• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.141-141
• /
• 2011

DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 낮은 마찰계수, 내화학성 등의 우수한 트라이볼로지적 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 이러한 DLC 박막은 합성기구나 구조의 관점에서 몇 가지 다른 이름으로 불려지기도 한다. 밀도와 경도가 높기 때문에 경질탄소(Hard Carbon)라고도 불려지며, 수소를 함유한 경우에는 수소함유 비정질 탄소(Hydrogenated Amorphous Carbon)이라는 이름이 사용되며, 고밀도 탄소(Dense Carbon) 또는 고밀도 탄화수소(Dense Hydrocarbon)라고 불리기도 한다. 이렇듯 DLC 박막은 합성방법에 따라 함유된 수소와 탄소의 결합구조의 차이가 있다. 수소 함유한 DLC 박막은 20~50%까지 수소를 함유하며, DLC막의 기계적, 광학적, 전기적 특성들이 수소함량과 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 함유된 수소가 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 쉽게 결합에서 이탈되면서 흑연화와 더불어 마찰마모시 코팅층의 파손이 발생한다고 보고되고 있고, 또한 수소량이 증가함에 따라 DLC 박막의 경도는 감소하게 되는데, 이는 수소에 의해 dangling bond가 Passivation되면 탄화수소의 3차원적인 Crosslinking은 그만큼 감소하게 되기 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 PECVD를 이용하여 여러 가지 공정에 따른 DLC 박막을 증착시켰으며, 수소함유량에 따른 DLC막의 구조와 그에 따른 경도 변화를 살펴보았다. FTIR(Furier Transform Infrared Spectroscopy)과 Raman Spectroscopy을 이용하여 DLC막의 수소의 결합상태를 관찰하였으며, Nano Indentation을 사용하여 미소경도를 측정하였고, FE-SEM을 이용하여 표면과 단면을 관찰하였다. 막의 두께 측정에는 ${\alpha}$-Step을 사용하였으며, Ball-on-Disk 타입의 Tribo-meter을 이용하여, 모재의 경도에 따른 마찰계수 변화를 관찰하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.61 no.4
• /
• pp.550-554
• /
• 2023

Fossil energy sources are limited in their sustainable use and expansion due to global warming caused by carbon dioxide emissions. Hydrogen is considered as a promising alternative to traditional fossil fuels. To ensure the stable long-term storage, it is necessary to accurately predict its thermodynamic properties at cryogenic temperatures. Therefore, this study aimed to investigate thermodynamic properties, such as saturated vapor pressure and density, enthalpy, and entropy of liquid and gas, using cubic equations of state that demonstrate relatively simple relationships. Among the three types of equations of state (Redlich-Kwong (RK), Soave-Redlich-Kwong (SRK), and Peng-Robinson (PR)), the SRK model exhibited relatively accurate prediction results for various physical properties.

• Journal of the Korean Chemical Society
• /
• v.59 no.1
• /
• pp.9-17
• /
• 2015

The density functional theory (DFT) calculations on $(H_2O)_n@C_{60}$, (n=1-10) complexes have been performed to elucidate hydrogen interaction between fullerene and water clusters. The optimized geometries, harmonic vibrational frequencies, and binding energies are predicted at various levels of theory. The harmonic vibrational frequencies for the molecules considered in this study show all real numbers implying true minima. We also compare the H-bond interaction between $(H_2O)_n$ and $(H_2O)_n@C_{60}$, (n=1-10) clusters.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.211-212
• /
• 2011

플라즈마를 제어하기 위해서는 플라즈마의 온도, 밀도, 에너지 분포등과 같은 플라즈마의 특성을 정확히 측정할 수 있어야한다. 핵융합발전에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마의 온도, 밀도 등 각종 변수들을 시공간적으로 계측, 분석할 수 있는 진달설비를 사용하고 있으며, 정확한 플라즈마 제어와 측정을 위한 새로운 진단기술을 개발하고 있다. 그리고 중요한 변수중에 하나인 플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 중성입자 검출법이 잘 알려져 있다. 이 실험은 수소 중성입자가 토카막 내부의 플라즈마 이온과 충돌하면서 생성된 고속 중성입자의 에너지를 분석하는 실험이다. 본 연구의 실험방법은 수소 중성입자를 이온빔 장치에서 이온화 시킨 후 자체 제작한 가속기를 통하여 가속시켜 에너지 특성을 분석을 하는 것이다. 본 연구의 실험장치로 에너지 교정용 100 keV 이온빔 소스를 제작 하였고 이온빔 장치 내부에 수소기체를 주입하고 기체방전을 일으켜 플라즈마를 발생시켰다. 이온빔 외부에는 팬을 설치하고 전도성이 강한 물 대신 전도성이 약한 오일을 사용하여 냉각 하였다. 이온빔 장치와 결합될 이온 가속장치는 지름 300 mm, 두께 2 mm의 원형 구리판을 여러층으로 쌓아 전극으로 제작하였고 전극과 전극 사이에서 코로나 방전과 스파크를 방지하기 위해 전극 둘레에 코로나링을 설치 하였다. 또한 전극 사이마다 1G${\Omega}$의 저항을 설치한 후 고전압을 생성하여 이온 가속 효율을 증대시켰다. 진공시스템으로는 Alcatel사의 CFF100 터보분자 펌프와 우성진공사의 MVP24 진공로타리펌프를 결합하여 사용하였으며, 진공도측정은 Alcatel사의 ACS1000 장치를 사용하였다. 고진공후 고속 중성입자의 이온화와 에너지 측정을 위한 전하교환기를 설치하였다. 전하교환기로는 진공시스템을 별도로 설치하고 비용이 비교적 많이 드는 기체형 전하교환기 대신 소형화가 가능하고 유지보수가 좋은 고체형 전하교환기 제작하여 실험 하였다. 전하교환기에서 이온화된 고속 중성입자가 전기장이나 자장에 영향을 받았을때 에너지분포를 디텍터를 통해 측정하였다. 즉, 이온화된 중성입자의 에너지가 실리콘 다이오드를 통해 전압 펄스 신호로 변환되고 이차 증폭기를 통해 전압 펄스 신호들이 증폭한다. 에너지 측정을 위한 디텍터는 소형화가 가능하고 비용이 비교적 적게 드는 실리콘 다이오드를 설치하였다. 본 연구결과 중성입자 에너지 분석 장치가 실제 핵융합 장치의 플라즈마 이온온도와 특성 측정에 적용할 수 있으며, 앞으로 개발될 여러 형태의 응용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 진단에 이용될 것으로 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.114.2-114.2
• /
• 2010

Fisher-Tropsch 반응을 통하여 생성되는 왁스는 황 또는 질소 성분을 포함하지 않으며 또한 방향족 및 중금속 성분이 없기 때문에 청정 수송유로써 사용이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 Fisher-Tropsch 왁스는 그 분자량이 매우 큰 사슬형 탄화수소이기 때문에 수소첨가 분해반응을 통하여 중질유 range의 탄소수를 갖는 탄화수소로의 전환 기술이 반드시 필요하다. 이러한 수소첨가 분해반응에 사용되는 촉매는 강한 산점을 지니고 있는 양이온 교환 지르코니아가 대표적이라 할 수 있는데 최근 들어 강한 산점과 높은 산밀도, 그리고 기공의 모양과 크기에 따라 특정 반응이 제어되거나 활성화되는 형상선택성을 가지고 있기 때문에 다양한 반응에 촉매로 사용되는 제올라이트에 Pt 등의 귀금속을 담지한 촉매를 사용하여 Fisher-Tropsch 왁스의 전환율 및 중질유분의 선택도를 높이는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 제올라이트 촉매에 귀금속을 담지하여 촉매를 제조하고 1L 급 고압 배치형 반응기를 이용하여 Fisher-Tropsch 왁스의 수소첨가 분해반응에 의한 중질유 제조 실험을 수행하고 그 결과를 고찰하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.360-366
• /
• 2006

We have performed density functional theory calculations for the surface structure of O/Pd(100)-p($2{\times}2$), formed by the adsorption of oxygen atoms of 0.25 ML. The oxygen atoms adsorb preferentially at the fourfold hollow site, and the calculated O-Pd bond length is $2,15{\AA}$, The first interlayer spacing ($d_{12}$) of Pd(100) expands by +0.8% due to the oxygen adsorption, which differs from the experimental value of +3.6% reported by a previous LEED study. Assuming that the LEED sample was possibly contaminated by hydrogen atoms, we also examined the effect of hydrogen impurities on the surface structure. Hydrogen atoms adsorbed on O/Pd(100)-p($2{\times}2$) are found to result in large expansions of $d_{12}$ of Pd(100). Our analysis estimates the amount of hydrogen atoms remaining on the LEED sample as -0.3 ML.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.291-295
• /
• 2006

The keto-enol tautomeric equilibrium constant, K, of ethyl acetoacetate in compressed and supercritical carbon dioxide was determined by using FT-IR (Fourier transform infrared) spectroscopy at three different temperatures. In order to investigate the effect of solvent density, the $CO_{2}$ pressure was systematically changed at a constant temperature. As the $CO_{2}$ density is increased, the amount of keto tautomer is increased, causing the K value to decrease. The modified lattice fluid hydrogen bonding theory has been applied to investigate the effect of density on the K.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
• /
• v.46 no.12
• /
• pp.18-23
• /
• 2009

The effect of hydrogen-nitrogen annealing on the interface trap properties of Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon (MONOS) capacitors is investigated by analyzing the capacitors' gate leakage current and the interface trap density between the Si and $SiO_2$ layer. MONOS samples annealed at $850^{\circ}C$ for 30 s by rapid thermal annealing (RTA) are treated by additional annealing in a furnace, using annealing eases $N_2$ and 2% hydrogen and 98% nitrogen gas mixture $(N_2-H_2)$ at $450^{\circ}C$ for 30 mins. Among the three samples as-deposited, annealed in $N_2$ and $N_2-H_2$, MONOS sample annealed in an $N_2-H_2$ environment is found to have the lowest increase of interface-trap density from the capacitance-voltage experiments. The leakage current of sample annealed in $N_2-H_2$ is also lower than that of sample annealed in $N_2$.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.209-216
• /
• 2008

In the present study, a mathematical model has been formulated for the performance of polymer electrolyte fuel cells. Modify the concentration polarization equation using concentration coefficient that represents the characteristics of bipolar plate reactant distribution. The model predictions have been compared with experimental results and good agreement has been demonstrated for the cell polarization curves. The effects of operating parameters on the performance of fuel cells have been studied. Increases of operation pressure reduce the effect of temperature on the performance.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.195-206
• /
• 2003

Polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFC) are very interesting power source due to high power density, simple construction and operation at low temperature. But they have problems such as high cost, improvement of performance and effect of temperature. This problems can be approached using mathematical models which are useful tools for analysis and optimization of fuel cell performance and for heat and water management, in this paper, transient model consists of various energy terms associated with fuel cell operation using the mass and energy balance equation. And water transfer in the membrane is composed of back diffusion and electro-osmotic drag. The temperature calculated by transient model approximately agreed with the temperature measured by experiment in constant current condition.