• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.282-282
• /
• 2011

일반 금속은 부식에 약하다는 단점을 보완하기 위해 개발된 스테인레스 스틸은 내식성이 필요로 하는 다양한 분야에서 이용되고 고크로뮴을 포함한 오스테나이트 스테인레스 스틸은 일반적으로 엔지니어링 재료로 사용되고 있다. 하지만 오스테나이트 스테인레스 스틸은 낮은 표면 경도와 지지용량으로 인해 내마모특성이 필요한 제품에는 사용이 미약한 수준이다. 현재 이러한 내마모특성을 높이기위해 오스테나이트 스테인레스 스틸은 이온질화와 이온주입등의 방법을 사용하여 표면 특성을 향상시키고자 연구되고 있다. 본 연구에서는 저진공 하에서 플라즈마를 이용하여 시편에 질화층과 Nitrogen Supersaturated Austenite층(S-phase)을 형성하여 경도와 인성을 향상시키고, 형성된 S-phase층의 두께에 따른 내식성, 내열성 특성을 확인하였다. 그리고 스테인레스 계열 시편의 질화시 나타나는 CrN층과 비교하였다. 특성 확인을 위한 시편은 약 $400{\sim}500^{\circ}C$ 사이의 공정온도로 질소와 수소가스를 혼합하여 플라즈마를 형성하고 약 4시간동안의 공정을 통해 제작하였다. 제작된 시편의 경도와 조직, S-phase층의 두께를 분석하고 CrN층의 형성여부를 확인하였다. 이와 더불어 공정압력과 가스비의 변화에 따른 실험을 진행하여 질화특성을 확인하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.29-29
• /
• 2014

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.25-36
• /
• 2021

Hydrogen in hydrogen-electric vehicles has a wide range of combustion and explosion ranges, and is a combustible gas with a very fast flame propagation speed, so it has the risk of leakage, diffusion, ignition, and explosion. The fuel tank has a Thermally active Pressure Relief Device (TPRD) to reduce the risk of explosion and other explosions, and in the event of an accident, hydrogen inside the tank is released outside before an explosion or fire occurs. However, if an accident occurs in a semi-closed space such as an underground parking lot, the flow of air flow is smaller than the open space, which can cause the concentration of hydrogen gas emitted from the TPRD to accumulate above the explosion limit. Therefore, in this study, the leakage rate and concentration of hydrogen over time were analyzed according to the diameter of the nozzle of the TPRD. The diameter of the nozzle was considered to be 1 mm, 2.5 mm and 5 mm, and ccording to the diameter of the nozzle, the concentration of hydrogen in the underground parking lot increases in a faster time with the diameter of the nozzle, and the maximum value is also analyzed to be larger with the diameter of the nozzle. In underground parking lots where air currents are stagnant, hydrogen concentrations above LFL (Lowe Flammability Limit) were analyzed to be distributed around the nozzle, and it was analyzed that they did not exceed UFL (Upper Flammability Limit).

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.277-277
• /
• 2011

Mo-Cu 합금은 고강도이고 우수한 열전도성 및 전기전도성를 가지는 특성이 있어 현재 방열소재, 반도체 부품, 자동차 부품 등 여러 응용분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 서로 고용성이 없는 Mo-Cu 합금을 제조하기 위해서 Mo, Cu 분말을 PBM (Planetary Ball Milling) 방법을 이용하여 제조 하였으며, 제조된 분말은 SPS (Spark Plasma Sintering) 공정을 이용하여 소결체를 제조하였다. Mo-Cu의 조성 변화는 Cu의 함유량을 각각 5at%Cu, 10at%Cu, 20at%Cu로 조절하여 수행하였으며, PBM 의 공정 변수로 회전수(RPM), 볼과 분말의 비율, 분산제의 양, 볼밀 시간, 분위기 변화를 주어 최적조건을 얻기 위한 실험을 진행하였다. PBM 방법을 이용하여 제조한 분말은 PSA (Particle Size Analysis)에 의해 분말의 크기를 측정하고 EDS(Energy Disperse X-ray Spectrometer) 분석에 의해 조성을 확인하였으며, XRD (X-Ray Diffraction) 분석에 의해 Cu peak이 사라지는 조건을 PBM의 최적조건으로 잡고 실험을 진행하였다. 소결체를 고밀도화하기 위해 소결공정을 SPS 방식으로 하였으며 소결체의 경도, 내마모성, 마찰계수 일함수 등을 분석하기 위해 소결체의 크기를 직경 30 mm 및 두께 5 mm로 설계하였고, 소결 공정 변수로 소결온도를 각각 $900^{\circ}C$, $1000^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$, 소결압력을 50MPa, 60MPa, 70MPa, 유지시간을 0분, 10분, 20분으로 차이를 주어, 소결체의 밀도차이와 물성차이를 분석하였다. 그 결과 PBM의 최적조건으로는 5at%Cu 에서는 10h, 10at%Cu, 20at%Cu 에서는 20h의 최적의 밀링 시간을 확인하였고, 다른 공정 변수의 최적조건으로는 회전수 300RPM, 10:1의 볼과 분말 비, 분산제 4wt%, Ar 분위기라는 조건을 얻을 수 있었다. 각각의 공정변수 변화에 따른 소결체 최적밀도 달성조건, 소결체 물성 및 전기적 특성 등의 상관관계에 관하여 보고한다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.4 no.4
• /
• pp.701-708
• /
• 1993

Hydrodemetallation(HDM) of VO-tetraphenylporphyrin(VO-TPP) was studied over $CoMo/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst at emperatures between $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$, the total pressure between $15{\times}10^5$ and $30{\times}10^5$ Pa and the contact times between 0.008 and 0.020gcat. hr./ml teed. HDM of VO-TPP was inhibited by pyridine because the increase of pyridine concentration(up to 4mole%) caused the decrease of HDM conversion. The reaction rate of VO-TPP was found to be apparently 1st order over $350^{\circ}C$ and its activation energy was determined to be about 23kca1/mo1e by Arrhenius plot. Pore mouth-plugging phenomena were shown by ad/desorption isotherm and pore size distribution of fresh and aged catalysts.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.46 no.2
• /
• pp.408-413
• /
• 2008

In this work, the use of LPRTO (low pressure rapid thermal oxidation) and remote plasma oxidation was evaluated for the preparation of ultra thin silicon oxide layer with less than 5 nm. The silicon oxide thickness grown by LPRTO was rapidly increased and saturated. The maximum thickness could be controlled at about 5 nm. As RF power and oxygen flow rate at a remote plasma oxidation increased, the behavior of oxide growth was almost the same as that of LPRTO. The oxide thickness of 4 nm was the maximum obtained by a remote plasma oxidation in this work. The quality of silicon oxide grown by LPRTO was comparable to the thermally grown conventional oxide.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.27 no.7
• /
• pp.746-752
• /
• 2005

In this study, the effect of reaction parameters including reaction temperature, time, and pressure on sludge degradation and conversion to intermediates such as organic acids were investigated at low critical wet air oxidation(LC-WAO) conditions. Degradation pathways and a modified kinetic model in LC-WAO were proposed and the kinetics model predictions were compared with experimental data under various conditions. Results in the batch experiments showed that reaction temperature directly affected the thermal hydrolysis reaction rather than oxidation reaction. The efficiencies of sludge degradation and organic acid formation increased with the increase of the reaction temperature and time. The removal of SS at $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$ and $240^{\circ}C$ of reaction temperatures and 10 min of reaction time were 52.6%, 68.3%, 72.6%, and 74.4%, respectively, indicating that most organic suspended solids were liquified at early stage of reaction. At $180^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $220^{\circ}C$ and $240^{\circ}C$ of reaction temperatures and 40 min of reaction time, the amounts of organic acids formed from 1 g of sludge were 93.5 mg/g SS, 116.4 mg/g SS, 113.6 mg/g SS, and 123.8 mg/g SS, respectively, and the amounts of acetic acid from 1 g of sludge were 24.5 mg/g SS, 65.5 mg/g SS, 88.1 mg/g SS, and 121.5 mg/g SS, respectively. This suggested that the formation of sludge to organic acids as well as the conversion of organic acids to acetic acid increased with reaction temperature. Based on the experimental results, a modified kinetic model was suggested for the liquefaction reaction of sludge and the formation of organic acids. The kinetic model predicted an increase in kinetic parameters $k_1$ (liquefaction of organic compounds), $k_2$ (formation of organic acids to intermediate), $k_3$ (final degradation of intermediate), and $k_4$ (final degradation of organic acids) with reaction temperature. This indicated that the liquefaction of organic solid materials and the formation of organic acids increase according to reaction temperature. The calculated activation energy for reaction kinetic constants were 20.7 kJ/mol, 12.3 kJ/mol, 28.4 kJ/mol, and 54.4 kJ/mol, respectively, leading to a conclusion that not thermal hydrolysis but oxidation reaction is the rate-limiting step.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
• /
• v.6 no.2
• /
• pp.77-85
• /
• 1997

The Early Proterozoic reworked rock association occurs within the Preacmbrian high grade metamorphic rocks in the area of Daqingshan, Inner Molgolia. In this association, the various large scale ductile deformation belts, form a nappe structure where the foliation steeply dips to north and the lineation ($340^{circ}-30^{\circ}$) plunges at $45^{\circ}55^{\circ}$. This result indicates the subduction/extension with northern part thrusting over the southern part at high angle. The southern subducted microlithon has the characteristics of prograde metamorphism. The northern thrusted microlithon shows the evidence of retrograde metamorphism with decreasing pressure and increasing temperature. The main rock types of Early Proterozoic Moyites are biotite adamellite and syenogranites occurring in the form of small batholiths or stocks and alkali-feldspar granites in veins. The biotite adamellites are progressively contacted with the Archean and Early Proterozoic rocks and contain a great deal of enclaves of metamorphosed rocks, suggesting an anatexis origin. The geochemical characteristics of moyites show the typical features of anatexis granite. At middle to late Early Proterozoic time, the continent-continent collision formed the large scale thrusting and imbrication of Archean basement rocks. According to the mineral assemblage and thermobarometer of Paria et al. (1988) give the following P-T condition : up-faulted block; $700-710^{\circ}C$, 0.72-0.78 Gpa (early stage) and $600^{\circ}C$, 0.44 Gpa (late stage), footwall block; $620^{\circ}C$, 0.8 Gpa (early stage), $620-840^{\circ}C$, 0.64-0.45 Gpa (peak) and $620-630^{\circ}C$, 0.35Gpa (late stage). These results suggest a clockwise P-T-t path (jin et al., 1991, 1994). According to the depth-temperature model in the comperature subduction zone and the experimental data of Wyllie et al. (1983), we propose a tectonic-magmatic-thermal model to account for metamorphism-anatexis of moyite occurring in subduction-shear zone.

• Clean Technology
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.38-42
• /
• 2012

Photonic crystals (PCs) are highly ordered porous materials which have been much attention because of its potential for controlling the light sauces. There are many methods for synthesizing this kind of materials among them we chose the supercritical deposition. With this method the reactants can easily infiltrate into the complex structure. In this paper, supercritical carbon dioxide ($scCO_2$) was used as a reaction medium, which is known as a sustainable solvent due to its nontoxic and noninflammable characteristics. We coated the colloidal template with metal alkoxide by using $scCO_2$ and then obtained macro-porous inverse opals. The reaction was carried out at $40^{\circ}C$ and 80 bar. We synthesized two different inverse opals which called silica and titania inverse opals by use of tetraethyl orthosilicate (TEOS) and titanium isopropoxide (TTIP) as a precursor, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.266-266
• /
• 2010

마그네트론 스퍼터링을 이용하여 질소와 탄소를 함유한 티타늄 화합물을 합성하고, 조성 변화에 따른 색상 변화를 통해 티타늄 화합물로 구현할 수 있는 색상에 대해서 알아보았다. 스퍼터 타겟은 4"X1/4" 크기의 고순도(99.99%) 티타늄을 사용하였다. 시편은 알코올과 아세톤에서 각각 5분간 초음파 세척된 SUS304를 사용하여, 진공용기에 시편을 장착하고 압력을 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 배기한 후, Ar 가스를 주입하여 진공도가 $2{\times}10^{-2}\;Torr$에 이르면 펄스 전원 공급 장치를 이용하여 800 V의 전압으로 1시간 동안 글로우 방전을 시켜 시편 청정을 실시하였다. 시편 청정이 끝나면 다시 $3{\times}10^{-6}\;Torr$까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 $1{\sim}3{\times}10^{-3}\;Torr$에서 스퍼터링을 실시하여 완충층으로 티타늄 박막을 코팅하였다. 티타늄 화합물은 티타늄을 스퍼터링 하면서 진공용기 내에 질소와 메탄가스를 적절한 비율로 공급함으로써 코팅하였다. 박막 증착 시 시편 온도는 $200^{\circ}C$, 타겟과의 거리는 12 cm를 유지하였으며, 시편을 회전시켜 코팅하였다. 티타늄 화합물의 두께와 미세구조, 조성 그리고 색상은 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM), 글로우 방전 분광기(glow discharge light spectroscope, GDLS), 및 색차계(spectrophotometer)를 사용하여 각각 분석하였다. TEM 분석결과 TiN의 박막 두께는 약 300 nm로 공극이 존재하지 않는 치밀한 다결정 구조를 나타내었고, TiCN은 약 600 nm로 TiN과 두 배의 두께 차이를 보였다. 이는 탄소의 공급원인 메탄가스의 주입으로 증착률이 증가한 것으로 판단된다. 또한 소량의 질소와 메탄가스의 유량 조절로 화합물의 조성을 변화시킬 수 있었으며, 이러한 조성 변화는 화합물의 색상변화로 나타났다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 다양한 색상 구현과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 판단된다.