• Title/Summary/Keyword: 아크로

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UTILIZATION OF UNEXPLOITED ALGAE FOR FOOD OR OTHER INDUSTRIAL USES 1. CHEMICAL COMPOSITION OF UNEXPLOITED ALGAE AND EXTRACTION OF ALGAL PROTEIN (미이용해조류의 이용화에 관한 연구 I. 미이용해조류의 성분조성과 조류단백질의 추출)

  • PARK Yeung-Ho;PYEUN Jae-Hyeung;OH Hoo-Kyu;KANG Yeung-Joo
    • Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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    • v.9 no.3
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    • pp.155-162
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    • 1976
  • Forty one samples from thirty three species of algae (19 from 15 species of Rhodophyceae, 18 from 14 species of Phaeophyceae, 3 from 3 species of Chlorophyceae, and 1 of marine Phanerogams) collected from several locations on the east, west and south coast of Korea, were analyzed for their contents of crude protein, fat, cellulose, ash, nitrogen free extract, amino nitrogen, and total amino acids. For the examination of extractability of algal protein with water, 4 species of algae, Sargassum thunberggi, Grateloupia filicina, Phyllospadix japonica, and Sargassum confusum, were analyzed. And the effect of some precipitation treatments for isolation of algal protein was also tested. As a matter of fact, Rhodophyceae showed high content in crude protein and low in crude fat while the case was opposite for Phaeophyceae and Chlorophyceae. Refering to the content of crude protein and total amino acids, the recommendable algae for protein sources were Sargassum thunbergii, Acrosorium flabellata, Phacelocarpus japonicus, Laurencia okamurai, Laurencia intermedia, Grateloupia filicina, Chondrus ocellatus, Gloiopeltis furcata, Gigartina tenella, Dictyota dichotoma, and Scytosiphon lomentaria. Methanol treatment appeared most effective in precipitation isolation of protein from water extracts whereas pH control method did not so beneficial. The precipitation rate of protein was particularity higher in the extract of Sargassum confusum ana the lowest was makted from the extract of Sargassum thunbergii.

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Improvement of Fluid Penetration Efficiency in Soil Using Plasma Blasting (플라즈마 발파를 이용한 토양 내 유체의 침투 효율 개선)

  • Baek, In-Joon;Jang, Hyun-Shic;Song, Jae-Yong;Lee, Geun-Chun;Jang, Bo-An
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.31 no.3
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    • pp.433-445
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    • 2021
  • Plasma blasting by high voltage arc discharge were performed in laboratory-scale soil samples to investigate the fluid penetration efficiency. A plasma blasting device with a large-capacity capacitor and columnar soil samples with a diameter of 80 cm and a height of 60 cm were prepared. Columnar soil samples consist of seven A-samples mixed with sand and silt by ratio of 7:3 and three B-samples by ratio of 9:1. When fluid was injected into A-sample by pressure without plasma blasting, fluid penetrated into soil only near around the borehole, and penetration area ratio was less than 5%. Fluid was injected by plasma blasting with three different discharge energies of 1 kJ, 4 kJ and 9 kJ. When plasma blasting was performed once in the A-samples, penetration area ratios of the fluid were 16-25%. Penetration area ratios were 30-48% when blastings were executed five times consecutively. The largest penetration area by plasma blasting was 9.6 times larger than that by fluid injection by pressure. This indicates that the higher discharge energy of plasma blasting and the more numbers of blasting are, the larger are fluid penetration areas. When five consecutive plasma blasting were carried out in B-sample, fluid penetration area ratios were 33-59%. Penetration areas into B-samples were 1.1-1.4 times larger than those in A-samples when test conditions were the same, indicating that the higher permeability of soil is, the larger is fluid penetration area. The fluid penetration radius was calculated to figure out fluid penetration volume. When the fluid was injected by pressure, the penetration radius was 9 cm. Whereas, the penetration radius was 27-30 cm when blasting were performed 5 times with energy of 9 kJ. The radius increased up to 333% by plasma blasting. All these results indicate that cleaning agent penetrates further and remediation efficiency of contaminated soil will be improved if plasma blasting technology is applied to in situ cleaning of contaminated soil with low permeability.

The Reverse Posterior Interosseous Island Flap for the Reconstruction of Soft Tissue Defects in the Wrist Injured by Electrical Arc (역혈행 후골간 도상피판을 이용한 전기아크손상으로 인한 손목부 결손의 재건)

  • Suh, Jeong Seok;Lee, Jong Wook;Ko, Jang Hyu;Seo, Dong Kook;Choi, Jai Koo;Chung, Chul Hoon;Oh, Suk Joon;Jang, Young Chul
    • Archives of Plastic Surgery
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    • v.34 no.5
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    • pp.580-586
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    • 2007
  • Purpose: High tension electrical injuries result in major tissue(eg. bones, tendons, vessels and nerves) destruction. Therefore, the management of mutilating wrist caused by electrical injuries still represents a challenge. There are various approaches to this problem including local and regional flaps as well as pedicled distant flaps and microsurgical free tissue transfer. Although it has not gained wide acceptance, because of the technically demanding dissection of the pedicle, posterior interosseous flap is now well accepted for the reconstruction of hand and wrist in hand surgery. The principal advantages of this flap are minimal donor site morbidity, minimal vascular compromise, one stage operation. This flap also offers the advantages of ideal color match and composition. In this report, we describe our experience with the reverse posterior interosseous island flap for reconstruction of mutilating wrist with main vessel injuries. Methods: From October, 2004 to June, 2006, we treated 11 patients with soft tissue defects and main vessel injuries on the wrist that were covered with reverse posterior interosseous island flap. Results: These 11 patients were all male. The ages ranged from 27 to 67 years(mean age 41.75) and the follow-up period varied from 4 to 19 months. Complete healing of the reverse posterior interosseous island flaps were observed in 11 patients(12 flaps). The majority of these flaps showed a certain degree of venous congestion, which in a flap was treated with medical leech. 1 flap has partial necrosis owing to sustained venous congestion, requiring secondary skin graft. flap size varied from $3.5{\times}8cm$ to $10{\times}12cm$(mean size $6.4{\times}8.9m$). The donor site defect was closed directly in 5 flaps, and by skin graft in 7 flaps. Conclusion: We found that the reverse posterior interosseous island flap is reliable and very useful for reconstruction of mutilating wrist and we recommend it as first choice in coverage of soft tissue defects in the wrist with electrical arc injuries.

STUDY OF ${\beta}$-GLUCURONIDASE FROM SULL SEMINAL PLASMA:PURIFICATION AND PROPERTIES (황소의 정액에서 베타-굴룩 유로니다아제의 정제 및 그 성질에 관한 연구)

  • Yang, Chul-Hak;Lee, Hee-Yong
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • v.10 no.2
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    • pp.1-11
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    • 1983
  • ${\beta}$-Glucuronidase from bull seminal plasma was partially purified by $(NH_4)_2SO_4$fractionation, two successive DEAE-cellulose columns, isoelectric focusing (pH 4 to 6) and Gel filtration on Sephadex G-200. Only one form of ${\beta}$-glucuronidase was obtained by isoelectric focusing at pH 5.13. Highly purified ${\beta}$-glucuronidase had specific activity of 34 units/mg protein and showed one major and some minor contaminants by disc gelk electrophoresis. The enzyme showed maximum activity at pH 5.2 and at $48^{\circ}C$. The enzyme was completely inhibited by 1,4 saccharo-${\alpha}$-lactone (5 mM). Albumin and 0.15 M NaCl increased the ${\beta}$-glucuronidase activity. Km of ${\beta}$-glucuronidase using phenolphthalein mono-${\beta}$-glucuronic acid as substrate was 2.9 mM and Vmax was $0.8{\mu}$mole/min. The enzyme appeared to be a glycoprotein by its binding to concanvalin·A. Rabbit and human sperm-acrosomal extracts and seminal plasma showed high ${\beta}$-glucuronidase activity.

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Microbiological and Physicochemical Quality Characterization of Commercial Red Pepper Powders (시판 유통 중인 고춧가루의 미생물 및 이화학적 품질 모니터링)

  • Jeong, Mi-Seon;Ahn, Jae-Jun;Akram, Kashif;Kim, Gui-Ran;Im, Jung-Gyo;Kwon, Joong-Ho
    • Journal of Food Hygiene and Safety
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    • v.28 no.1
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • Ten commercially available red pepper powders were investigated for their hygienic quality (total aerobic count, yeasts and molds, and coliforms) and physicochemical properties (moisture content, pH, Hunter's color values, American Spice Trade Association (ASTA) color and particle size). Microbial analysis resulted in $10^3-10^6$ CFU/g of total aerobic count and same of yeasts & molds, where 2 samples were positive ($10^3$ CFU/g) for coliforms. The moisture contents (7.25% to 12.73%) were with in the range as described in the Korean Food Standards Codex. Noteworthy variations were observed in pH (4.97 to 5.15), Hunter's ${\Delta}E$ values (47.19 to 58.04) and ASTA color values (89.31 to 98.61). Although the color differences were evident among the samples, but the Hunter values were not in good correlations with ASTA color values. The average particle sizes of the all samples were comparable ranging from $605{\mu}m$ to $1251{\mu}m$ with few exceptions. There was a great variation in the key quality attributes of commercially available red pepper powders that should be considered for their various uses in food products.

퇴적 마그네슘의 승온속도와 열분해특성

  • Han, U-Seop;Lee, Su-Hui
    • Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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    • 2013.04a
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    • pp.116-116
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    • 2013
  • 마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

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Controlling the Work Functions of Graphene by Functionalizing the Surface of $SiO_2$ Substrates with Self-assembled Monolayers

  • Jo, Ju-Mi;Kim, Yu-Seok;Cha, Myeong-Jun;Lee, Su-Il;Jeong, Sang-Hui;Song, U-Seok;Kim, Seong-Hwan;Jeon, Seung-Han;Park, Jong-Yun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.400-401
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    • 2012
  • 그래핀(Graphene)은 열 전도도가 높고 전자 이동도(200 000 cm2V-1s-1)가 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 전계 효과 트랜지스터(Field effect transistor; FET), 유기 전자 소자(Organic electronic device)와 광전자 소자(Optoelectronic device) 같은 반도체 소자에 응용 가능하다. 그러나 에너지 밴드 갭이 없기 때문에 소자의 전기적 특성이 제한되는 단점이 있다. 최근에는 아크 방출(Arc discharge method), 화학적 기상 증착법(Chemical vapor deposition; CVD), 이온-조사법(Ion-irradiation) 등을 이용한 이종원자(Hetero atom)도핑과 화학적 처리를 이용한 기능화(Functionalization) 등의 방법으로 그래핀을 도핑 후 에너지 밴드 갭을 형성시키는 연구 결과들이 보고된 바 있다. 그러나 이러한 방법들은 표면이 균일하지 않고, 그래핀에 많은 결함들이 발생한다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 자가조립 단층막(Self-assembled monolayers; SAMs)을 이용하여 이산화규소(Silicon oxide; SiO2) 기판을 기능화한 후 그 위에 그래핀을 전사하면 그래핀의 일함수를 쉽게 조절하여 소자의 전기적 특성을 최적화할 수 있다. SAMs는 그래핀과 SiO2 사이에 부착된 매우 얇고 안정적인 층으로 사용된 물질의 특성에 따라 운반자 농도나 도핑 유형, 디락 점(Dirac point)으로부터의 페르미 에너지 준위(Fermi energy level)를 조절할 수 있다[1-3]. 본 연구에서는 SAMs한 기판을 이용하여 그래핀의 도핑 효과를 확인하였다. CVD를 이용하여 균일한 그래핀을 합성하였고, 기판을 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)와 Borane-Ammonia(Borazane)을 이용하여 각각 아민 기(Amine group; -NH2)와 보론 나이트라이드(Boron Nitride; BN)로 기능화한 후, 그 위에 합성한 그래핀을 전사하였다. 기판 위에 NH2와 BN이 SAMs 형태로 존재하는 것을 접촉각 측정(Contact angle measurement)을 통해 확인하였고, 그 결과 NH2와 BN에 의해 그래핀에 도핑 효과가 나타난 것을 라만 분광법(Raman spectroscopy)과 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy: XPS)을 이용하여 확인하였다. 본 연구 결과는 안정적이면서 패턴이 가능하기 때문에 그래핀을 기반으로 하는 반도체 소자에 적용 가능할 것이라 예상된다.

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Preparation of poly-crystalline Si absorber layer by electron beam treatment of RF sputtered amorphous silicon thin films (스퍼터링된 비정질 실리콘의 전자빔 조사를 통한 태양전지용 흡수층 제조공정 연구)

  • Jeong, Chaehwan;Na, Hyeonsik;Nam, Daecheon;Choi, Yeonjo
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.81-81
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    • 2010
  • 유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 흡수층 제조연구를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용한 비정질실리콘의 박막에 대하여 두께별에 따른 밴드갭, 캐리어농도 등의 변화에 대하여 조사한다. 최적의 조건에서 비정질 실리콘을 2um이하로 증착을 한 후, 전자빔 조사를 위해 1.4~3.2keV의 다양한 에너지세기 및 조사시간을 변수로 하여 실험진행을 한 후 단면의 이미지 및 결정화 정도에 대한 관찰을 위해 SEM과 TEM을 이용하고, 라만, XRD를 이용하여 결정화 정도를 조사한다. 또한 Hall효과 측정시스템을 이용하여 캐리어농도, 이동도 등을 각 변수별로 전기적 특성변화에 대하여 분석한다. 또한, 태양전지용 흡수층으로 응용을 위하여 dark전도도 및 photo전도도를 측정하여 광감도에 대한 결과가 포함된다.

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Crystallization properties of amorphous silicon thin films by electron beam exposing method for solar cell applications (태양전지 응용을 위한 E-beam 조사법에 의한 비정질 실리콘 결정화 특성연구)

  • Jeong, Chaehwan;Ryu, Sang;Kim, Changheon;Lee, Jong-Ho;Kim, Ho-Sung
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.80-80
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    • 2010
  • 유리기판위에 큰 결정입자를 갖는 실리콘 (폴리 실리콘) 박막을 제조하는 것은 가격저가화 및 대면적화 측면 같은 산업화의 높은 잠재성을 가지고 있기 때문에 그동안 많은 관심을 가지고 연구되어 오고 있다. 다양한 방법을 이용하여 다결정 실리콘 박막을 만들기 위해 노력해 오고 있으며, 태양전지에 응용하기 위하여 연속적이면서 10um이상의 큰 입자를 갖는 다결정 실리콘 씨앗층이 필요하며, 고속증착을 위해서는 (100)의 결정성장방향 등 다양한 조건이 제시될 수 있다. 다결정 실리콘 흡수층의 품질은 고품질의 다결정 실리콘 씨앗층에서 얻어질 수 있다. 이러한 다결정 실리콘의 에피막 성장을 위해서는 유리기판의 연화점이 저압 화학기상증착법 및 아크 플라즈마 등과 같은 고온기반의 공정 적용의 어려움이 있기 때문에 제약 사항으로 항상 문제가 제기되고 있다. 이러한 관점에서 볼때 유리기판위에 에피막을 성장시키는 방법으로 많지 않은 방법들이 사용될 수 있는데 전자 공명 화학기상증착법(ECR-CVD), 이온빔 증착법(IBAD), 레이저 결정화법(LC) 및 펄스 자석 스퍼터링법 등이 에피 실리콘 성장을 위해 제안되는 대표적인 방법으로 볼 수 있다. 이중에서 효율적인 관점에서 볼때 IBAD는 산업화측면에서 좀더 많은 이점을 가지고 있으나, 박막을 형성하는 과정에서 큰 에너지 및 이온크기의 빔 사이즈 등으로 인한 표면으로의 damages가 일어날 수 있어 쉽지 않는 방법이 될 수 있다. 여기에서는 이러한 damage를 획기적으로 줄이면서 저온에서 결정화 시킬 수 있는 cold annealing법을 소개하고자 한다. 이온빔에 비해서 전자빔의 에너지와 크기는 그리드 형태의 렌즈를 통해 전체면적에 조사하는 것을 쉽게 제어할 수 있으며 이러한 전자빔의 생성은 금속 필라멘트의 열전자가 아닌 Ar플라즈마에서 전자의 분리를 통해 발생된다. 유리기판위에 다결정 실리콘 씨앗층을 제조하기 위하여 전자빔을 조사하는 방법과 Al을 이용한 씨앗층 제조법이 비교되어 공정 수행이 이루어진다. 우선, 전자빔 조사를 위해 DC 및 RF 스퍼터링법을 이용하여 ${\sim}10^{20}cm^{-3}$이상의 농도를 갖는 $p^+^+$ 비정질 실리콘 박막을 제조한다. Al의 증착은 DC 스퍼터링법을 이용하여 제조하고 그 두께는 실리콘 박막의 두께와 동일한 조건(350nm)으로 제조한다. 제조된 샘플은 E-beam gun이 달린 챔버로 이동하여 1.4keV의 세기를 가지고 각각 10, 20, 50, 100초를 조사한 후 단면의 이미지를 SEM으로, 결정화 정도를 Raman으로, 결정화 방향 등에 대한 조사를 XRD로 분석 측정한다. 그리고 Hall effect를 통해 전자빔의 조사 전후의 캐리어 농도, 이동도 및 비저항 등에 대한 조사가 이루어진다. 동시에 Al을 촉매로 한 layer교환에 대하여 마찬가지로 분석을 통하여 최종적으로 비교분석이 이루어 진다. 전자빔을 조사한 샘플에 대하여 빠른 시간 및 캐리어농도 제어 등의 우수성이 보이며, 특히 ~98%이상의 결정화율을 보일 것으로 예상된다.

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ta-C 후막코팅을 이용한 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상에 관한 연구

  • Jang, Yeong-Jun;Gang, Yong-Jin;Kim, Dong-Sik;Lee, Ui-Yeong;Kim, Jong-Guk
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.132-132
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    • 2016
  • 기계 가공품의 정밀화, 경량화 요구로 난색재로 분류되는 비철분야 및 복합재 가공용 공구개발에 대한 수요가 급증하고 있으나, 기존 난삭재 가공 시 절삭공구의 마모가 빠르고, 상대재의 융착 불량 등이 공구 수명 감소의 주요 영향으로 보고된다. 상기문제를 해결하기 위해 절삭가공 공정 중 과다한 절삭유의 사용에 따른 가공비용, 에너지소모 증가, 환경오염 등으로 절삭유의 최소화 또는 절삭유를 사용하지 않는 표면처리기술등의 친환경 가공기술의 개발이 필요하다. 내융착 및 내마모 특성 향상을 위한 표면코팅 방법으로 수소가 포함되지 않은 고경도 비정질 카본 (ta-C)이 있으나, ta-C 코팅 막은 경도 30 - 80 GPa, 잔류응력 3 - 10 GPa 범위로 일반 경질 코팅 막 (AlTiN, TiSiCrN : 평균 3 GPa)에 비해 높고 산업적 활용이 가능한 0.5 - 1.5 um 두께 수준의 후막화가 힘들어 매우 우수한 절삭공구용 코팅 막 특성에도 불구하고 적용사례가 매우 적다. 따라서, 본 연구에서는 아크플라즈마 방식 (Filtered Cathode Vacuum Arc Plasma, FCVA)을 활용한 고경도/무수소 카본 코팅 막을 후막형태로 증착하여 비철금속가공용 절삭 공구류의 수명향상 기법을 제시하고자 한다. ta-C 코팅 막의 기초 공정개발 단계에서는 바이어스 전압, 공정시간을 달리하여 ta-C 코팅 막의 기계적 물성(경도: $50{\pm}3GPa$, 잔류응력: $6{\pm}1GPa$, 밀착력: 30N 이상 및 트라이볼로지 특성: 마찰계수 0.1 이하, 마멸량: $1.85{\times}10-14mm^3$)을 확보하여 절삭공구로의 공정실용화 적용검토를 실시하였다. ta-C 코팅 막은 (1) WC 공구 및 기존 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조에 대해 증착을 실시하였으며 코팅 막의 두께 변화에 따른 실제 절삭환경에서의 내수명 관측을 진행하였다. 시험결과, ta-C/WC의 단일막 구조인 절삭공구의 경우, 실제 절삭환경에서 쉽게 박리가 발생하여 코팅 막으로서의 효과를 나타내지 못하였다. 이는, 기초 공정개발 단계에서의 밀착력 기준이 실제 환경과 부합하지 않는 것을 의미하며 추후 공정개선을 통해 극복하고자 한다. 반면에, 상용품인 (2) TiAlN/TiN/WC 구조의 절삭공구 대비 ta-C/TiAlN/TiN/WC 구조에서 내수명 증가는 약 2.5배 (기존 300회, 코팅 후 800회)로 증가하였으며 ta-C 코팅 막의 두께가 $0.6-0.8{\mu}m$일 때 최대치를 취한 후 감소하였다. 이를 통해, 절삭공구로의 ta-C 코팅 막 효과는 최외각 층의 두께 범위와 모재 강도보강을 할 수 있는 적절한 중간층 막 (TiN/TiAlN 층)이 혼합되어 나타난 것으로 사료되며 현재 산업계로의 적용을 위한 대량생산용 코팅장비의 개발 및 비용절감을 위한 공정개발이 진행 중이다.

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