• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.270-270
• /
• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅소재로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리와 인체에 무해한 특성을 활용한 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 아크방전을 이용한 경사 코팅법으로 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 박막(2~3 layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 냉연강판과 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400 V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 45$^{\circ}$, -45$^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 3 ${\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 45$^{\circ}$ 단일층의 경우 0$^{\circ}$ 단일층보다 경도가 감소하나 zigzag 구조의 다층으로 갈수록 45$^{\circ}$ 단일층과 비교하여 확연히 경도가 증가함을 볼 수 있었다. 다층 질화 티타늄의 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 SEM 이미지를 통해 확인하였으며 증착 방식에 따라 경도, 조도, 반사도 등의 물성 변화가 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 형태의 박막구조 제어를 통한 물성변화가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국진공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.176-182
• /
• 2002

이온빔 스퍼터링을 사용하여 유리 기판위에 $TiO_2$ 박막을 증착하고 광학적, 구조적 특성을 분석한 후 실제 반사 방지막을 제작하였다. 박막 증착은 상온에서 실시하였으며 이온빔 전압을 1.2 kV 이온빔 전류 밀도를 200 $\mu\textrm{A}/\textrm{cm}^2$로 고정하였다. 방전가스로 아르곤과 산소 가스를 사용하였으며 $O_2$/Ar비를 변화시켜 박막을 증착하고 각 박막의 특성을 분석하였다. 증착된 박막은 비정질이었고 $O_2$/Ar비가 1일 때 화학량론적인 조성비를 나타내었다. 증착된 박막의 표면 거칠기는 7 $\AA$이내의 낮은 값을 보였으나 과량의 산소분위기에서는 그 값이 50 $\AA$이상으로 증가하였고 이로 인해 투과도가 감소하는 경향을 보였다. 증착된 $TiO_2$ 박막의 굴절률은 2.40-2.45값을 나타내었고.$O_2$/Ar 비가 0.25-1사이에서 높은 투과도를 나타내었다. 이온빔 스퍼터링으로 $SiO_2$/$TiO_2$6층 반사 방지막을 제작하여 가시 광선 영역에서 약 1%이하의 반사율 특성을 갖는 박막을 증착할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권5호
• /
• pp.675-681
• /
• 2011

본 논문에서는 선박평형수 처리시스템의 핵심부품인 중압 자외선 램프와 자기식 안정기의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다. 자외선 램프의 최적 방전조건을 확보하기 위하여 봉입되는 아르곤 가스와 수은량 변화에 따른 전기 광학적 특성변화를 분석하였다. 시제작 램프의 전압은 490 [V], 전류는 8.6 [A], 전력은 4.0 [kW]이며, 자외선 세기는 현재 사용되고 동등한 제품과 비교해 15 [%] 이상 향상되었다. 자기식 안정기는 이론적 해석과 시뮬레이션을 통해 UI 코어를 사용한 단상 내철형으로 설계하였으며, 무부하 전압은 920 [V]이고 정격출력은 8.5 [kVA]이다. 시제작 자외선 램프 및 안정기를 적용한 350 [$m^3/h$]급 선박평형수 처리시스템에서 해수에 포함된 플랑크톤 사멸률을 평가한 결과 99.99 [%] 이상으로 IMO에서 정한 규정을 만족하였다.

• 대한전자공학회논문지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.48-56
• /
• 1989

밀착형 1차원 영상감지소자로서 팩시밀리에 사용될 광도전막을 사일랜듸 글로방전 분해법으로 제작하였다. 우선 rf전력, 사일랜유량, 분위기 가스압, $H_2/SiH_4$비 및 기판온도의 증착조건에 따른 단층광전도막의 전기적 및 광학적특성을 조사하였다. 이 단층구조 영상감지막은 광전감도 0.85와 100lux 조도하에서 $I_{ph}/I_d=100$을 나타내었다. 그러나 이러한 단층박막은 양 전극으로 부터의 캐리어주입으로 인해 큰 암전류도 0.2nA 이하를 나타내었다. 또한 다층막은 단층막에 비해 단파장 가시광영역이 보상되어 팩시밀리용 1차원 영상감지소자에 사용될 만한 결과를 나타내었다.

• 공업화학
• /
• 제19권4호
• /
• pp.445-451
• /
• 2008

마이크로파를 이용하여 휘발성유기화합물(VOCs; Volatile Organic Compounds)로 오염된 활성탄을 재생하기 위하여, 절연물질로서 활석(Talc)과 Ni-Zn ferrite를 각각 활성탄에 코팅하여 벤젠의 흡착 및 탈착 특성을 조사하였다. 절연물질이 코팅된 활성탄의 물리적 특성 및 표면상태는 질소가스 흡착장치와 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 각각 확인하였다. 비표면적과 벤젠에 대한 흡착량은 비례관계를 보였고, 활성탄에 활석이나 Ni-Zn ferrite를 코팅하면 마이크로파에 의한 불꽃방전을 억제할 수 있었다. 활성탄에 절연물질을 코팅하기 위해 사용한 바인더는 PS (potassium silicate)가 벤젠에 대한 흡착성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 마이크로파 출력에 따른 탈착량은 출력에 비례하는 경향을 보였고, 연속되는 흡착과 탈착과정이 5회 반복되더라도 재현성이 충분히 나타났다. 결과적으로 VOCs로 오염된 폐활성탄의 재생방법으로서, PS를 바인더로 사용하여 활석이나 Ni-Zn ferrite를 활성탄에 코팅하여 마이크로파로 탈착시키면 효과적임을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.46-53
• /
• 2007

현재 급속한 발전을 거듭하고 있는 이동통신 및 무선 멀티미디어 관련 서비스(W-CDMA, DMB, WiBro 등)의 확장은 이들 시스템을 구현하기 위한 수많은 기지국과 안테나 및 다수의 신호전송선로를 필요로 한다. 기지국 또는 중계시설의 안테나는 신호전송선로를 통하여 고가의 통신 네트워크 장비들과 결합되어 있으므로 주요 통신기기 시스템은 안테나를 통해 유입하는 직격뢰 및 유도뢰에 의한 순간적인 과전압의 위험에 항시 노출되어 있다. 현재 통신용 보호기로 사용되고 있는 가스방전튜브(GDT) 또는 협대역 스터브형 어레스터는 고속 광대역의 통신설비에 대한 뇌서지 보호수단으로서는 한계점이 드러나고 있다. 따라서 본 연구에서는 안테나를 통해 입사하는 뇌서지를 효과적으로 저감시켜주는 서지어레스터의 성능향상을 위해 세라믹 필터를 적용하였으며, 잔류전압 저감에 효과적임을 성능실험을 통해 입증하였다.

• 공업화학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.205-209
• /
• 2015

이산화탄소 포집 및 활용(CCU)은 화석연료 시 배출되는 온실가스인 $CO_2$ 저감과 이용을 위해 잠재력을 가지고 있는 기술이다. 이산화탄소를 분해하기 위해 3상 글라이딩 아크 플라즈마-촉매 반응기를 설계 및 제작하였다. 이산화탄소 저감 특성 실험은 단일 이산화탄소 가스 공급 유량 변화와 이산화탄소와 메탄 혼합 주입에 따른 주입 전력 변화, 촉매 그리고 수증기 공급 변화에 대해 연구를 수행하였다. 단일 이산화탄소 공급 유량이 12 L/min에서 분해율이 7.9%, 에너지 분해 효율은 $0.0013L/min{\cdot}W$로 나타났다. 이산화탄소 분해됨에 따라 일산화탄소와 산소가 생성된다. 메탄과 이산화탄소 혼합가스를 주입 시 $CH_4/CO_2$ 비 1.29, 주입 전력 0.76 kW에서 이산화탄소 분해율과 메탄 전환율이 각각 37.8, 56.6%를 보였다. $NiO/Al_2O_3$ 촉매 설치 시, 플라스마 단독 공정에 비해 이산화탄소 분해율 및 메탄 전환율이 11.5, 9.9% 증가한다. 수증기 공급으로 인한 이산화탄소 분해 효과에는 큰 영향을 주지 못한다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.35-41
• /
• 2004

본 연구에서 사용된 방전 기체는 오염물의 제거 및 박막 표면 정제 등의 연구 분야에 응용되고 있는 질소 가스를 사용하였으며, 1차원 동심구 모델의 개발로 인하여, 접지 면적을 넓게 함에 따라 경방향으로의 플라즈마 분포가 중심축의 분포와 동일하다는 1차원적 가정이 적절하지 못하다는 Barnes 모델을 보완할 수 있었다. 일정한 인가 전압하에서는 입체각($\omega$)의 증가에 따라 질소 플라즈마를 구성하는 각 입자의 수밀도 분포, 전계 및 포텐셜이 감소함을 볼 수 있었다. 그러나 면적비가 증가하면서 구동 전극에서의 각 입자들의 움직임은 상대적으로 높은 전계로부터 더욱 활발하게 형성됨에 따라 직렬 연결된 블로킹 콘덴서에서 발생하는 자기 바이어스 전압은 증가하는 것을 알 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.24-27
• /
• 2016

본 연구에서는 연료전지 중 발전효율이 50% 이상으로 가장 높고 가정용(1~10kW급) 시스템으로 필요성이 높아지고 있는 고체산화물 연료전지(SOFC, Solid Oxide Fuel Cell)에 대한 평가시스템을 설계하여 최적의 평가성능을 구현코자 하였다. 최적의 연료전지 평가시스템을 구현하기 위하여 전처리 및 반응조건 제어를 위한 온도제어모듈, 반응물에 대한 유량제어모듈, 전자부하기 등을 구현하였다. 온도제어모듈은 K형 서머커플을 사용하여 운전온도인 $750^{\circ}C$에서 $1^{\circ}C$이내의 정밀도 구현이 가능토록 설계하였고, 가스의 양이 일정하게 유지하기 위한 가습기 구조를 설계하였으며, 송풍기 및 히터의 정밀제어가 가능하도록 위상제어보드를 설계하여 적용함으로서 목표성능을 구현하였으며, 전자부하기는 방전방식으로 정전압, 정전류, 정저항 모드와 아날로그 입력과 출력모듈에 별도의 DC-DC 컨버터를 사용하여 오류를 최소화하였다. 구현한 평가시스템의 성능을 측정한 결과 스택전압은 80V에서 0.15%, 스택전류는 100A에서 0.1%의 정밀제어가 가능함을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.59.2-59.2
• /
• 2009

화학보호복은 독성이 있는 화학물질 및 미세분진등에 대해 공기를 차단하며 완전 밀폐형으로 공기호흡기 및 에어라인 같은 호흡보호장치와 함께 착용하여 신체부위를 보호한다. 그 예로 생물/화학보호복은 유독하고 해로운 생물/화학물질로 부터 인체를 보호해준다. 이들 보호복은 다양한 환경이 노출되어 장시간 작업을 위해서 오랜시간 보호성능을 유지해야한다. 특히, 이런 원단의 구성은 플라스틱과 고무류의 다층구조로 구성되어있다. 플라스틱류(폴리에틸렌, PTFE 등)는 표면장력이 너무 낮아 접착하는데 어려운 점이 많이 대두된다. 일반적인 표면처리방법은 크게 물리화학적 방법으로 4가지로 분류한다. 화학적산화, 불꽃처리, 플라즈마처리, UV 방사법 등이 있다. 이들 중에서 가장 간단한 산화처리는 플라즈마처리다. 이처리는 상온/상압하에서 대기 중 또는 가스내에 방전에 의해 플라즈마를 형성하고 이 플라즈마가 대상물의 표면분자와 격렬히 반응하게 하여 표면의 분자구조를 변화시킴에 따라 소수성의 표면에 Carboxyl, hydroxyl과 carbonyl과 같은 친수성으로 변하여 결합능력을 증가 시켜 표면장력을 높여주는 가장 효과적인 방법이다. 플라즈마 표면처리를 하고 나면 육안으로 표면의 변화를 감지할 수 없지만 접착, 잉크, 코팅을 잘 받아들이는 결과를 가져온다. 플라즈마 표면처리의 효과는 주로 부도체의 필름이나 합성수지 계열의 인쇄성과 접착성을 향상시키고자 많이 활용되고 있는 실정이다. 특히, 화학보호복과 같은 플라스틱류인 다양한 고분자 합성수지(Polyethylene, polypropylene, nylon, vinyl, PVC, PET 등)에 적용가능하다. 본 연구에서는 플라즈마처리조건에 영향을 주는 변수들을 고려하여 실험계획법(DOE, RSM)을 이용하여 최적화된 플라즈마 공정을 향상시키고자한다.