• 공업화학
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• 제16권4호
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• pp.507-512
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• 2005

리튬 이온 2차 전지의 부극으로 사용되는 탄소전극은 초기 충전시 전극 표면에 Solid Electrolyte Interphase (SEI)라고 불리는 부동태 피막을 형성한다. 초기 충전과정에서의 용매분해로 형성된 막은 충방전 용량에 큰 영향을 주는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 Kawasaki Mesophase Fine Carbon 부극과 1 M $LiPF_6,EC:DEC$ (1:1, 부피비)에 $Li_2CO_3$를 첨가하여 전극/전해질 계면에서 초기충전 온도에 따라 형성되는 부동태 피막의 전기화학적 특성을 시간대 전압법, 순환 전압-전류법, 임피던스법을 이용하여 조사하였다. 관찰된 결과에 따르면, 용매분해 반응이 일어날 때 리튬 이온의 전도도에 따라 용매분해 전위가 달라졌으며, 저온으로 갈수록 $Li^+$ 이온의 전도성이 떨어져 분해 전위 차이가 나타남을 알았다. 또한 여러 온도조건에서 초기 충전시 형성된 피막의 저항은 온도별로 달라짐을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.111-111
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• 1999

반도체 소자의 고집적화 및 고속화에 따라 다층 금속배선에서의 RC 지연이 전체 지연의 주된 요소로 되고 있다. 이런 RC 진연을 줄이기 위해서 현재 다층 금속배선의 층간 절연막으로 사용하고 있는 SiO2 박막(k~3.9)을 보다 낮은 유전상수(low-k)를 가지는 물질로 대체할 것이 요구된다. 층간 절연막으로서 가져야 할 가장 중요한 것은 낮은 유전상수와 높은 열적안정성($\geq$45$0^{\circ}C$)이다. 본 연구에서는 Toluene을 precursor로 사용한 PECVD방법으로 low-k 유사중합체 유기박막을 성장시켰으며 부동한 온도에서 성장된 박막의 특성을 비교하여 증착온도가 박막의 특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 유사중합체 유기박막은 platinum(Pt)기판과 silicon 기판위에 같이 증착되었다. Precursor는 4$0^{\circ}C$로 유지된 bubbler에 담겨지고 증발된 precursor molecules는 Argon(Ar:99.999%) carrier 가스에 의해 process reactor 내부로 유입된다. Plasma는 RF(13.56MHz generator로 연결된 susceptor 주위에 발생시켰다. Silicon 기판위에 증착한 시편으로 Fourier transform infrared (FTIR) spectra 및 열적 안정성을 측정하였고, Pt 기판위에 증착한 시편으로 Al/유기박막/Pt 구조의 capacitor를 만들어 열적안정성을 측정하였고, Pt 기판위에 증착한 시편으로는 Al/유기박막/Pt 구조의 capacitor를 만들어 K값 및 절연성을 측정하였다. Capacitance는 1MHz 주파수에서 측정하였다. 열적안정성은 30분동안 Ar 분위기에서 annealing하기 전후의 증착막의 두께의 변화를 측정함으로써 조사하였으며 유기박막의 두께는 surface profilometer로 측정하였다. 증착온도가 45$^{\circ}C$에서 15$0^{\circ}C$, 25$0^{\circ}C$로 높아짐에 따라 k값은 높아졌지만 대신 열적안정성은 좋아졌다. plasma power 30W인 경우 45$^{\circ}C$에서 증착했을 때 유전상수는 2.80으로 낮았지만 40$0^{\circ}C$에서 30분 동안 열처리한 후 두께가 49% 감소하였다. 그러나 25$0^{\circ}C$에서 증착했을 때 유전상수는 3.10으로 좀 높아졌지만 열적으로는 40$0^{\circ}C$까지 안정하였으며 45$0^{\circ}C$에서도 두께의 감소는 8%에 불과했다.

• 전기화학회지
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• 제5권2호
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• pp.62-67
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• 2002

용융탄산염 연료전지의 성능 저하와 수명 감소의 원인이 되는 부식 현상을 규명하고자 분리판 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AISI-type 316L stainless steel을 대상으로 62Li/38K계 용융탄산염 내에서의 부식 실험을 수행하였다. 부식의 형태 및 속도는 환경에 의하여 다양하게 변화하게 되며, 용융탄산염 내에서 AISI-type 316L stainless steel의 부식 속도는 부식 반응에 의하여 형성되는 부동태 산화막의 안정성에 의하여 크게 영향을 받는다. 전기화학적 분극 거동을 분석한 결과 용융탄산염 연료전지의 anode가슨 분위기에서는 안정한 부동태 산화막이 형성되지 않았다. 순환 전압전류법과 정전위법을 이용한 부식 생성물의 X-ray분석을 통하여 특정한 전기화학적 전위 영역에서 반응기구와의 인과관계를 규명하고 다양한 형태의 부식 반응들을 분리해 내었다.

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.136-140
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• 2000

용융탄산염 연료전지의 분리판 재료로 사용되는 스테인레스 스틸은 고온 용융탄산염 분위기에서 부식이 심각하여 일반적으로 표면에 알루미늄 확산막을 코팅함으로써 내식성을 향상시켜 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 방법에 비해 보다 경제적인 슬러리 페인팅 및 열처리에 의한 알루미늄 확산막 형성 방법을 고안하여, 스테인레스 스틸 시편 표면에 알루미늄 확산막을 코팅하고, 산화 분위기의 용융탄산염에서 부식 실험을 수행하였다. $650\~800^{\circ}C$에서 제작된 알루미늄 확산막의 두께는 $25\~80{\mu}m$였으며, 열처리 온도가 높고 열처리 시간이 증가할 수록 알루미늄 확산막의 두께가 증가하였다. 부식 실험 결과 스테인레스 스틸 316L의 용융탄산염에 대한 내식성은 알루미늄 확산막을 표면에 형성시킴으로써 크게 향상되었음을 확인하였다. 또한 분극 실험 결과 슬러리 페인팅 및 열처리 방법에 의하여 알루미늄 확산막이 형성된 시편은 기존의 IVD 및 열처리 방법에 의해 알루미늄 확산막이 제작된 시편과 유사하게 안정한 부동태 피막을 형성함으로써 스테인레스 스틸 316L의 부식을 효과적으로 억제시킴을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제23권4호
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• pp.359-366
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• 2012

아연금속-공기전지는 기존의 이차전지보다 높은 중량당 에너지 밀도, 낮은 제조단가를 가짐과 동시에 소재적으로 친환경적이다. 소형 및 중대형 전력 저장 시스템, 전기자동차, 스마트 휴대기기의 상용화에 있어 최우선시 되고 있는 것은 배터리의 충 방전 능이다. 따라서 환원 촉매의 높은 과전압, 산화 전극의 불안정성 및 비가역성, 액체 전해질 사용에 따른 여러 문제점을 해결하여야 한다. 본 총설에서는 공기극 막의 손상 방지 기술, 아연금속 전극의 구조 개선을 통한 충전효율 저하 방지 기술, 부반응 및 부동태화를 막기 위한 하이브리드 전해질 도입 등의 최근 기술적 이슈와 연구동향을 소개하고자 한다.

• 공업화학
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• 제17권6호
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• pp.575-579
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• 2006

리튬의 삽입과 탈리가 가능한 탄소전극은 첫 싸이클 동안 카본전극 계면에 solid electrolyte interface가 형성된다. 초기 충전과정에서의 용매분해로 형성된 막은 전지의 성능에 영향을 미치게 되며, 이러한 용매분해는 초기 비가역 용량의 주된 요인중의 하나이다. 본 연구에서는 초기 비가역 반응을 억제하기위해 카본 표면 위에 부동태 막 형성을 위한 첨가제로서 $Li_{2}CO_{3}$을 사용하였다. $Li_{2}CO_{3}$ 첨가 효과를 시간대 전압법, 순환 전압-전류법, 그리고 임피던스법을 이용하여 조사하였고, 또한 SEM, EDX 그리고 XRD를 통해 표면 현상과 조성의 변화를 관찰하였다. 1 M $LiPF_{6}$/EC : MA (1 : 3, v/v) 전해질 용액에 $Li_{2}CO_{3}$의 첨가는 전극 표면에서의 용매분해 억제를 통하여 초기 비가역 용량을 감소시킴을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제37권
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• pp.371-405
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• 2004

문화재의 국제적인 유통행위는 다수 국가가 관계되므로 이 문제 해결을 위해서는 국제법적인 접근이 필수적이다. 2차대전 이후 문화재의 가치가 물질적 가치에서 국가와 민족의 정체성 확립을 위한 정신적 민족적인 측면의 가치가 중시되면서 신생 독립국과 식민제국들 간에 문화재의 소유권 다툼이 쟁점화 되어 문화재 반환을 목적으로 하는 국제적인 협력과 법제도적인 장치의 모색이 필요하게 되었다. 문화재의 불법거래에 관한 국제협약으로 유네스코(UNESCO)를 중심으로 문화재의 준비적 보존의무를 부과하는 1954년 "전시 문화재 보호에 관한 협약", 문화재 반 출입에 대한 통제와 반출에 허가장 발급을 통해 불법 취득 유통 억제를 위한 1970년 "문화재불법 반 출입 및 소유권 양도의 금지와 예방수단에 관한 협약", 도난이나 불법적으로 반출된 문화재의 국제적 반환을 의무화한 1995년 "유니드로와 협약"이 있다. 또한 유엔(UN)의 산하 기관으로 유네스코(UNESCO)는 특히 소위 문화재 분과(the Division of Cultural Heritage)를 마련하여 문화재에 대한 관계업무 처리에 주력하여 오고 있으며, UN 총회 역시 1973년의 결의 3187 이후로 문화재 보호에 관하여 계속적인 관심을 표현하여 오고 있는데 그 기본내용은 문화재의 원산국에로의 반환에 관한 국제 협력을 확인하고, 각국에 예술품 및 문화재의 불법거래 금지 및 방지를 위한 적절한 조처를 권고하며, 자국내 문화재에 대한 목록화 작업을 권고함과 아울러 종국적으로 많은 국가가 유네스코(UNESCO) 협약의 당사국이 되어 국제적인 협력체제의 구성원이 될 것을 권장하는 것이다. 국제협약의 한계로 협약상의 문화재에 대한 정의 차이가 존재한다. 먼저 1954년 협약상의 문화재는 동산에만 국한되는 것이 아니라 부동산도 포함하고 있는데 1970년 협약은 그 제정 목적이 '문화재의 불법적인 반 출입 및 소유권 양도의 금지와 방지수단'의 강구에 있으며 따라서 그 규율대상도 원칙적으로 유형의 동산문화재(tangible movable cultural property)에 국한된다고 봐야할 것이다. 1995년 협약도 역시 동산문화재를 규율대상으로 삼고 있다. 이 두 협약은 이 점에서 1954년 협약이나 주로 부동산적인 특성을 갖는 문화유산 및 자연유산을 대상으로 하는 1972년의 협약과 차이를 보이고 있다. 이러한 차이는 문화재의 개념에 대한 내재적인 차이를 반영하는 것이 아니라 주어진 협약의 제정 목적 및 취지가 다름에서 기인하는 것이다. 우리나라의 경우 1866년의 병인양요, 일본에 의한 36년간의 식민통치, 군정기, 경제 개발기 등을 통하여 다수의 문화재가 해외로 유출되었다. 물론 이들 문화재를 전부 반환 받을 수도 없고 또 받을 필요도 없는 것이지만, 이들 중 일부는 한국 사회의 문화적 역사적 정체성의 형성에 중요한 역할을 한다거나 또는 이들의 외국(특히, 일본)에서의 소재가 과거 한국민에 대한 지배의 상징으로서 기능한다거나 할 경우 반환 문제가 제기될 수 있을 것이다. 이러한 경우에 우리의 입론을 강화하기 위해서는 1954년 협약 및 제1의정서의 비준은 적극적으로 고려해야 한다고 판단된다. 반환을 요구할 경우 우선 문화재의 도난 여부가 핵심이며 이 경우 국제협약에 따라 조치하면 될 것이지만 외교적 협상의 단계에 이르면 이 문제는 정치적 문제가 될 것이다. 이 경우 반환을 요구하는 국가는 상대국이 문화재를 반환하도록 유도해야 한다. 문화재의 불법거래 방지에 대한 절실한 필요성에 반해, 동북아 지역 국가 및 시민사회의 방지노력은 대단히 미흡한 실정인 바, 이를 실현하기 위한 국가 및 시민 사회적 차원의 체계적인 노력이 동아시아 지역 전체에서 활발하게 전개하여야 할 것이다. 문화재의 불법적인 거래를 가장 효과적으로 막을 수 있는 방법은 인터폴(Interpol) 회원국간 정보를 신속히 유통시키는 것인데 이를 위해서는 인터넷 기술에 바탕을 둔 통신 시스템을 개발해야 하며 도난당한 문화재의 불법거래를 방지하기 위한 보다 효율적인 방안으로 문화재 보호 법률의 도입, 국제협약의 가입, 수집품 목록 구축 등의 조치가 필요하다고 본다.