• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.166-166
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• 2017

금속 재료 중 철강은 기계적 특성이 우수하고 대량생산이 가능하여 선박, 건축, 자동차 등 다양한 분야에 기초재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식환경에 취약한 특성을 가지기 때문에 내식성을 향상을 위한 표면처리에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가장 일반적으로 습식법(wet process)을 통해 표면상에 아연(Zn)을 도금해 사용하며, 아연이 자체적으로 포함한 희생양극(sacrificial anode) 및 차폐(barrier) 효과가 철강의 부식을 방지하게 된다. 하지만 산업의 고도화에 따라 더욱 가혹해진 노출환경으로 인해 고내식 강재에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 아연코팅 층의 두께를 증가하여 내식성을 확보하는 방안은 미래 환경 및 자원적인 측면에서 근본적인 해결책으로 제시하기 어려움이 있다. 한편, 건식 프로세스(wet process)로 대별되는 PVD(physical vacuum deposition)에 의해 내식성을 향상시키고자 하는 연구들이 다양하게 진행되고 있다. 이것은 표면에 고순도 양질의 금속 막을 형성시킴으로써 외부환경과의 반응을 효과적으로 제어가 가능하며, 형성된 막은 그 물질의 고유 특성뿐만 아니라 제작 조건에 따른 표면의 기하학적 혹은 결정학적 구조에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 실용금속 중 이온화 경향이 가장 크고 산소와 반응하여 투과성이 작은 산화 피막 형성이 유리한 마그네슘(Mg)을 활용해 표면의 전기화학적 특성을 향상시켰다. 또한 금속 증착 중 진공도조절을 위해 도입되는 불활성 가스로 아르곤(Ar) 및 질소($N_2$)를 사용하여 표면에 형성한 막의 모폴로지 및 결정배향성이 내식성에 미치는 상관관계를 해석하고자 하였다. 실험방법으로 PVD법 중 비교적 간편하고 기초적인 지침을 제시하기 적합할 것으로 고려된 진공증착(vacuum evaporation)법을 이용해 아르곤 및 질소 분위기에서 진공도를 조절하며 용융아연도금상 Mg막을 형성하였다. 제작조건별 막의 기초 특성을 분석하기위해 SEM, EDS, XRD를 이용하였고, 결정배향성(crystal orientation) 분석을 위해 면간격(d-value)과 상대강도(relative intensity)를 확인하였다. 또한 내식성 평가로 염수분무(salt sprat test) 및 양극분극(anode polarization)을 각각 실시하였다. 실험결과에 따르면, Ar 및 $N_2$ 모두에서 가스압이 증가할수록 코팅층의 증착량은 적어지고 입상정(granular structure)의 모폴로지 형성 및 면간격과 상대강도가 증가하는 것이 확인되었다. 또한 쳄버 내 동일 진공도에서, $N_2$ 도입 시 Mg막은 더욱 치밀하고 미세한 입상정의 모폴로지로 형성되며 면간격과 상대강도는 더욱 증가한 것으로 나타났다. 내식성 평가에서 저진공 $N_2$ 조건에서 형성시킨 막이 가장 우수한 내식성이 나타났는데, 이는 상대적으로 불안정하고 반응하기 유리한 입계면적을 많이 포함한 입상정 모폴로지 및 표면에너지가 높은면의 면점유율 증가로 인해 외부환경과의 신속한 반응은 물론 안정적인 피막형성이 용이하였기 때문일 것으로 사료된다. 이상으로 Ar 및 $N_2$ 가스압 조건에 따른 고내식 Mg 막의 유효성을 확인하였고 향후 내식성을 향상시키는 방법으로 응용 가능할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.24 no.4
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• pp.180-193
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• 2021

The complex resistivity method is an exploration technique that can obtain various characteristic information of underground media by measuring resistivity and phase in the frequency domain, and its utilization has recently increased. In this paper, a three-dimensional inversion algorithm for the CR data was developed to increase the utilization of this method. The Poisson equation, which can be applied when the electromagnetic coupling effect is ignored, was applied to the modeling, and the inversion algorithm was developed by modifying the existing algorithm by adopting comlex variables. In order to increase the stability of the inversion, a technique was introduced to automatically adjust the Lagrangian multiplier according to the ratio of the error vector and the model update vector. Furthermore, to compensate for the loss of data due to noisy phase data, a two-step inversion method that conducts inversion iterations using only resistivity data in the beginning and both of resistivity and phase data in the second half was developed. As a result of the experiment for the synthetic data, stable inversion results were obtained, and the validity to real data was also confirmed by applying the developed 3D inversion algorithm to the analysis of field data acquired near a hydrothermal mine.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.2
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• pp.141-146
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• 2009

PLZT ferroelectric thin films were deposited on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate with $TiO_2$ buffer layer in between by rf magnetron sputtering method. In order to investigate the effect of Ar/$O_2$ partial pressure ratio on the ferroelectric properties of PLZT thin films, PLZT thin films were deposited at various Ar/$O_2$ partial pressure ratio ; 27/1.5 seem, 23/5.5 seem, 21/7.5 seem and 19/9.5 seem. The crystallinities of PLZT thin films were analyzed by XRD. The surface morphology was observed using FE-SEM. The P-E hysteresis loops, the remanent polarization characteristics and the leakage current characteristics were obtained using a Precision LC. The crystallinity and elaborateness of PLZT thin films were decreased as increasing the oxygen partial pressure ratio. And preferred orientation of PLZT thin films changed from (110) plane to (111) plane. The oxygen partial pressure ratio affects the thin film surface morphology and the ferroelectric properties.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.16 no.4 s.71
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• pp.415-423
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• 2004

To investigate the long-term corrosion resistance of an uncoated weathering steel, an important outdoor constructional steel material, skyward surfaces of the weathering steel and a control steel initially exposed to rural and industrial atmospheres for 9 years were electrochemically tested in neutral artificial rain in terms of electrochemical potentials, impedances, and anodic potentiodynamic polarization curves. Their results were then discussed. A quite passive and stable rust layer to the artificial rain was well formed on the skyward surface of the weathering steel exposed to the industrial and rural atmospheres, and its corrosion rate in the artificial rain was measured to be about a low $3{{\mu}m}/y$. Continuous immersion of all the weathered surfaces in the artificial rain revealed the gradual degradation of the weathered corrosion layers on the steel, resulting in a cathodically controlled corrosion of the substrate steel by the electrochemical measurements. Alloy components of the weathering steel were found to retard the degradation of the weathered corrosion layers on the steel in the artificial rain. For better corrosion evaluation of the weathering steel, more electrochemical measurements of surfaces that have been exposed for more than 9 years to more closely simulated atmospheric waters are needed. These measurements are almost non-destructive and can provide online and in situ information on the corrosion rate, the development of corrosion and the conditions of rust layers on any interested surface and at any exposure time of the steel, so they can be effectively applicable to the corrosion evaluation of steel structures such as bridges, towers, and architectures by forming an electrochemical cell on an interested structural surface and by using a portable electrochemical instrument.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.89-101
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• 2001

The conventional pattern-methods for discrimination of acupoint, meridian line which is the basic object of diagnosis and medical treatment in oriental medicine is discriminated the conduction point by the stimulation in body skin with DC. But, it is not sufficient to truth in discrimination ratio, coincident ratio, body effect, reproductivity. Therefore, this paper is extracting the optimal parameter of frequency and waveform in order to improve the conventional pattern, and proposing the SPAC(Single Power Alternative Current) stimulus pattern applying that. Also, this algorithm proposes to be able to discriminate with low pressure of the electrode by displaying in the level meter both the absolution and relation value of the skin current. It is able to decrease pain and body effect by electrode pressure and discriminate acupoint regardless of skin current in difficult discrimination spot. It is compared the performance of system applying the extracted optimal parameter and algorithm, and it is confirmed that there is difference in discrimination parameter of acupoint reacted to the individual and the meridian. It is compared that discrimination, coincident ratio of the traditional acupoints as the acupoint stimulation pattern. It is confirmed truth of optimal parameter and discrimination algorithm. Keyword: Meridian, Discrimination, Coincident, Body effect, Reproductivity, SPAC, Optimal parameter.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.7 no.6
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• pp.1125-1131
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• 1996

Ca or Sr-doped $PrMnO_3$ were prepared for cathode material of solid oxide fuel cell. The characteristics such as the electrical conductivity and the cathodic overpotential were investigated as to doping contents. Also the reactivity with yttria stabilized zirconia of electrolyte, and the thermal expansion coefficient were studied. The prepared perovskite powder had the mean particle size of $2{\sim}5{\mu}m$, and the particle size and the surface area was out of relation to the doping content. When Ca doping amount of electrode material was 30mol%, the electrical conductivity was the highest value of $266S{\cdot}cm^{-1}$ at $1000^{\circ}C$, and also the polarization characteristics showed the best property. The reactivity between YSZ and Ca-doped $PrMnO_3$ at $1200^{\circ}C$ for 100hours was lower than that between YSZ and Sr-doped $PrMnO_3$. The thermal expansion coefficient of $Pr_{0.7}Ca_{0.3}MnO_3$ was $1.19{\times}10^{-5}K^{-1}$ in the temperature range of $300{\sim}1000^{\circ}C$, and this value was similar to that of YSZ, $1.15{\times}10^{-5}K^{-1}$.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.12
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• pp.1128-1132
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• 2002

$ReMnO_3$(Re:Y, Ho, Er) thin films were prepared by MOCVD method available to non-volatile memory device with MFS-FET structure. $ReMnO_3$ thin films were deposited on the Si(100) substrate at 700${\circ}C$ for 2h. When the films were post-annealed at 900${\circ}C$ for 1h in air, the single phase of hexagonal $ReMnO_3$ thin films were detected. Ferroelectric properties of $ReMnO_3$ thin films were dependent on the degree of c-axis orientation in the single phase of hexagonal structure and remnant polarization (Pr) of $YMnO_3$ thin films with high degree of c-axis orientation was 105 nC/$cm^2$. Leakage current density was dependent on the grain size of microstructure and that of $YMnO_3$ thin films with grain size of 100∼150 nm was $10^{-8}$ A/$cm^2$ at applied voltage of 0.5 V.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.36 no.1
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• pp.3-15
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• 1992

Electronic structures and reactivities of the chromium, molybdenum, and tungsten carbene complexes, $(CO)_5Cr=CCHCH_2(XCH_3)\;,\;(CO)_5Mo=CCHCH_2(XCH_3)\;, and\;(CO)_5W=CCHCH_2(XCH_3)$, are studied by means of Extended Huckel calculations. The origin of the M=Ccarbene double bond is clarified from the diagram of the orbital correlation with the fragment orbitals. The ${\sigma}$ bond of the M=Ccarbene double bond is formed by the electron transfer interaction from the HOMO of the carbene to the LUMO of the $(CO)_5M$. The ${\pi}$ bond is formed through the back-transfer of electrons from one of the degenerated d${\pi}$ orbitals to the LUMO of the carbene. The polarization of charge of the M=Ccarbene bond is calculated to be M=Ccarbene for Mo, and W carbenes. The chemical and physical properties of these complexes are resulted from an appreciable positive charge on the carbene carbon. The electrophilic reactivity of the carbene carbon is not charge controlled, but is controlled by the frontier orbital, LUMO.