하였으며 이의 전기적, 광학적 특성 및 구조를 최적화하였다. Sputtering의 공정변수인 증착 RF 파워, 기판온도, 타겟-기판 거리, 증착압력을 변화시켜 ZnO:Al 단일막의 전기적, 광학적 특성을 최적화 하였고,이를 소면적 태양전지 셀 및 모듈에 적용하였다.그 중 증착 RF파워 및 압력이 단일막의 전기적,광학적 특성에 타겟-기판거리는 박막의 균일도에 큰 영향을 주었다. 압력에 따른 박막의 치밀도를 SE EMA방법으로 정량화하였고, 광학적, 전기적 특성과 연관하여 해석하였다. ZnO:Al 박막의 물성을 최적화하여 태양전지 셀에 적용한 결과 두께 80nm에서 가장 큰 Jsc의 증가를 보였고, 적용 전에 비해 약 18%의 광변환효율의 증가를 얻었다. 최적화된 태양전지 셀의 광변환효율은 9.9%, 모듈 효율은 7.4%였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 방전 플라즈마연구회
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• pp.44-48
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• 2003

할로겐 난연재료 및 고분자의 연소시 Dioxine의 문제점이 대두되고 있어 유럽국가를 중심으로 할로겐 난연제 사용을 규제하고 있다. 환경과 인체에 대한 안정성을 고려해서 저 유해 가스화, 저 발연화, 저 부식성, 리사이클링 등을 겸비한 제품의 개발로 관심이 모아지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 환경친화적인 금속화합(수산화 알루미늄)을 사용하여 연소시 발생할 수 있는 난연성, 무독성, 소연성 등을 함량별로 확인하고 난연재가 증가할수록 취약한 기계적 물성 보완을 위해 moisture cure crosslikable 기술로 케이블절연 및 자켓 피복층 특성을 증가 시켰다. 그러나 수산화알루미늄 함량이 증가할수록 기계적 물성과 기타 특성도 감소하는 경향을 보이고 있어 최적의 난연제 조성함량이 약 130~150 phr정도에서 우수한 결과를 확인하였다. 또한 moisture cure agent는 전선압출 시 표면에 scorch 및 장기 압출에 영향을 주므로 약 1.5~2phr 범위에서 처방하는 것이 우수하다. 원료투입 후 mixing 공정 중에서는 온도관리가 매우 중요하므로 되도록 믹싱 온도를 $130^{\circ}C$ 이하를 유지해야한다. 온도는 수산화알루미늄의 분산성과 케이블 피복압출 시 표면에도 영향을 주기 때문이다 본 연구는 이런 작업방법을 통해 친환경 가교 난연콤파운드가 비(比) 가교된 제품에 비해 특성이 증가되는 것을 입증할 수 있었다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2001년도 추계학술발표논문집
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• pp.57-58
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• 2001

용수 다소비 산업으로 분류되는 제지공업의 특성 상, 용수사용의 억제 및 용수의 무방류화에 대한 압력이 증가되고 있는 반면, 초지환경은 날로 열악해지고 있는 실정이다. 한 예로써, 용지의 재활용율 및 재사용 비율이 증가함에 따라 원료의 저급화가 심 각한 수준에 이르고 있으며, 이러한 초지환경의 변화는 각질화되고 극도로 미세화된 다량의 미세섬유 발생 및 잡고지로부터 유입되는 점착성 이물질과 무기 충진제의 도입 등을 유발함으로서 제품의 물리적 성질 저하, 탈수부하 증가로 인한 생산성 저하, 약품사용량 증가 등을 초래하여, 결과적으로는 폐수처리장의 부하를 증대시킴과 동시에 청수사용량 및 폐수방류량을 증가시키는 악순환을 되풀이하게 된다. 국내 제지산업이 국제적 경쟁력을 갖추기 위해서는 제품의 증대가 필수적이나, 원료와 설비의존도를 감안할 때, 제품특성과 공정 분을 결정하는 습부공정을 정확히 파악하여 최적 운전조건을 확립하는 것이 가장 경제적이고 용이한 방법일 뿐만 아니라 전체 제지공정의 정정화에도 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 일정규모이상의 종이를 생산하는 제지공장은 거의 대부분 컴퓨터로 처리되는 온라인 공정조절 시스템(On-line process control system)을 구비하고 료의 도입에서부터 설비운전 및 제품의 기본적인 품질관리까지 실시간의 자동화되고 안정적인 운전과 관리시스템을 유지하고 있다. 그러나 전체 제지공정 중, 제품 물성과 운전조건의 대부분을 결정하는 습부공정만큼은 아직도 주기적인 분석이 행해지고 있지 않을 뿐만 아니라, 슬러리의 농도나 보류도 정도를 제이하면 분석항목 조차도 변변히 확립되어 있지 않을 실정이다. 이는 다량의 물 속에 존재하게 되는 용전물질(Dissolved solids, DS), 부유물질(Suspended solids, SS), 섬 유(Fibers), 무기 미 세분(Inorganic f fines), 그리고 투입되는 약품간에 발생하는 계면동전현상 및 이러한 현상과 최종 지제 품의 물성간의 상관관계에 대한 이해 정도나 경험 부족에서 기인하는 것으로 생각된다. 1 1983년 미국제지기술연합회(T APpI)의 제지용 첨가제 분과위원회(Papermaking A Additive Committee)에서는 습부공정의 적절한 조절을 위해 어떤 항목들이 필요하며 그 중요도는 어떠한가를 조사하였으며, 그 결과로 전하밀도, 제타전위, 보류도 및 여수 도, 무기 미세분 함량 등이 중요하다고 보고하였다. 그러나 지료의 전기적 특성을 실시 간으로 측정하는 기자재류가 최근에 이르러서야 도입되고 있는 실정이기 때문에 충분 한 현장적용 사례가 보고되지 못하고 있으며, 결과적으로 얻어진 정보와 최종 지제품의 물성 및 초지기 운전조건과의 상관관계를 확립하는 작업결과는 더욱 찾아보기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는, 라이너지 제조공장의 습부공정에 투입되는 약품이 지료 의 전기적 성질, 즉 전하밀도와 제타전위에 미치는 영향을 모니터링함으로서 지료의 전기적 성질들과 습부 공정상태와의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 진행하였다.