ZnO thin film co-doped with F and Al was prepared on a glass substrate via simple non-alkoxide sol-gel spin coating. For a fixed F concentration, the addition of Al co-dopant was shown to reduce the resistivity mainly due to an increase in electrical carrier density compared with ZnO doped with F only, especially after the second post-heat-treatment in a reducing environment. There was no effective positive contribution to the reduction in resistivity due to the mobility enhancement by the addition of Al co-dopant. Optical transmittance of the ZnO thin film co-doped with F and Al in the visible light domain was shown to be higher than that of the ZnO thin film doped with F only.
In aqueous rechargeable lithium ion batteries, $LiV_3O_8$ exhibits obviously enhanced electrochemical performance after $AlF_3$ surface modification owing to improved surface stability to fragile aqueous electrolyte. The cycle life of $LiV_3O_8$ is significantly enhanced by the presence of an $AlF_3$ coating at an optimal content of 1 wt.%. The results of powder X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, inductively coupled plasma-optical emission spectrometry, and galvanostatic charge-discharge measurements confirm that the electrochemical improvement can be attributed mainly to the presence of $AlF_3$ on the surface of $LiV_3O_8$. Furthermore, the $AlF_3$ coating significantly reduces vanadium ion dissolution and surface failure by stabilizing the surface of the $LiV_3O_8$ in an aqueous electrolyte solution. The results suggest that the $AlF_3$ coating can prevent the formation of unfavorable side reaction components and facilitate lithium ion diffusion, leading to reduced surface resistance and improved surface stability compared to bare $LiV_3O_8$ and affording enhanced electrochemical performance in aqueous electrolyte solutions.
Young-Ju Kim;Je Hong Park;Si Beom Yu;Seungwon Jeong;Kang Min Kim;Jeong Ho Ryu
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.4
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pp.153-157
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2023
In order to manufacture a semiconductor circuit, etching, cleaning, and deposition processes are repeated. During these processes, the inside of the processing chamber is exposed to corrosive plasma. Therefore, the coating of the inner wall of the semiconductor equipment with a plasma-resistant material has been attempted to minimize the etching of the coating and particle contaminant generation. In this study, we mixed AlF3 powder with the solid-state reacted yttrium oxyfluoride (YOF) in order to increase plasma-etching resistance of the plasma spray coated YOF layer. Effects of the mixing ratio of AlF3 with YOF powder on crystal structure, microstructure and chemical composition were investigated using XRD and FE-SEM. The plasma-etching ratios of the plasma-spray coated layers were calculated and correlation with AlF3 mixing ratio was analyzed.
Sink roll has been used in molten 55%Al-Zn alloy bath of continuous galvanizing line for sinking and stabilizing working steel strip in molten metal bath. In the process, the sink roll body inevitably build up dross compounds and pitting on the sink roll surface during 55%Al-Zn alloy coated strip production, and the life time of the sink roll is shorten by build up dross compounds and pitting. The present study examined the application of thermally sprayed ceramic coatings method on sink roll body for improving erosion resistance at molten 55% Al-Zn pool. In this experiment, the stainless steels such as STS 316L and STS 430F were used as the substrate materials. The CoNiCr and WE-Co powder were selected as bond coating materials. Moreover $Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2 and ZrO_2-SiO_2$ powders selected as the top coating materials. Appearances of the specimens before and after dipping to molten 55%Al-Zn pool were compared and analyzed. As a result of this study, STS430F of substrate, WC-Co of bond spray coatings, $ZrO_2-SiO_2$ power of top spray coatings is the best quality in erosion resistance test at molten 55%Al-Zn pool
Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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2006.09a
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pp.234-235
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2006
In this study, the plasma sprayed $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$ coatings have been investigated for applications of microelectronic components. The plasma sprayed coatings had a well-defined splatted lamellae microstructure, intersplat pores and a higher amount of microcracks within the splats. The plasma sprayed $Y_2O_3$ coating had a relatively lower hardness of 300-400Hv, compared to 650-800Hv for $Al_2O_3$ coating, and would be readily damaged by mechanical attacks such as erosion, wear and friction. For a reactive ion etching against F-containing plasmas, however, the $Y_2O_3$ coating had a much higher resistance than the $Al_2O_3$ coating because of the reduced erosion rate of by-products.
Sung Hyun Woo;Jihun Jung;Jung Heon Lee;Hyeong-Jun Kim
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.34
no.4
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pp.131-138
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2024
In this study, the microstructure and plasma resistance characteristics of 35Bi2O3-15Al2O3-50SiO2 (BiAl SiO) and 35Bi2O3-7.5Al2O3-50SiO2-7.5AlF3 (BiAlSiOF) glass layers coated on sintered alumina substrates were investigated according to the sintering conditions. The coated layers were formed using the bar coating method and then sintered at a temperature in the range of 700~900℃, which corresponds to the temperature before and after the hemisphere forming temperature, after a debinding process. The plasma resistance of the two coated glasses was approximately 2~3 times higher than that of the quartz glass, and in particular, the BiAlSiOF glass film with F added showed higher plasma resistance than BiAlSiO. It is thought to be due to the effect of suppressing the reaction with fluorine gas by adding fluorine to the glass. When the sintering time was increased at 700℃ and 800℃, the plasma resistance of both glasses improved, but when the sintering temperature was increased to 900℃, the plasma resistance decreased again (i.e., the etching rate increased). This phenomenon is thought to be related to the crystallization behavior of both glasses. The change in plasma resistance depending on the sintering conditions is thought to be related to the appearance of Al and Bi-rich phases.
We investigated the effects of Al and Mg on the microstructure and hardness of the coating layer of galvanized steel sheets, by thermodynamic calculations, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Vickers hardness tests of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers. Regardless of the alloy composition of the galvanizing bath, a Fe-Al layer was observed between the coating layer and steel sheet. The Zn-0.2Al coating layer consists of major h.c.p. Zn phase and minor f.c.c. Al phase. The fraction of f.c.c. Al phase (containing a significant amount of Zn) of the coating layer increases with increasing the chemical composition of Al of the galvanizing bath. The h.c.p. MgZn2 phase was formed in the Al/Mg-containing Zn-6Al-2Mg and Zn-10Al-5Mg coating layers, forming Zn-Al-MgZn2 eutectic microstructure. The primary MgZn2 phase was additionally formed in the Zn-10Al-5Mg coating layers containing high concentrations of Al and Mg. The Vickers hardness values of Zn-0.2Al, Zn-6Al-2Mg, and Zn-10Al-5Mg coating layers were 59.1 ± 1.2 HV, 161.2 ± 5.7 HV, and 215.5 ± 40.3 HV, respectively. The addition of Al and Mg increased the hardness of the coating layer by increasing the fraction of the Al phase (containing Zn) and MgZn2 intermetallic compound, which were harder than the Zn phase.
Kim, Tetsuro ata;Keisuke Uenishi;Akira Ikenaga;Kojiro F. Kobayashi
Proceedings of the KWS Conference
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2002.10a
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pp.726-731
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2002
Reaction synthesis is a process to form ceramics, intermetallics and their composites from elemental powder mixture. Application of this process to a surface modification techniques has a possibilities to enable the process at a lower temperature or for a shorter time, although synthesized materials are likely to include voids and unreacted elements. This paper intend to examine the effect of Si addition to the mixture of Al and Ni on the densification of synthesized Ni-Al intermetallic compounds and to evaluate the surface properties of obtained coatings. By the Si addition, exothermic reaction temperature to form Ni-Al intermetallic was lowered to be below the melting point of Al. Si soluted $Al_3$Ni$_2$, $Al_3$Ni and $Al_{6}$Ni$_3$Si were mainly formed in the coating layer when powder mixture was heated to 973K for 300s. Besides, densification was enhanced by increasing hot press pressure, Si additions and heating rate. When the composition of eutectic Al-Si reaches 78%, void ratio of sintered compact reduced to 0.4%. It is caused by higher flowability of Al-Si liquid phase generated and its infiltration into the void. Since the hardness of NiAl(Si) compound (about 600HV) formed in the coating layer is higher than that of Ni-Al compound (about 400HV), coating layer with high density and superior wear property is obtained by hot press using reaction synthesis from Al-Ni-Si powder mixture.
The internal short-circuit between cathodes and anodes has been known to be a critical concern for the safety failures of lithium-ion batteries, which is strongly influenced by the thermal stability of separators. In this study, to effectively suppress the internal short-circuit failures, we developed a new composite separator with the improved thermal stability compared to conventional polyolefin-based separators. The composite separators were prepared by introducing a ceramic coating layer ($Al_2O_3$/PVdF-HFP) onto both sides of a polyethylene (PE) separator. The microporous structure of ceramic coating layers is determined by controlling the phase inversion of coating solutions and becomes more developed with the increase of nonsolvent (water) content. This structural change of ceramic coating layers was observed to greatly affect the thermal stability as well as the electrochemical performance of composite separators, which was systematically discussed in terms of phase inversion.
The anodic behavior of aluminum (Al) foils with varying purity, capacitance, and withstand voltage in organic electrolytes was examined for EDLC. The results of cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) experiments showed that the electrochemical stability improves when Al foil has higher purity, lower capacitance, and higher withstand voltage. To improve the electrochemical stability of EDLC current collectors made of low-purity foil (99.4% Al foil), the foil was modified by chemical etching to reduce its capacitance to $60{\mu}F/cm^2$ and forming to have withstand a voltage of 3 Vf. EDLC cells using the modified Al foil as a current collector were made to 2.7 V with 360 F, and a constant voltage load test was subsequently performed for 2500 hours at high temperature under a rated voltage of 2.7 V. The reliability and stability of the EDLC cell improved when the modified Al foil was used as a current collector. To understand the deterioration process of the Al current collector, standard cells made of conventional Al foil under a constant voltage load test were disassembled, and the surface changes of the foil were measured every 500 hours. The Al foil became increasingly corroded, causing the adhesion between the AC coating layer and the Al foil to weaken, and it was confirmed that partial AC coating layer peeling occurred.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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