• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.30 no.10 s.253
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• pp.1179-1186
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• 2006

This paper was designed to assess the adhesive properties of hard coatings on non-nitrided and nitrided various tool steels. Estimations of adhesion were done to scratch test which is mainly used in hard coating. The critical load$(L_c)$ between coating and substrate is defined through analysis of frictional load vs. normal load curve, signals of acoustic emission and optical observations. Coatings employed in this study are TiN, CrN and TiAlN, tools as substrates are STD11, STD61 and SKH51. It was classified to substrates with/without intermediate nitrided layer and hard coatings on substrate were deposited by arc PVD. Results showed that harder substrates and coatings give higher values of critical loads.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2005.10a
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• pp.186-189
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• 2005

This paper was designed to assess the adhesive properties of hard coatings on non-nitrided and nitrided various tool steels. Estimations of adhesion were done to scratch test which is mainly used in hard coating. The critical load(Lc) between coating and substrate is defined through analysis of frictional load vs. normal load curve, signals of acoustic emission and optical observations. Coatings employed in this study are TiN, CrN and TiAlN, tools as substrates are STD11, STD61 and SKH51. It was classified to substrates with/without nitrided layer and hard coatings on substrate were deposited by arc PVD. Results showed that harder substrates and coatings give higher values of critical loads.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.33-55
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• 2016

PVD(Physical Vapour Deposition)코팅은 70년대 미국의 Multi-arc이란 기업에 의해 질화물계나 탄화물계 피막 증착이 가능한 아크이온플레팅(Arc Ion Plating) 기술이 산업에 소개되어, 주로 내마모나 내구성을 요구하는 금형, 절삭공구, 산업용 부품 분야 등에 적용되면서 꾸준한 성장세를 거듭해 왔다. 최근 들어 PVD기술은 그 수요의 급증과 더불어 보다 진화된 형태의 코팅장치 및 코팅피막들이 산업에 소개 되고 있다. 먼저 절삭가공분야에는 new composition, nano composite, multi-element composition, multi-layer, SML(Self Modification Layer)등의 코팅피막들이 단독 또는 조합된 형태로 개발되어 철계 소재를 대상으로 고경도 소재의 고속가공, 저경도~중경도 소재의 중속~고속 광범위영역에서 동시 절삭을 가능케 하였고, 비철.비금속 소재 절삭용으로 종전의 가스방식의 DLC(a-C:H)코팅을 훨씬 능가하는 ta-C Plus(Ultra super DLC) 코팅이 개발되어 고 Si함량의 Al-Si계 합금, Cu-W계, 고 섬유 CFRP, CFRM 및 반소결 상태의 세라믹 소재들을 황삭에서 정삭까지 단일 공정으로 절삭이 가능한 고성능 공구들이 개발보급되고 있다. 금속 성형분야에는 고장력 강판을 냉간에서 성형 가능한 Lubricative multi-layer coating, 열간 또는 고온에서 성형이 가능한 functional multi layer과 이형성이 더한층 개선된 dimpled(or embossed) functional multi layer 코팅들이 개발되어 산업현장에 빠르게 확산되고 있다. PVD 코팅의 또 다른 주요 적용분야로 의료분야를 들 수 있는데, 이는 코팅의 대다수가 고경도의 생체친화적인 특성을 가진데 착안되었으며, 흔히 현대성 질환이라 일컫는 과민성 체질, 과체중 및 허약체질 환자의 증가와 각종 재해 및 사고의 증가 및 인간 수명 증가에 따른 인공적인 시술의 요구증가에 편승하여 이 분야의 시장 또한 가파르게 성장하고 있다. 또한 대량으로 양산 적용단계에 접어든 자동차 핵심부품들을 비롯해서 각종 산업용, 방산용 기계 부품에도 성능 향상, 내구성 향상, 환경친화성 등 다양한 목적으로 확대 적용되고 있는 사례들을 본 발표를 통해 간략하게나마 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.104-104
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• 2009

최근 국내외 휴대용 IT 관련 산업에서는 제품의 소형화에 경량화에 따른 기술 개발과 더불어 다양한 색상의 구현을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 휴대용 전자 부품에 있어서 PVD 코팅은 고경도 박막을 금속 판재 및 플라스틱 기판 상에 증착하여 표면경도를 증대시켜 내구성 향상에 활용되고 있으며, 질화물 계열을 통하여 Yellow, Blue, Black, Red계 등의 색상 구현이 가능하여 현재 가장 큰 구매력의 원천으로 평가되고 있는 제품 디자인 분야에 응용이 되고 있다. 본 연구에서는 아크이온 플레이팅법과 스퍼터링법을 이용하여 고경질, 고내식 표면층 형성방법 및 다양한 칼라를 구현하는 방법에대한 연구를 수행하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.56-58
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• 2006

본 논문은 PVD(Physical Vapor Deposition)의 마그네트론 스퍼터(Magnetron sputter) 박막코팅(Thin film coating) 공정에서 플라즈마(Plasma)를 발생시키고 제어하는 DC 전원공급 장치에 관한 것이다. 이 논문에서는 임피던스의 변화가 심하고 아크(Arc)가 빈번히 발생하는 플라즈마 부하의 특성에 대해, 과도상태(Transient state)의 출력제어 성능을 향상시키고 아크 발생 시 부하로 전가되는 아크에너지를 저감시키기 위한 직류 전원 공급 장치에 대해 소개한다. 전원장치는 수하특성을 가지며 플라즈마 부하에 적합한 출력 제어성을 확보하고 아크 에너지를 최소화하기 위해 고주파 L-C 직렬공진회로 기법을 적용한다. 개발된 DC 20kW급 전원 장치는 인버터와 고주파 절연변압기, 정류기로 구성된다. 인버터는 $100{\sim}200kHz$의 제어주파수로 PFM 및 PWM 제어를 하며, 단위용량 5kW급 컨버터 4개를 직, 병렬 연결하여 출력리플을 최소화 하였다. 개발된 장치의 우수한 제어성능은 실제 플라즈마 공정에서 시험 평가한 결과를 통해 검증할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.8
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• pp.33-38
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• 1998

TiYN coated high speed steel tools have been developed and their tool lifes were assessed. First yttrium alloyed titanium target was manufactured, then using the arc ion plating(AIP) technique TiYN coating was deposited onto high speed steel substrate. Three kinds of varying thickness of TiYN coated tools were prepared. Cutting tests were carried out with theses tools and for comparison with the commercially available uncoated, TiN, TiCN and TiAlN coated tools. During the cutting tests flank wear width vs. cutting time was measured. It has been revealed that the newly developed TiYN coated tools show superior tool life characteristics to others.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.133-133
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• 2018

증착(Vapor Deposition)이란 어떤 물질을 증기화 시켜 기판에 응축시키는 공정을 말하며 물리증착(Physical Vapor Deposition; PVD)과 화학증착(Chemical Vapor Deposition)으로 대별된다. 빗각 증착 (Oblique Angle Deposition; OAD) 기술은 입사 증기가 기판에 비스듬히 입사하도록 조절하여 코팅하는 물리증착 기술의 하나로 피막의 조직을 다양하게 제어할 수 있으며 따라서 피막의 특성 제어가 가능한 기술이다. 지금까지 빗각증착은 증기의 산란이 발생하지 않는 $10^{-5}$ 토르 이하의 고진공에서 이루어져 왔다. 본 연구에서는 플라즈마를 이용한 스퍼터링과 음극 아크 증착을 이용하여 질화티타늄(TiN; Titanium Nitride) 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. TiN 박막은 내마모성 향상 및 장식용 코팅에 널리 이용되고 있다. 박막 제조시 특히 바이어스 전압을 박막 조직의 기울기를 제어하는 수단으로 이용하였고 빗각과 바이어스 전압을 이용하여 다층박막의 조직제어에 활용하였다. 박막의 미세구조와 방위, 경도를 SEM, XRD, Nano Indenter를 이용하여 측정하였고 반사율 및 박막의 조도는 Spectrophotometer와 조도 측정기를 이용하여 측정하였다. 기울어진 조직 및 V형태의 조직이 단층 및 다층의 피막에서 명확하게 관찰됨을 확인하였고 특히 마지막 층 제조시 바이어스 전압을 인가할 경우 탄성계수는 크게 변하지 않는 상황에서 경도가 증가함을 확인하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.30 no.5
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• pp.356-360
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• 2016

Recently, the lifetime extension of nuclear power plants has been considered. Thus, it is necessary to consider facility safety management and economic management. However, when the bolts in nuclear power plants are replaced and the turbines of nuclear power plant are disassembled, numerous problems are found in relation to stuck bolts in clamping parts. In order to solve these problems, a hybrid vacuum chamber was first designed and manufactured. It can perform arc ion plating and sputtering, which were used to deposit Ti/TiN on an A913 B7 bolt. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were conducted to determine the composition and characteristics of the bolt, and tests were conducted to determine how long the bolt could endure under various conditions in a nuclear power plant. The SEM and XRD results clearly showed a continual and even coating layer. When this TiN-coated bolt is used in a nuclear power plant, the lifetime can be extended compared to a conventional bolt, but it is necessary to determine what additional properties are required.