• 제목/요약/키워드: 플라즈마 전처리

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플라즈마 전처리를 통한 금속기판 위 탄소나노튜브의 저온 합성

  • 신의철;김진주;이병주;정구환
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.67-67
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    • 2010
  • 탄소나노튜브(CNT)는 우수한 기계적, 화학적, 전기적 특성으로 인해 다양한 분야에서 차세대 응용재료로서 각광을 받고 있다. 다양한 CNT의 합성방법 중 CNT 구조제어가 가장 용이한 방법으로는 열화학증기증착법(TCVD)와 플라즈마지원(PE) CVD법이 있으며, 대량합성을 위해서는 TCVD가 보다 일반적으로 이용되어지고 있다. 일반적으로 CNT를 합성하기 위해서는 전이금속의 촉매가 필요하며 촉매의 활성화 및 탄소를 포함하는 원료가스의 분해를 위하여 고온공정이 요구된다. 그러나 향후 산업적 응용을 고려한다면 저온합성법의 개발은 시급하게 해결해야 할 과제로 인식되고 있다. 또한 기판 위에 CNT를 합성하는 경우 촉매와 기판재료 사이의 합금화를 방지하기 위하여 산화막층을 삽입하게 되는데, 이는 CNT의 높은 전도성을 이용하고자 할 경우 저해요소로 작용하게 된다. 따라서 CNT를 완충층의 도움 없이 금속기판 위에 직접 성장시키는 기술 역시 향후 CNT응용에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 상기와 같은 배경으로 본 연구에서는 금속기판 위 CNT의 저온성장을 목적으로 연구를 진행하였다. CNT 합성기판으로는 SUS316L 및 Inconel과 같은 촉매금속을 자체 함유한 금속기판을 선정하였고, 플라즈마 전처리를 통한 기판표면 제어를 통하여 CNT의 저온성장을 도모하였다. 직류전원의 아르곤 플라즈마를 이용하여 금속기판을 처리하였을 때 기판온도 및 플라즈마 파워가 증가함에 따라 기판의 표면조도가 증가하는 것을 AFM분석을 통해 확인할 수 있었다. 아세틸렌 가스를 원료가스로 이용한 TCVD합성에 있어서는 플라즈마 처리한 기판이 무처리 기판보다 동일 합성온도에서 더 두꺼운 CNT박막을 형성하였고, 합성온도는 $400^{\circ}C$ 부근까지 내릴 수 있었다. 이는 플라즈마 처리로 증가된 기판의 표면조도가 저온에서 CNT의 핵생성에 유리하게 작용했음을 추측하게 한다.

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대기압 플라즈마를 이용한 폴리우레탄 소재의 접착력 향상 (II) (Adhesion Enhancement of Polyurethane Foam Using Atmospheric Plasma (II))

  • 심동현;설수덕;오상택
    • 접착 및 계면
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    • 제8권3호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • 폴리우레탄 폼 소재에 평판형 플라즈마 전처리 방식을 적용시켜 접촉각 및 접착력을 향상시켰다. 플라즈마 반응기의 최적의 반응조건을 조사하기 위해서 반응가스(질소, 아르곤, 산소, 공기), 가스의 유량(30~150 mL/min), 그리고 반응시간(0~30초) 등을 변화시켜 전처리하여 진공식 플라즈마 방식과 비교 검토하였다. 처리 후 소재의 표면 변화는 SEM과 ATR-FTIR을 이용하여 측정하였다. 폴리우레탄 폼에서 질소의 유량이 100 mL/min이고 반응시간이 10초일 때 접촉각의 저하에 따른 가장 좋은 접착력의 결과를 보여 주었다. 결과적으로 평판형 플라즈마 조작 방식에 의한 처리로 폴리우레탄 폼의 접촉각과 접착박리강도가 개선되었음을 확인하였다.

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플라스틱 기판 사용을 위해 기판을 가열하지 않고 증착한 $SiO_2$ 절연막의 플라즈마 처리 효과 (The effect of plasma treatment on the $SiO_2$ film fabricated without substrate heating for flexible electronics)

  • 국승희;김선재;한상면;한민구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1203-1204
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    • 2008
  • 본 논문에서는 ICP-CVD(Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition)를 이용해 기판을 가열하지 않고 증착한 $SiO_2$ 절연막의 플라즈마 처리 효과를 분석하였다. 플라즈마 처리를 하지 않은 $SiO_2$ 절연막의 경우 평탄화 전압이 -7.8V, 유효 전하 밀도가 $4.77{\times}10^{13}cm^2$로 열악한 특성을 보였다. 이를 개선하기 위해 헬륨 플라즈마 전처리(Pre-treatment)와 수소 플라즈마 후처리(Post-treatment)를 통해서 $SiO_2$ 절연막의 전기적인 특성을 개선하였다.

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투과전자현미경을 이용한 플라즈마 표면 처리된 냉연 강판에 증착된 Zn-Mg 박막의 구조적 특성 연구 (Study on Structural Properties of Zn-Mg Thin Film Formed on Plasma Treated Cold Rolled Steel Using Transmission Electron Microscopy)

  • 최철종;이원기;김종희
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.271-272
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    • 2012
  • Ar 이온빔을 이용한 플라즈마 표면 처리 공정이 냉연 강판 위에 증착된 Zn-Mg 코팅 박막의 구조적 특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy)을 이용한 미세 나노 계면 분석을 수행하였다. 냉연 강판위에 형성된 자연 산화막이 Ar 플라즈마 표면 처리에 의해서 효과적으로 제거 되는 현상을 관찰 하였다. Ar 플라즈마 표면 처리 횟수가 증가됨에 따라, Zn-Mg 박막의 입계 크기가 증가하며, 이는 플라즈마 전처리 공정으로 냉연 강판 표면이 활성화가 촉진되어 Zn-Mg 박막의 결정 성장이 원활히 이루어졌기 때문으로 판단된다.

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대기압 플라즈마를 이용한 용제형 및 수용성 접착제의 접착력 향상 (Adhesion Enhancement of Solvent type and Water Soluble Adhesive Using Atmospheric Plasma)

  • 정영식;설수덕
    • 접착 및 계면
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    • 제10권3호
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    • pp.148-153
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    • 2009
  • 용제 및 수용성 접착제를 도포한 몇가지 고분자 소재에 평판형 플라즈마 반응기로 플라즈마 전처리 방식을 이용하여 소재표면의 접착력을 향상 시켰다. 분위기 기류를 질소로 하고 유량을 30~100 mL/min, 반응시간은 0~30 s로 하여 밀도를 변화시킨 PU 소재를 주 물질로 하여 EVA foam, Leather (Action), Rubber 소재에 대하여 각 조건별로 플라즈마 처리시켜 처리 전후의 각 소재별 접촉각과 접착박리강도 측정을 통한 각소재의 접착력 변화와, SEM분석을 이용한 처리 전후의 표면 변화를 측정하여 플라즈마 처리의 영향과 효과를 산출하였다. 대기압 평판형 플라즈마 반응기를 이용하여 최적 조건인 기체유량 100 ml/min, 전처리시간 10 s에서 PU foam, EVA form, Leather (Action) 및 Rubber 소재의 접착력 향상을 확인하였다.

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