• Korean Journal of Materials Research
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• v.27 no.11
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• pp.603-608
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• 2017

$Si_3N_4$ is a ceramic material attracting attention in many fields because of its excellent abrasion resistance. In addition, Ti and TiAl alloys are metals used in a variety of high temperature environments, and have attracted much attention because of their high strength and high melting points. Therefore, study of the interface reaction between $Si_3N_4/Ti$ and $Si_3N_4/TiAl$ can be a useful practice to identify phase selection and diffusion control. In this study, $Si_3N_4/Ti_5Si_3+TiN/TiN/Ti$ diffusing pairs were formed in the $Si_3N_4/Ti$ interfacial reaction and $Si_3N_4/TiN(Al)/Ti_3Al/TiAl$ diffusion pathway was identified in the $Si_3N_4/TiAl$ interfacial reaction. The diffusion layers of the interface reactions were identified and, to investigate the kinetics of the diffusion layer, the integrated diffusion coefficients were estimated.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.14 no.2
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• pp.69-78
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• 1978

It is well known that the aluminizing steel is excellent in corrosion resistance and heat resistance. Therefore it has been used as boiler parts, heat exchanger parts and guide rails which are used under comparatively simple conditions. Recently, it has been noticed that aluminizing steel has high resistance to various atmosphere, high temperature oxidation and seawater resistance. So its usage has been extended widely to the production of parts such as intake and exhaust valve of internal combustion engine, turbine blade and pipelines On ships which required such properties. It is considered that aluminium coated steel is excellent in wear resistance because of high hardness on main ingredient FezAIs of Fe-AI alloy layer existed in diffusion coating layer. And it will beused as a new material taking wear resitance with seawater resistance in marine field. However it is difficult to findout any report concering the wear behaviors or properties of alum in izing steel. In this study the experiment was carried out under the condition of rolling-sliding contact using an Amsler-type wear testing machine at 0.80, 0.91, 1. 10, 1. 25% of slip ratio and 55.43, 78.38, 110.85 kg/mm^2 of Hertz's contact stress in run-in period for the purpose of service-ability test of aluminizing steel as a wear resisting material and obtaining the available design data. The followings are the obtained results from the experimen tal study; 1) The 2nd diffusion material has most excellent wear resistance. This material has brought out about 18% decrease of wear weight in a lower friction load level and 40~G decrease in a higher level comparing to the raw material. 2) Satisfactory effect of wear resistivity cannot be much expected in 2nd diffusion specimens. This is considered due to the formation of fine void in the alloy layer near the boundary to the aluminium layer. 3) Fracture on friction surface of aluminizing steel by the rolling-sliding contact is spalling, and spalling crack occurres initially beneath the specimen surface near the boundary in diffusion coating layer.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.4
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• pp.294-299
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• 2001

Effects of the surface fluorination on the electrochemical charge-discharge properties of $Mg_2$Ni electrode in Ni-MH batteries fabricated by mechanical alloying were investigated. After 20h ball milling, Mg and Ni powder formed nanocrystalline $Mg_2$Ni. Discharge capacity of this alloy increased greatly at first one cycle, but due to the formation of Mg(OH)$_2$ passive layer, it showed a rapid degradation in alkaline solution within 10cyc1es. In case of 6N KOH +xN KF electrolyte (x = 0.5, 1, 2), a continuous and stable fluorinated layer formed by adding excess F$^{[-10]}$ ion, increased durability of $Mg_2$Ni electrode greatly and high rate discharge capability(90-100mAh/g). 2N KF addition led to the highest durability of all tested here. The reason of the improvement is due to thin MgF$_2$, which can prevent the $Mg_2$Ni electrode from forming Mg(OH)$_2$layer that is the main cause of degradation.

• Journal of Conservation Science
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• v.27 no.1
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• pp.1-11
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• 2011

For the silver artifacts in the Koryo Dynasty excavated from Neungnae-ri Ganghwa island, the metallographic section analysis and hardness and chemical analysis were conducted. After making samples in the similar ratio of the composition concentration, the changes of the microstructure were checked according to the working method and temperature. The results show that those silver artifacts are Au-Cu alloys with 2 to 6 % of Cu. From the results it is judged that Cu was artificially alloyed with them to keep the proper hardness and identified that they were gilded by the amalgamation process seeing that mercury was included at the guilt layer. Also the porous texture on the surface of them could be formed at over $400^{\circ}C$, therefore, it is assumed the hot working or heat treatment at over $400^{\circ}C$ were performed. In silver artifacts made by the relief and repousse, they have the similar composition analysis to other 7 artifacts but the hardness is lower than pure silver. Consequently from differences in the hardness, it can be inferred that the low hardness of silver artifacts is concerned with manufacturing techniques.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.121-121
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• 2012

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 진행이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분과 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조의 형성이 가능하도록 하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 통해 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 정리된 기존 코팅재에서 결여된 특성을 포함한 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)의 구현이 가능한 복잡한 형태의 나노 복합 코팅층 소재 개발이 가능하도록 하는 기술이다. 또한 기존 코팅재의 구조적 결함을 통해 발생하는 내식성 문제를 방지할 수 있는 기술이다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 개발하고자한다. 또한 다수의 타겟을 이용하여 균일한 다성분 코팅층 형성하는 기존의 PVD 코팅방법으로는 다수의 성분타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있다. 이를 위한 해결방법으로 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술의 개발 진행 사항에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.4
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• pp.270-276
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• 2010

Nickel-copper foam electrodes with pore gradient micro framework and nano-ramified wall have been prepared by using an electrochemical deposition process. Growth habit of nickel-copper co-deposits was quite different from that of pure nickel deposit. In particular, the ramified structure of the individual particles was getting clear with chloride ion content in the electrolyte. The ratio of nickel to copper in the deposits decreased with the distance away from the substrate and the more chloride ions in the electrolyte led to the more nickel content throughout the deposits. Compositional analysis for the cross section of a ramified branch, together with tactical selective copper etching, proved that the copper content increased with approaching central region of the cross section. Such a composition gradient actually disappeared after heat treatment. It is anticipated that the pore gradient nickel-copper nanostructured foams presented in this work might be a promising option for the high-performance electrode in functional electrochemical devices.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.123-123
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• 2003

탄소나노튜브는 지금까지의 많은 연구를 통해 다양한 분야에 대한 응용 가능성이 확인되었으며, 그 중에서도 특히 탄소나노튜브를 이용한 전계방출표시소자(carbon nanotube field emission display, CNT-FED)는 상용화를 눈앞에 두고 있는 상황이다. 본 연구에서는 탄소나 노튜브를 합성할 수 있는 여러 가지 방법 중에서 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition, thermal CVD)을 이용하여 유리기판 위에 탄소나노튜브를 합성하였다. Electron beam evaporation으로 유리기판 위에 전극층으로 Cr을 150nm를 증착하고 연속하여 촉매층인 Invar(Fe-53%Ni-6%Co 합금)를 10nm의 두께로 형성하였다. 사진식각으로 Cr층을 line 패턴한 후 Cr line 내의 Invar층을 line 및 dot 패턴하였다. 나노튜브 합성을 위해 480-58$0^{\circ}C$까지 진공분위기 또는 질소 분위기에서 20분간 승온한 후 CO(150sccm)와 H$_2$(1200sccm)를 주입하여 20분간 성장시키고 질소 분위기에서 냉각시켰다. 성장된 탄소나노튜브는 SEM, TEM, Raman spectroscopy 등을 통하여 구조 및 형상분석을 하였다. 진공승온의 경우 탄소불순물인 a-C이 많은 양 증착 되었으며 탄소나노튜브는 온도에 따라 1-5$\mu\textrm{m}$의 두께로 성장하였으나, 질소분위기 승온의 경우는 a-C이 거의 증착되지 않았으며 나노튜브의 두께가 10-20$\mu\textrm{m}$였다. 본 연구에서는 diode구조를 갖는 탄소나노튜브 에미터의 수명예측을 위해 여러 가지 가속측정조건에서 전계방출 특성을 연구하였다. Anode와 cathode 간의 간격을 400$\mu\textrm{m}$로 유지한 diode 구조에 대해 $10^{-6}$ torr 이하의 진공에서 전계방출을 측정하였다. 100 line의 에미터를 60Hz의 주파수에서 1/100 duty로 구동하였으며, duty비 증가에 따라 pulse의 on-time을 고정하고 frequency를 변화시켰다. dc까지 duty비가 증가됨에 따라 방출전류의 양이 선형적으로 증가하였다. 전압을 일정하게 고정시키고 각 duty비에서 시간에 따라 방출전류를 측정한 결과 duty비가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.14 no.2
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• pp.51-55
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• 2003

SrTiO₃ (STO) thin fims were deposited on the biaxially textured Ni-3 wt%W alloy substrates to be used as a single buffer layer for YBa₂CU₃O/sub 7-8/(YBCO) coated conductor. Thin films of YBCO and STO were deposited using pulsed laser. The deposition condition for epitaxial growth of STO on the textured metal was identified, and YBCO coated conductor with a single STO buffer layer with critical current density of 1.2 MA㎠ at 77 K under zero magnetic field and critical temperature of 86 K, was fabricated.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.16 no.4
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• pp.23-28
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• 2009

We investigated the wafer-level MEMS capping process for which cavity formation in Si wafer was not required. Ni caps were formed by electrodeposition on 4" Si wafer and Ni rims of the Ni caps were bonded to the Cu rims of bottom Si wafer by using epoxy. Then, top Si wafer was debonded from the Ni cap structures by using SnBi layer of low melting temperature. As-evaporated SnBi layer was composed of double layers of Bi and Sn due to the large difference in vapor pressures of Bi and Sn. With keeping the as-evaporated SnBi layer at $150^{\circ}C$ for more than 15 sec, SnBi alloy composed of eutectic phase and Bi-rich $\beta$ phase was formed by interdiffusion of Sn and Bi. Debonding between top Si wafer and Ni cap structures was accomplished by melting of the SnBi layer at $150^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.104-104
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• 2017

유럽의 폐차 처리 지침, RoHs 및 국내 친환경 소재 부품의 개발이 날로 가속화 되면서 종래 사용해 오던 인산염 피막 등 중금속이 함유된 코팅 재료는 점차 친환경 코팅 용액으로 전환이 되었다. 최근 자동차 산업 등에서 종래 중금속인 $Cr^{+6}$을 함유하지 않는 다양한 코팅 용액이 상용화 되고 있다. 그 중 가장 효율적으로 적용되고 있는 용액이 아연 flake를 첨가하여 희생 양극효과를 가능하게 하여 내식용 코팅 용액으로 상용화 하고 있다. 이 용액에는 내식성을 확보하기 위하여 희생양극이 가능한 소재 인 아연 분말을 첨가하며, 이 분말의 분산성이 소재와 코팅 층의 밀착성, 내식성에 결정적인 영향을 미친다. 특히 산업 현장에서는 아연 분말의 효율적인 분산을 위하여 24시간 이상 교반해야하기 때문에 생산성을 감소시키는 결정적인 요인으로 작용을 한다. 아연 분말의 분산은 용액 내에 첨가하는 각종 첨가제의 종류와 첨가량에 따라 현저하게 분산성이 다르기 때문에 첨가 원소에 대한 연구가 매우 중요하다. 본 연구에서는 서로 다른 이종 합금을 첨가하여 각종 첨가제의 종류 및 첨가량이 분산에 미치는 영향을 조사하였고, 첨가량이 코팅 층의 밀착성 및 내식성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 분산제 첨가량이 낮을 경우 용액은 두껍게 코팅이 되며 분산 거리가 짧아졌다. 이 경우 코팅 층의 박리가 쉽게 발생하며, 코팅 층이 불균일하였다. 1.7% 첨가량에서 최적분산효과를 얻을 수 있었으며, 1,000시간 이상의 내식성을 확보할 수 있었다. 분산성과 동시에 유동성 확보가 중요하며, 유동성 확보를 위하여 점증제의 첨가량에 대한 변화를 주었다. 최적의 첨가량은 1.5% 이상으로 이 경우 부식 발생시간을 억제할 수 있었다.