• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.212-212
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• 1999

Ar-O2 분위기의 Plasma 표면 처리된 OPP 의 polymer 위에 약 400$\AA$ 정도로 sputter 코팅된 Al의 부착력에 관하여 연구를 하였다. 금속과 polymer와 같이 성질이 서로 다른 물질이 서로 결합할 때 접착력은 제품의 성능과 신뢰도를 결정하는데 매우 중요한 인자이다. 최근 고분자재료의 표면을 플라즈마 처리 (plasma surface treatment)에 의해 고분자와 금속도포(coating) 층간의 접착력향상에 따라, 증착필름 및 인쇄용 필름 등의 기능도 향상시킬 수 있다. 저온 plasma를 이용한 표면처리는 plastic 재료가 가지고 있는 기본적인 특성을 저해하지 않고, 그 표면 층만을 개량하는 plasma 또는 sputter etching 갚은 electrical discharge 방법은 진공 증착 방식에서 많이 사용되고 있다. 7$\mu\textrm{m}$의 두께 OPP polymer를 10m/min의 속도로 OPP의 표면을 연속 plasma pretreatment를 하였다. 5$\times$10-2torr에서, PEM(Plasma Emission Monitor)를 이용하여 plasma intensity에 따른 Ar/O2비를 변화시키면서 test를 하였다. AFM과 XPS를 이용하여 OPP의 표면분석을 하였다. 이 plasma처리는 기존의 D.C plasma 처리 방식과는 달리 Midium frequency AC voltage hollow cathod 방식으로 plasma를 발생된 high energy plasma 분위기를 만들 수 있다. 이러한 방식은 -cycle일 때 plasma로부터 발생된 전자가 polymer 표면을 bombard 하게 되고, +cycle 일 때 polymer 표면이 cathod 가 되어 active ion에 의해 sputtering 이 된다. 이때 plasma 처리기의 polymer 기판 후면에 magnet를 설치하여 높은 ionization을 발생시켜 처리 효과를 한층 높여 주었다. 이 plasma 처리는 표면 청정화, 표면 etching 이 동시에 행하는 것과 함께 장시간 처리에 의해 표면에서는 미세한 과, C=C기, -C-O-의 극성기의 도입에 의한 표면 개량이 된다는 것을 관찰할 수 있다. OPP polymer 표면을 Ar 100%로 plasma 처리한 경우 C-O, C=O 등의 carbonyl가 발생됨을 알 수 있었다. C-O, C=O 등의 carbynyl polor group이 도입됨에 따라 sputter된 Al의 접착력이 향상됨을 알 수 있으며, TEM 관찰 결과 grain size도 상당히 작아짐을 알 수 있었다.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.4 no.1
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• pp.19-30
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• 1997

고분자 Polyimide (PI) film 표면을 반응성 가스 분위기에서 1KeV의 에너지를 가지 는 여러 종류의 이온빔으로 조사하여 표면을 개질하였다. PI표면의 친수성과 표면에너지를 측정하기 위해 접촉각 측정기를 사용하였으며 개질 된 표면의 화학적 변화를 측정하기 위해 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)를 사용하였다. 표면 개질을 위한 이온조사량은 5 $\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2이며 반응가스는 0-8scm까지 변화시켰다. 아르곤 이온빔으로 표면 개질시에는 67。에서 40。까지 감소하였고 표면에너지는 46 dyne/cm에서 64dyne/cm까지 증가하였다. 산소를 6sccm 주입하면서 산소 이온빔으로 표면 개질시 물과의 접촉각은 67。 에서 최대 12。까지 감소하였으며 표면에너지는 46dyne/cm에서 72dyne/cm까지 증가하였고 이때의 이온조사량은 5$\times$1014 -1$\times$1017 ions/cm2 이였다. 여러 종류의 반응성 가스와 이온을 사용하여 개질하여 본 결과 산소분위기에서 산소 이온을 이용하여 개질 하였을 때 접촉각이 8。인 표면을 얻을수 있었다, 산소분위기에서 아르곤 이온빔으로 1$\times$1017 ions/cm2 의 이온 조사량으로 개질 된 Pi 시료를 대기 중에 보관하였을 때에는 110시간 후 65。로 증가하였고 물속에서 보관하였을 때에는 46。로 증가하였다. 그러나 산소 이온빔에 산소분위기에서 개 질 된 시료의 경우 물속에 보관할 경우 접촉강의 증가없이 일정한 값을 나타내었다. 이온조 사로 개질된 시료의 화학적 변화를 확인하기 위하여 XPS 사용하였다. 표면 개질 전의 PI 시료와 산소 분위기에서 1$\times$1017 ions/cm2의 아르곤 이온빔으로 개질한 XPS peak 결과로 보아 Cls의 spectra를 보면 C-C, C-N 그리고 C=O의 결합들은 intensity가 감소하였고 C-O 의 intensity는 증가하였다. Nls peak로 보아 imide N 성분은 이온빔의 조사로 인하여 감소 하였고 C-O의 intensity는 증가하였다. Nls peakk로 보아 imide N성분은 이온빔의조사로 감소하였고 Ols peak로 보아 C-O는 증가하였고 C=O는 약간의 감소가 나타났다. 또한 이온 보조 반응법을 이용하여 처리한 시료의 경우 접착력이 증가하는데 이는 주로 C-O 결합의 산소와 Cu와의 상호작요에 의한 것임을 알수 있었다.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2000.11a
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• pp.62-62
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• 2000

도공지 제조 시 적절한 표면특성을 지닌 원지를 사용하는 것은 최종 도공지 품질향상은 물론 조업성 개선에도 필수적인 요소이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 도공원지의 표면 사이징이 실시되고 있다. 도공원지의 표면 사이정 시 양성전분을 이용할 경우 서로 반대로 하전된 전분 과 섬유 사이에 발현되는 정전기적 인력에 의해서 표면 사이정 전분의 원지로의 전분 침투가 억제되어 도공원지의 불투명도, 광택도 인쇄적성 둥의 물성 향상을 꾀할 수 있다. 또 이러한 원지를 이용하여 도공을 할 경우 음전하를 띤 도공액 구성성분과 양전하를 띤 원지 표면의 정 전기적 작용에 의해 도공액의 부동화가 촉진될 수 있으므로 도공액의 표면 잔류성이 향상되 며, 도공층 공극 구조 개선에 따른 광학적인 성질의 개선도 기대할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 양성전분으로 표면 사이정 된 원지를 사용한 도공지와 기존의 산화전분을 이용하여 표면 사이정한 원지를 이용하여 제조된 도공지의 특성을 비교하였다. 또 양성전분에 의한 표면 사이징 효과를 보다 극대화하고 도공안료와 원지 표면과의 반응성을 증가시키기 위 해 양이온성 폴리머를 표면 사이정 시 첨가하여 표면 사이칭을 하는 방법을 평가하였다. 아울 러 양성전분과 도공안료와의 반응에 따라 도공층의 부동화가 촉진될 수 있다는 근거를 구명하 기 위해 레올로지적인 접근을 시도하였으며, 도공층의 공극 특성 관찰, 광산란 및 광홉수 계수 측정 등을 통해 양성전분으로 표면 사이정된 도공층의 구조적 특성을 분석하였다. 그 결과 산화전분에 비해 양성전분으로 표면 사이징한 원지의 경우 도공지의 불투명도가 높게 나타났다. 이는 양성전분으로 표면 사이정한 원지를 사용한 경우 도공층의 구조가 광 산란계수를 향상시킬 수 있도록 변화되었기 때문임을 확인하였다. 표면 사이징시 양이온성 폴리머를 첨가할 경우 불투명도 개선에 상당한 효과가 있었으며, 전분 대비 1% 이하의 첨 가량에서도 어느 정도의 개선이 가능하였다. 양성전분에 의한 도공액의 조기 부동화가 발현 된다는 것을 구명하기 위해서 도공액의 점탄성적 평가를 실시한 결과 산화전분에 비해 양성 전분 상에서 도공액의 storage modulus가 높고 critical strain point 역시 높은 값을 나타낸 다는 것을 확인하였다. 이는 양성전분과 도공액, 특히 클레이와의 정전기적 인력에 의한 반 응 결과로 생각된다. 양성전분을 이용한 도공원지의 표면 사이정 기술은 특히 평량이 낮은 도공지의 경우 수분 의 침투를 억제함으로써 도공공정에서의 지절을 감소시킬 뿐 아니라 불투명도 등 광학적 성질 을 개선시키고, 표면 커버리지를 향상시키는 효과를 나타낼 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1998.11a
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• pp.19-20
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• 1998

오버레이용접에 의한 표면개질기술(Weld Surfacing or Hardfacing Technology)은 내식성, 내 마모성, 또는 내열성을 갖는 합금의 용접재료를 모재 표면에 균일하게 용착(오버레이:Ovedayer)시킴으로써 목적하는 재료의 표면성질을 향상시키는 표면처리의 한 방법이으로써 1922년 Stoody가 Steel Tube에 Cr합금 분말을 충진한 용접봉을 제조하여 석유시추용 회전드릴의 선단 표면을 오버 레이 용접시켜 내마모성을 획기적으로 개선시킴으로써 이루어 졌다. 초기 오버레이 용접기술은 발전설비I 제철설비I 시벤트설비, 그리고 제지설비 등 주로 설비 부품들의 표면부 내마모성을 개선시키는 방향으로 주로 연구 개발이 이루어졌으나, 기술개발의 진전으로 탈황설비 둥의 표면부 내식성 향상, 연속주조롤 표면부의 내산화성, 내열피로성, 내마모 성 향상 둥을 위해 점차 산업전반에 널리 이용되고 있으며, 설비의 고도화 및 장수명화가 요구되 면서 본 기술의 중요성 또한 점차 부각되고 있다. 그림 1은 연강의 모재 위에 셀프쉴드플럭스코어드와이어(Self-Shield Flux Cored Wire:SS-FCW, 이하 55-FCW라 기술함)를 사용하여 오버레이 용접올 하는 장면을 도식적으로 나 타낸 것이다. 모재와 전극재인 용접봉(S5-FCW) 사이에서 아크가 발생되고, 아크열에 의해서 용접 봉 및 모재 일부가 용융되면서 모재 표면에 새로운 오버레이 표면층이 형성된다. 통상 오버레이 층의 1층 두께는 2-6mm 내외이며, 단층 혹은 다충 오버레이를 자유롭게 실시한다. 오버레이층의 물성은 아크열에 의한 모재로의 용입정도에 따라 1층부에서는 모재의 영향을 크게 받지만 오버레 이충 수가 증가된 3층부에서 부터는 전적으로 용접봉의 성분에 좌우된다. 사진 1은 연강(55-41)의 모재위에 크롬탄화물이 다량 함유된 고크롬 탄화물형 내마모재가 오버 레이된 내마모 복합강판 (wear plate)의 단면 미세조직 사진으로써 모재부와 오버레이충을 함께 보여주고 있다. 모재와 오버레이 충간의 경계면은 모재 일부가 용융된 후 웅고하면서 형성됨으로 인해서 도금이나 용사층과는 달리 매우 견고하게 결합되어 있다. 따라서 계면부의 탈락이라는 문 제점은 거의 없어 심한 응력을 받는 기계구조물 및 부품에도 본 기술은 널리 적용되고 있다. 그리고 사진 1에서 알 수 있는 바와 같이 모재와는 전혀 상이한 재료를 자유로이 선택하여 표면 유효층 일부만 오버레이시키며I 주조 및 단조가 불가능한 재료까지도 표면부에 오버레이 시킴으로 서 부품 및 설비의 제조에 있어 재료비의 절감과 제품의 수명이 획기적으로 개선될 수 있다. 그리고 최근에는 도금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.34 no.1
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• pp.68-70
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• 2001

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2003.05a
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• pp.19-19
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• 2003

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.15 no.4
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• pp.241-244
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• 1982

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.15 no.6
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• pp.612-618
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• 2006

Surface modification of PTFE by ion irradiation was performed to improve its surface properties, In the case where argon was used to irradiate the PTFE films, an increase in the adhesion strength was observed when the ion fluence was over $1\times10^{15}\;ions/cm^2$, but the surface morphology dramatically changed to a needle-shaped one. However, when we used hydrogen ions under $O_2$ environmental gas, the adhesion strength increased at an ion fluence of $5\times10^{16}\;ions/cm^2$ and the surface morphology by the hydrogen irradiation was not needle-shaped. The surface morphology and adhesion strength of the hydrogen modified PTFE was influenced by the oxygen flow rate. It was confirmed by reflectance measurements that the surface properties of the hydrogen ion irradiated PTFE were superior to those of the argon ion irradiated PTFE.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.57-57
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• 2013

Mn 및 Si이 함유된 고강도 용융아연도금강판을 제조시 소둔 과정에서 형성된 표면 산화물과 용융아연 도금시 표면산화물 종류에 따른 반응거동을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.33-34
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• 2013

항공기와 엔진 부품의 내마모성과 내식성을 향상하기 위해 발달하고 있는 항공재료에 대한 공군 및 국내 항공산업분야 표면처리 적용 현황을 살펴보고 항공산업의 첨단 기술로 발돋움하고 있는 표면처리 기술의 발전을 위한 제언을 하고자 하였다.