• Resources Recycling
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• v.31 no.1
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• pp.46-55
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• 2022

The recycling of coated cemented carbide scraps is becoming increasingly significant for the recovery of rare metals. However, coatings consisting of Group IV and V transition metal nitrides are one of the challenging factors in obtaining high-purity materials. We investigated the structural, elastic, and mechanical properties of Group IV and V transition-metal nitrides (TiN, VN, ZrN, NbN, HfN, and TaN) using first-principle calculations. Convergence tests were performed to obtain reliable calculated results. The equilibrium structures of the nitrides were in good agreement with those of a previous study, indicating the reliability of the data. Group IV transition metal nitrides show a higher covalent bonding nature. Thus, they exhibit a higher degree of brittleness than that of Group V transition metal nitrides. In contrast, Group V transition metal nitrides show weaker resistance to shear loading and more ductile behavior than Group IV transition metal nitrides because of the metallic bonds characterized by valence electron concentration. The results of the crystal orbital Hamilton population analysis showed good agreement with the shear resistance tendencies of all transition metal nitrides.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.383-385
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• 2009

비백금계 코발트 전이금속 촉매를 탄소지지체에 담지한 뒤, 암모니아 분위기에서 $500^{\circ}C$에서 3시간 동안 열처리하는 과정을 통해 코발트 질화물 촉매를 제조했다. 제조된 촉매들의 구조와 형태를 각각 XRD, HE-TEM등을 통해 분석하였고, 전위 측정기를 이용한 CV, LSV 결과로부터 촉매의 전기화학적 산소 환원특성을 분석하여, 기존의 연료전지 양극 촉매로 사용되는 고가의 백금촉매를 대체하기 위한 비백금계로서의 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.18 no.3
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• pp.85-88
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• 2008

We calculated the electronic structures of substituted cobalt nitrides, that is $FeCo_3N$ and $NiCo_3Ni$, by using the all electron fullpotential linearized augmented plane-wave (FLAPW) energy band method, and investigated the influence on the magnetic properties of $Co_4N$ due to the substitution of Co atom located at corner sites by iron and nickel atoms. We found that the magnetic moments of CoII atoms located at the face-center positions in these compounds are almost same to that of $Co_4N$. The magnetic moments of Fe and Ni atoms in $FeCo_3N$ and $NiCo_3Ni$ are 3.086 and $0.795\;{\mu}_B$, and they have the localized nature of magnetism.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.75-75
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• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅으로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리, 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 Cathodic Arc 코팅 방식을 이용하여 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 피막(3-layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 31 cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 냉연강판과 SUS 304를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 $3{\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 경사 코팅된 박막의 경우는 동일 시간 코팅하였을 경우 경사각이 커질수록 두께가 감소하였다. 경사각에 따라 코팅 층이 성장하였고, Bias를 인가 할 경우에는 경사 입사의 효과가 상쇄됨이 관찰되었다. 또한 경사 코팅에 의해 제조된 티타늄 질화물의 경도는 저하 되었으며, $30^{\circ}$와 $60^{\circ}$에 비해 $45^{\circ}$ 경우 경도 저하가 가장 적었다. 결론적으로 Cathodic 아크 코팅 방법으로 질화티타늄을 합성하였고, 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 확인 하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 구조로 박막의 성장을 유도 할 수 있으며, 이를 통해 경도, 내마모성, 내식성 등의 물성을 변화시킬 수 있는 장점을 가질 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.270-270
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• 2011

전이금속(transition metal) 질화물(nitride)은 높은 경도, 내마모성, 부식 저항성 그리고 내열성 등과 같은 우수한 기계적 물성 때문에 많은 연구가 되어 왔다. 이 중 질화 티타늄은 높은 경도, 내식 및 내마모의 우수한 기계적 특성으로 공구(tool)와 같은 제품의 수명 향상을 위한 표면 코팅소재로 사용되어 왔으며, 금(gold)색의 미려한 색상을 이용한 제품의 외관 표면처리와 인체에 무해한 특성을 활용한 정형외과 및 치과용 보형물의 수명 및 안정성 향상 등 다양한 분야에 응용 되고 있다. 본 연구에서는 아크방전을 이용한 경사 코팅법으로 질화 티타늄을 합성하였으며, 경사 코팅에 따른 단층 및 다층 박막(2~3 layer)의 미세조직 변화와 그 물성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 냉연강판과 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400 V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 코팅하였다. 경사 코팅을 위한 시편의 회전각은 45$^{\circ}$, -45$^{\circ}$이며, 질화 티타늄의 두께는 약 3 ${\mu}m$로 동일하게 코팅 하였다. 45$^{\circ}$ 단일층의 경우 0$^{\circ}$ 단일층보다 경도가 감소하나 zigzag 구조의 다층으로 갈수록 45$^{\circ}$ 단일층과 비교하여 확연히 경도가 증가함을 볼 수 있었다. 다층 질화 티타늄의 경사 코팅을 통해 박막의 미세조직 변화를 SEM 이미지를 통해 확인하였으며 증착 방식에 따라 경도, 조도, 반사도 등의 물성 변화가 나타났다. 본 연구에서 얻어진 결과를 이용하여 다양한 형태의 박막구조 제어를 통한 물성변화가 가능할 것으로 예상된다.

• Composites Research
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• v.32 no.6
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• pp.355-359
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• 2019

The high efficient water splitting system should involve the reduction of high overpotential value, which was enhanced by the electrocatalytic reaction efficiency of catalysts, during the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER) reaction, respectively. Among them, transition metal-based compounds (oxides, sulfides, phosphides, and nitrides) are attracting attention as catalyst materials to replace noble metals that are currently commercially available. Herein, we synthesized optimal monodisperse Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs by FESEM, and confirmed crystallinity by XRD and FT-IR, and thermal behavior of PBAs via TG-DTA. Also, we synthesized monodispersed Co₃O₄ nanocubes by calcination of Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs, confirmed the crystallinity by XRD, and proceeded OER measurement. Finally, the synthesized Co₃O₄ nanocubes showed a low overpotential of 312 mV at a current density of 10 mA·cm^-2 with a low Tafel plot (96.6 mV·dec^-1).

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.30 no.3
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• pp.111-118
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• 2023

MXene, a two-dimensional transition metal carbide or nitride, has recently attracted much attention as a lightweight and flexible electromagnetic shielding material due to its high electrical conductivity, good mechanical strength and thermal stability. In particular, the Ti-based MXene, Ti₃C₂T_x and Ti₂CT_x are reported to have the best electrical conductivity and electromagnetic shielding properties in the vast MXene family. Therefore, in this study, Ti₃C₂T_x and Ti₂CT_x films were prepared by vacuum filtration using Ti₃C₂T_x and Ti₂CT_x dispersions synthesized by interlayer metal etching and centrifugation of Ti₃AlC₂ and Ti₂AlC. The electrical conductivity and electromagnetic shielding efficiency of the films were measured after heat treatment at high temperature. Then, X-ray diffraction and photoelectron spectroscopy were performed to analyze the structural changes of Ti₃C₂T_x and Ti₂CT_x films after heat treatment and their effects on electromagnetic shielding. Based on the results of this study, we propose an optimal structure for an ultra-thin, lightweight, and high performance MXene-based electromagnetic shielding film for future applications in small and wearable electronics.