• Title/Summary/Keyword: 주사전자현미경 평가

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Gas sensing characteristics of SWNT(single walled carbon nanotube) sheet (탄소나노튜브의 가스 감응 특성)

  • 김민주;이상태;전희권;허증수
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.03a
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    • pp.136-136
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    • 2003
  • 카본나노튜브는 상용되는 기존의 센서에 비해 표면적이 넓어 감도가 놀고 응답속도가 빠르다. 또한 나노 스케일의 크기를 가지므로 고직접화를 실현할 수 있으며 기능복구성이 뛰어나 상온동작을 통한 저전력화가 가능하다. 본 실험에서는 아크방전법으로 합성한 카본나노튜브를 가스센서로 제작하여 상온에서 NH$_3$, NO 가스와의 반응 특성을 평가하였다. 또한 origin soot와 이를 정제한 purified CNT를 SEM(주사전자현미경), TEM(투과전자현미경), Raman scattering spectroscopy(라만 산란 분광기)를 통해 재료적 특성을 조사하고 이를 가스 감응 곡선과 연관하여 비교, 분석하였다. 전극에 CNT막을 형성시키기 위해 3g의 N,N dimethylformamide 용액에 CNT 10mg을 분산시킨 후 2시간동안 초음파 처리하였다. 이 용액을 mask를 이용해 전극 위에 막을 형성시킨 후 20$0^{\circ}C$에서 열처리하였다. 이렇게 제조된 origin soot와 purified CNT센서는 flow system을 이용하여 측정하였고 $N_2$분위기 하에서 센서를 안정화시킨 후 측정가스와의 반응을 살펴보았다 센서의 반응속도, 회복속도, 감도 등의 측정결과 origin soot는 NH$_3$ 25ppm에서 20%, purified CNT는 1%의 감도를 보여 20배 높은 감도를 보았다. NO 25ppm의 경우에도 origin soot가 8%, purified CNT는 0.8%의 감도를 보여 10배 높은 감도를 보였다. 이는 탄소입자가 많은 origin soot가 purified CNT 보다 표면적이 넓어 보다 많은 가스 흡착 싸이트를 가지기 때문이다. 하지만 origin soot는 반응시간과 회복속도가 Purified CNT 보다 2배 이상 느려 표면적 증가에 따른 가스 흡착과 탈착 능력이 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 CNT와 가스사이의 전하 이동 방향에 따라 NH$_3$는 양의 감도를 NO는 음의 감도를 보였다 이는 전하의 이동 방향에 따라 전하와 캐리어 사이의 결합 및 해리가 일어나게 되고 결국 카본나노튜브 내의 캐리어 수를 증감시킴에 따라 나타나는 현상이다. 이러한 가스의 감도는 농도에 따라 증가하였으며 origin soot를 이용하여 1ppm이하의 NH$_3$ 가스를 검출할 수 있었다.

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The Effect of Electrochemical Performance and Safety by Surface Modification of Anode Materials for Lithium Secondary Battery (리튬 이차 전지를 위한 음극 활물질 표면의 코팅으로 인한 전기화학적 특성 및 안전성)

  • Heo, Yoon-Jeong;Ko, Sung-Tae
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.12 no.3
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    • pp.239-244
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    • 2009
  • This paper aims to report the effect of surface treatment on graphite and its effect on the improvement of $Al_2O_3$ and $nano-Li_4Ti_5O_{12}$. The structure and property of surface treatment on graphite were determined by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and electrochemical property and safety were determined by charge/discharge cycler, accelerating rate calorimeter. The composite with different metallic oxide exhibited the first efficiency of 82.5% and specific capacity of 350 mAh/g. Although the composite showed same efficiency and specific capacity at first cycle, surface treatment on graphite by $nano-Li_4Ti_5O_{12}$ exhibited a higher charge/discharge rate, cycle life and thermal stability.

Analysis microstructure and mechanical properties of AlCr-based cutting tool coatings (AlCr계 절삭공구 코팅의 미세조직 및 우수한 기계적 물성 분석)

  • Im, Gi-Seong;Kim, Yeong-Seok;Park, Hye-Jin;Mun, Sang-Cheol;Jeong, Se-Il;Kim, Gwang-Sik;Park, Yeong-Gun;Kim, Gi-Beom
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.131-131
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    • 2018
  • 최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

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A study on the Evaluation of Permeability and Structure for Calcium Bentonite-Sand Mixtures (칼슘 벤토나이트-모래 혼합차수재의 투수 및 구조 특성에 관한 연구)

  • Yun, Seong Yeol;An, Hyeon Kyu;Oh, Minah;Lee, Jai-Young
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.18 no.2
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    • pp.1-10
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    • 2019
  • This study was intended to evaluate the water permeability and structure for calcium bentonite-sand mixtures to utilize calcium bentonite as a liner. This study conducted physico-chemical properties tests, compaction tests, permeability test and Scanning Electron Microscopy analysis (SEM) analysis. It was found the higher the ratio of calcium bentonite, the lower the dry density with coefficient of permeability, and the higher the optimum moisture content. In particular, SEM analysis was found the higher the ratio of calcium bentonite, the higher the area of the montmorillonite particles. In conclusion, the optimum coefficient of permeability that finds the landfill liner condition (must be less than $1{\times}10^{-7}cm/sec$) was obtained when the ratio of calcium bentonite was 40% or higher. These findings may improve the understanding of the calcium bentonite as a liner. Calcium bentonite shows a similar permeability to sodium bentonite 7% when mixed at 40% or more. Therefore, it is considered that calcium bentonite can be utilized as a liner.

Evaluation of cavitation characteristics for anodized 5000 series Al alloy with various sealing treatment in sea water (양극산화 기술이 적용된 5000계열 알루미늄 합금의 다양한 실링처리에 따른 해수 내 캐비테이션 특성 평가)

  • Jo, Chung-Hui;Park, Il-Cho;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.146-146
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    • 2016
  • 최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

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An experimental study of cutting efficiency of air-driven diamond burs on human tooth (수종 air-turbine 다이아몬드 버의 절삭 효과에 관한 실험적 연구)

  • Hong, Jin-Sun;Yeo, In-Sung;Kim, Sung-Hun;Lee, Jai-Bong;Han, Jung-Suk;Yang, Jae-Ho
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.49 no.1
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    • pp.1-7
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    • 2011
  • Purpose: The purpose of this study was to investigate the cutting efficiency of coarse grit diamond burs with air-turbine handpiece on natural tooth. Materials and methods: Four groups of coarse grit diamond bur were selected: Komet (A), Shofu (B), Premier (C), and Mani (D). The extracted maxillary central incisors were used, and ten cuts were made on each specimen, using the rotary diamond burs. The surface of each bur was measured at the upper, middle, and bottom of the bur with confocal laser scanning microscope and imaged with SEM. The data were analyzed with one-way ANOVA and t-test at the significance level of 0.05. Results: The surface roughness was measured. At the A diamond bur, the Sa values were $52.93\;{\mu}m$, $48.32\;{\mu}m$, $46.79\;{\mu}m$, $45.06\;{\mu}m$, and $43.43\;{\mu}m$ for control, test 1, 2, 3, and 4 respectively. The Sa values were $50.68\;{\mu}m$, $45.62\;{\mu}m$, $44.41\;{\mu}m$, $44.10\;{\mu}m$, and $42.46\;{\mu}m$ for B diamond bur, $58.02\;{\mu}m$, $55.53\;{\mu}m$, $52.22\;{\mu}m$, $48.26\;{\mu}m$, and $45.36\;{\mu}m$ for C diamond bur, and $50.11\;{\mu}m$, $46.73\;{\mu}m$, $45.46\;{\mu}m$, $42.58\;{\mu}m$, and $41.80\;{\mu}m$ for D diamond bur. Surface roughness after each bur use showed significant changes, but no significant difference was found in surface roughness change between bur systems. Conclusions: Surface roughness in the same bur system showed significant differences after each tooth preparation. However no statistically significant differences were found in surface roughness between bur systems. The SEM images between control and test 4 showed the abraded particles.

Epitaxially Grown $TiO_2$ Nanostructures for Efficient Water Splitting Devices

  • Yu, Eun-Sang;Kim, Eung-Gyu;Jeong, Hyeon-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.183-183
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    • 2012
  • 최근 환경오염과 천연자원의 고갈로 태양광을 이용한 수소와 산소를 제조하는 광전기화학적 물분해 반응이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 란타늄 알루미네이트 단결정 기판 위에 니오븀을 도핑한 이산화 티타늄을 증착 시킨 후 two-step sol-gel법을 이용하여 아나타제 이산화티탄늄 나노막대를 성장시켰다. 성장시킨 아나타제 티타늄산화 막대는 구조적인 특징과 모양, 크기를 전구체 용액의 수소이온화지수(pH)를 조절함으로써 변화 시킬 수 있다. 니오븀을 도핑한 이산화 티타늄 기판 위에 높은 수소이온화지수(pH 10 이상)을 이용하여 우선 배향된 아나타제 나노 막대를 성장 시킬 수 있으며, 주사전자현고해상도 투과전자현미경, x선 회절 분석기를 통해 구조적 특성을 평가하였다. 또한 수소이온화지수를 조절(pH 9)하여 만든 다결정질 아나타제 나노구형과 우선배향된 나노막대의 전하이동특성을 분석하기 위하여 기체 색층분석법(GC), 광전기화학법(PEC), 임피던스를 측정하였다.

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A Scanning electron microscopic study of enamel surface by debracketing of ceramic bracket (도재브라켓의 제거방법에 따른 법랑질표면의 주사전자현미경학적 관찰)

  • Park, Mi-Suk;Yoon, Young-Jooh;Kim, Kwang-Won
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.26 no.5 s.58
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    • pp.613-622
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    • 1996
  • The purposes of this study were to evaluate and compare the frequency of ceramic bracket fracture, frequency of enamel fracture, bond fracture site, adhesive remnant index after mechanical and electrothermal debracketing, to evaluate effectiveness of high and low speed rotary instrument and ultrasonic instrument during residual adhesive remnants removal, and to measure resin film surface(percentage) using by image analyser(Leco 300). Bond fracture site, bracket fracture, and enamel surface damage were examined by scanning electron microscope. The following results were obained : 1. In the mechanical debracketing group, the bond failed predominantly at enamel-adhesive interface with the bulk of adhesive remaining on bracket base. 2. In the eletrothermal debracketing group, the bond failed predominantly at adhesive-bracket interface with the bulk of adhesive remaining on enamel surface. 3. The most effectiveness of residual resin removal was obtained by means of the resin polishing bur and the order of scratch formation was the procedure using tungsten carbide bur, ultrasonic scaler, sof-lex disc, and polishing bur. 4. The order of the resin film surface percentage was ultrasonic scaler, tungsten carbide bur, sof-lex disc, and resin polishing bur.

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(1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-xLiNbO_3$ 무연 압전세라믹스의 첨가물질에 따른 전기적 특성 평가

  • U, Deok-Hyeon;Ryu, Seong-Rim;Yun, Man-Sun;Gwon, Sun-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.11a
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    • pp.260-260
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    • 2007
  • 강유전성 세라믹스 재료로써는 PZT계열의 세라믹재료가 널리 쓰이고 있다. 이는 우수한 유전 및 압전특성을 가지고 있으나, PbO을 다량 함유하고 있어 $1000^{\circ}C$이상에서 PbO가 급격하게 휘발되는 성질에 따라서 조성의 변동이 생겨 재현성이 어려우며 이를 방지하기 위하여 과잉 PbO를 첨가시키기 때문에 PbO휘발로 인한 강한 독성이 인체에 유해하다. 최근에는 Pb의 환경문제가 대두됨에 따라 이를 대체할 다른 물질의 개발이 활발하게 연구되고 있다. 대표적인 비납계 강유전 세라믹스인 $(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3$ ($d_{33}$ = 120 pC/N, Kp = 39%, Qm = 210, 이하 NKN라 표기) 조성은 $KNbO_3,\;NaNbO_3$ 상태도에 따라 순수한 NKN 세라믹스는 $1140^{\circ}C$에서 안정상을 가지나, 높은 온도로 인하여$Na_2O$$K_2O$가 쉽게 휘발됨에 따라 화학량 비의 변화가 생겨 이차 상을 형성하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 $LiNbO_3$의 새로운 고용체를 추가시켜 기본 NKN조성에 압전성 및 고온에서의 상안정성을 향상시키고자 하였다. 최적 조성을 설계하기 위하여 (1-x)$(Na_{0.5}K_{0.5})NbO_3-xLiNbO_3$, x=(0,0.02,0.04,0.06,0.08)의 범위에서 조성을 변화시키면서 실험하였다. 시편 제작은 일반적인 세라믹스 소결 공정을 적용하였는데, $850^{\circ}C$에서 5시간 하소 후 $1080^{\circ}C$에서 2시간 소결하였다. 하소 및 소결 후에는 XRD분석을 통해 perovskite구조를 확인하였고, 미세구조 확인을 위해 주사전자현미경 (SEM)으로 관찰하였다. 압전특성을 평가하기 위해 압전 $d_{33}$-meter를 사용하였으며, impedance analyzer (HP 4194A)를 이용하여 전기적 특성을 측정하였다.

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THE CHANGE OF THE CONFIGURATION OF HYDROXYAPATITE CRYSTALS IN ENAMEL BY CHANGES OF PH AND DEGREE OF SATURATION OF LACTIC ACID BUFFER SOLUTION (유산 완충용액의 pH 및 포화도 변화에 따른 법랑질 내 수산화인회석 결정 형태의 변화)

  • Chon, Young-Eui;Jung, Il-Young;Roh, Bung-Duk;Lee, Chan-Young
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • v.32 no.6
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    • pp.498-513
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    • 2007
  • Since it was reported that incipient enamel caries can be recovered, previous studies have quantitatively evaluated that enamel artificial caries have been, remineralized with fluoride showing simultaneously the increase of width of surface layer and the decrease of width of the body of legion. There is, however, little report which showed that remineralization could occur without fluoride. In addition, the observations on the change of hydroxyapatite crystals also have been scarcely seen. In this study, enamel caries in intact premolars or molars was induced by using lactic acidulated buffering solutions over 2 days. Then decalcified specimens were remineralized by seven groups of solutions using different degree of saturation(0.212, 0.239, 0.301, 0.355) and different pH(5.0, 5.5, 6.0) over 10 days. A qualitative comparison to changes of hydroxyapatite crystals after fracturing teeth was made under SEM(scanning electron microscopy) and AFM(atomic force microscopy). The results were as follows: 1. The size of hydroxyapatite crystals in demineralized area was smaller than the normal ones. While the space among crystals was expanded, it was observed that crystals are arranged irregularly. 2. In remineralized enamel area, the enlarged crystals with various shape were observed when the crystals were fused and new small crystals in intercrystalline spaces were deposited. 3. Group 3 and 4 with higher degree of saturation at same pH showed the formation of large clusters by aggregation of small crystals from the surface layer to the lesion body than group 1 and 2 with relatively low degree of saturation at same pH did. Especially group 4 showed complete remineralization to the body of lesions. Group 5 and 6 with lower pH at similar degree of saturation showed remineralization to the body of lesions while group 7 didn't show it. Unlike in Group 3 and 4, Group 5 and 6 showed that each particle was densely distributed with clear appearance rather than crystals form clusters together.