• 한국세라믹학회지
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• 제41권11호
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• pp.812-818
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• 2004

무수붕산(B$_2$O$_3$)과 활성탄소를 사용하여 질소 분위기에서 육방정 질화붕소(h-BN)을 합성할 때 그 생성조건 및 반응과정을 검토하였다. 육방정 질화붕소의 생성조건은 140$0^{\circ}C$ 이상에서 질화붕소가 합성되기 시작하여 155$0^{\circ}C$에서는 대부분의 합성이 이루어졌고, 그 이상의 온도에서는 생성이 크지 않았음이 확인되었다. 합성된 질화붕소의 입자 형상은 미세한 판상 결정을 나타내었다. 반응 과정은 무수붕산이 탄소에 의하여 환원되어 붕소로 기화됨과 동시에 공존하는 질소 가스와 반응하여 육방정 질화붕소로 합성되는 반응 경로를 따를 것으로 사료된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.46-47
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• 2013

다이아몬드와 같은 $sp^3$ 결합을 가지며, 다이아몬드 다음으로 경도가 강한 입방정 질화붕소(cBN)는 철계금속가공에의 적합성 및 낮은 증착온도로 인하여 표면 코팅소재로의 응용이 크게 기대되어 왔다. 그러나 증착시 cBN 상의 핵생성 이전에 필연적으로 증착되는 비정질 질화붕소(aBN) 및 육방정 질화붕소(hBN) 층의 대기 하에서의 불안정성 그리고 cBN 상의 증착에 수반되는 높은 압축 잔류응력으로 인해 모재와의 밀착력이 낮아지는 문제점 등으로 인해 응용이 크게 제한되어져 왔다. 본 발표에서는 아르곤(Ar)과 질소($N_2$)를 반응가스로 이용하여 스퍼터링법으로 증착한 질화붕소에서 발생하는 높은 잔류응력의 원인과 이를 낮추기 위해 반응가스에 첨가한 수소의 효과에 대해서 상세히 고찰해 보고자 한다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권3호
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• pp.249-256
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• 1997

100-500KHz범위의 주파수전원을 인가하여 발생한 플라즈마를 이용하여 질화붕소(boron nitride)막의 합성시 육방정상(hexagonal phase)과 입방정상(cubic phase)의 생성거동을 관찰하였다. BCl3와 NH3를 붕소와 질소의 공급기체로 선택하였고 Ar과 수소를 carrier기체로 사용하였다. 합성변수로는 플라즈마전원의 전압, 기판의 bias, 합성압력, 기체의 조성, 기판의 온도이었는데, 합성된 박막은 FT-IR결과로부터 육방정과 입방정의 혼합상으로 나타났고, 각 상의 분률은 변수의 크기에 의존하였다. TEM분석결과 육방정으로만 구성된 박막은 비정질상으로 이루어졌으며, 입방정과 육방정의 혼합상의 경우는 비정질기지상에 수십 nanometer크기의 입방정입자가 분산된 구조를 하고 있었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2006년도 추계학술발표대회 및 제11회 신소재 심포지엄
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• pp.25.2-25.2
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• 2006

• Tribology and Lubricants
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• 제37권4호
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• pp.125-128
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• 2021

A means of enhancing the performance of triboelectric nanogenerators (TENGs) is increasing the differences in work functions between contacting materials. Hexagonal boron nitride (h-BN) exhibits excellent mechanical properties and high chemical stability as well as a high work function. As a result, engineers in the field of energy harvesting have envisioned using h-BN in the electrification layer in TENGs. For the industrial application of h-BN in TENGs, large-scale production is necessary, and h-BN is generally exfoliated and dispersed in various solvents. In this study, we evaluate the performance of a TENG with h-BN nanoflakes in the polyimide (PI) layer. To synthesize a PI composite containing h-BN nanoflakes, h-BN powders are exfoliated and dispersed in poly(amic acid) (PAA), which is the precursor of PI. Then, h-BN dispersion is spin-coated onto the PI film and cured for 2 h under 300℃. This composite material can then be used for the electrification layer in TENGs. Below the electrification layer, an aluminum foil is placed and used as an electrode. When the contact and separation processes with polyethylene terephthalate are repeated, the fabricated TENG shows a maximum power density of 190.8 W/m². This study shows that h-BN is a promising material for enhancing the performance of the electrification layer in TENGs.

• Composites Research
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• 제33권3호
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• pp.153-160
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• 2020

질화붕소(BN)는 높은 열전도도를 가지는 2D 형상의 부도체로 복합재료의 강화 필러로 연구되고 있는 물질이다. 본 연구에서는 판상의 육방정 질화붕소(h-BN)를 탄소섬유 다발 사이에 첨가하여 BN이 함유된 탄소섬유강화 복합소재(CFRPs)를 제조하여 BN 필러가 CFRP의 여러 물성에 어떤 영향을 주는지 탐구하였다. 사용된 프리프레그의 수지 총량의 0-15 wt%의 BN 필러가 프리프레그 층 사이에 첨가되었다. BN 필러가 첨가된 복합소재의 인장강도는 최대 13.6%, 계면간 전단응력은 최대 6.7% 증가하는 것을 관찰하였다. BN 첨가량에 따른 열전도도와 전기전도도의 변화와, BN의 첨가량에 따른 시편의 단면 형상 변화 또한 관찰되어 탄소섬유-BN-에폭시 복합소재의 물성 제어 가능성을 제시하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권6호
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• pp.343-349
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• 2019

According to a report in 2011, hexagonal boron nitride demonstrated good solubility in pure water, even without surfactants or organic functionalization. Hexagonal boron nitride nanosheets are an effective lubricant additive, and their solubility in pure water has motivated lubrication engineers to utilize aqueous solutions containing these nanosheets as water-based lubricants. In this study, we measure the width and height of the hexagonal boron nitride nanosheets dispersed in pure water by using the Zetasizer and atomic force microscopy. Without surfactants or functionalization, aqueous solutions containing 0.10, 0.07, 0.05, and 0.01 wt% of hexagonal boron nitride nanosheets are synthesized via sonication-assisted hydrolysis. The Zetasizer provides only a one-dimensional size of approximately 410 nm, regardless of the concentration of the solution. Thus, it does not allow the estimation of the shape of the nanosheet. To acquire the three-dimensional size of the nanosheets, atomic force microscopy is employed. The aqueous solutions containing 0.10, 0.07, 0.05, and 0.01 wt% of the hexagonal boron nitride nanosheets show average values of 740, 450, 700, and 610 nm in width, and 37, 26, 33, and 32 nm in thickness, respectively. No significant trend is observed between the concentration of the solution and size of the nanosheets. Therefore, when preparing a water-based lubricant, it may be appropriate to adjust conditions such as ultrasonication time rather than the concentration.

• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.63-69
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• 2021

일체형 방열 및 기체 차단 재료 개발을 위하여 신규 고분자를 합성하고 판상형 육방정 질화 붕소(hBN) 필러를 포함하는 복합소재를 제조하였다. 복합소재는 필러의 크기 및 함량에 따라 열전도도 및 산소투과도 조절이 가능하였다. 복합소재는 최대 28.0 W·m-1·K-1의 높은 열전도도를 지녔으며 필러 미포함 샘플 대비 산소투과도는 62% 감소하였다. 열전도도 및 기체투과도 실험 측정값과 모델 예측값 비교를 통해 복합소재 내 필러의 종횡비를 계산하였다. 이러한 결과를 토대로 높은 열전도도 및 낮은 기체투과도는 필러 간 효과적인 네트워크 형성 때문이며 이는 복합소재 제조 시 전단 응력 극대화가 가능한 신규 수지의 특성으로부터 유래된것으로 사료된다. 또한, 열전도도로부터 계산된 필러 종횡비와 산소 투과도로부터 계산된 필러 종횡비 값이 서로 다름을 확인하였고 이에 관련하여 복합소재에서 열 전달 및 기체 투과 메커니즘에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서 개발된 높은 열전도도 및 낮은 산소투과도를 갖는 고분자 복합소재는 전자 제품의 일체형 방열 및 산화 방지 재료로 사용 될 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제27권7호
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• pp.869-876
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• 1990

Hexagonal boron nitride was synthesized from boron oxide and sodium amide in ammonia gas stream. The reaction mechanisms and characteristics of as synthesized boron nitride was investigated by means of TG, DTA, IR, XRD, SEM and PSA. The results are ; 1) hexagonal boron nitride was synthesized from reactions at temperatures above 40$0^{\circ}C$ 2) Sodium metaborate was present as by-product after reaction so that the reaction mechanism is reduced as follows : 2B2O3＋3NaNH2longrightarrowBN＋3NaBO2＋2NH3. 3) boron nitride obtained at the reaction temperature below 40$0^{\circ}C$ is found to have random layer strudcture but the structure transits to ordered layer structure rapidly with increasing reaction temperature, showing separation of (101) differaction line from (10)band in XRD pattern of the reaction product at 50$0^{\circ}C$.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권1호
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• pp.36-41
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• 2017

In this paper, $Si_3N_4/hBN$ ceramics with various hexagonal boron nitride (hBN) contents (0, 10, 20, or 30 wt%) were fabricated via spark plasma sintering (SPS) at $1500^{\circ}C$, 50MPa, and 10m holding time. The material properties such as the relative density, hardness, and fracture toughness were systematically evaluated according to the hBN content in the $Si_3N_4/hBN$ ceramics. The results show that relative density, hardness, and fracture toughness continuously decreased as the hBN content increased. In addition, peak-step drilling (with tool diameter $500{\mu}m$) was performed to observe the effects of hBN content in micro-hole shape and cutting force. A machined hole diameter of $510{\mu}m$ (entrance) and stable cutting force were obtained at 30 wt% hBN content. Consequently, $Si_3N_4/30wt%$ hBN ceramic is a feasible material upon which to apply semi-conductor components, and this study is very meaningful for determining correlations between material properties and machining performance.