• 한국주조공학회지
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• 제36권1호
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• pp.18-23
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• 2016

Iron based amorphous ribbons with the nominal compositions of $(Fe_{79}C_{11}B_8Si_2)_{100-X}Cr_X$ (X = 0,2,4,6,8 at%) have been developed as reinforcements that can be applied to the concrete materials. Mechanical properties and glass forming ability of the ribbons can be enhanced by the optimum amounts of Cr additions that can also improve corrosion properties of the ribbons. Vein patterns typical of the fractured surface morphology of amorphous alloys have been observed on the surfaces of ribbons after tensile tests. It is inferred from the EDS analysis results of vein patterns that carbon segregations occur within the narrow shear band regions.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권4호
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• pp.196-203
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• 2008

Metal-carbon/$TiO_2$ composite photocatalysts were thermally synthesized through the mixing of anatase to metal(Cu, Zn) containing phenol resin in an ethanol solvent coagulation method. The BET surface area increases, with the increase depending on the amount of metal salt used. From SEM images, metal components and carbon derived from phenol resin that contains metal was homogeneously distributed to composite particles with porosity. XRD patterns revealed that metal and titanium dioxide phase can be identified for metal-carbon/$TiO_2$ composites, however, the diffraction peaks of carbon were not observed due to the low carbon content on the $TiO_2$ surfaces and due to the low crystallinity of the amorphous carbon. The results of a chemical elemental analysis of the metal-carbon/$TiO_2$ composites showed that most of the spectra for these samples gave stronger peaks for C, O, treated metal components and Ti metal compared to that of any other elements. According to photocatalytic results, the MB degradation can be attributed to the three types of synergetic effect: photocatalysis, adsorptivity and electron transfer, according to the light absorption between the supporter $TiO_2$, metal species, and carbon layers.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제18권6호
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• pp.1199-1205
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• 2017

산업화의 급격한 진전으로 인한 에너지 소비가 세계적으로 증가되면서 새로운 에너지 저장 소자에 대한 개발의 필요성이 늘고 있으며, 이에 빠른 충 방전 시간과 반영구적으로 사용이 가능한 슈퍼커패시터에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 수열반응(Hydrothermal) 제조법을 이용하여 기판인 탄소섬유(carbon cloth)에 비정질의 이산화망간($MnO_2$)을 도포하여 슈퍼커패시터를 제작하였다. 탄소섬유에 Fe 이온이 도핑 된 이산화망간을 결합한 전극으로 이루어진 슈퍼커패시터의 특성 파악을 위해 전기주사현미경(SEM), X-ray 회절분석(XRD), 그리고 X-ray 분광 분석(EDX)을 실시하였다. 또한, 1 M의 $Na_2SO_4$ 전해질에서 순환전압전류법(Cyclic Voltammetry)과 정전류충전법(Galvanostatic charge-discharge)을 통해 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성을 조사하였으며, 이를 통해 전류밀도 1 A/g에서 정전용량이 163 F/g 임을, 그리고 1000 회의 충 방전 후 수명 측정 시에 안정적으로 87.34%가 유지됨을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.32-36
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• 2021

본 연구는 레이저 침탄된 TiZrN 코팅층의 탄소확산거동 측면과 이에 따른 기계적 특성 변화를 연구·고찰하였다. TiZrN 코팅에 탄소페이스트를 도포한 후, 레이저를 조사하여 침탄시켰다. 침탄 이후에 (111)상에 해당하는 XRD 피크가 저각으로 이동하여, 도핑된 탄소에 의한 격자팽창을 보여주었다. 아울러, 투입된 탄소의 입계 확산에 의한 결정립의 크기가 감소하였다. 침입된 탄소의 결합상태를 확인하기 위한 XPS 분석결과, 레이저의 열에너지를 통해 탄소가 TiZrN내 질소 원자와 치환되어 탄화물(TiC 또는 ZrC)을 보였다. 아울러, sp2와 sp3 혼성화 결합이 혼재하는 상태를 보여 비정질 탄소가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 침탄 전후 TiZrN 코팅층의 단면 TEM 이미지와 inverse FFT 분석결과, 격자 중간에 물결형상이 관찰되어 결정립계 내 비정질 상의 형성을 보여주었다. 침탄 후 경도는 34.57 G Pa에서 38.24 G Pa로 증가하였으며, 마찰계수는 83 % 감소하였다. 특히, 외부 하중에 저항하는 지표로 활용되는 H/E는 0.11에서 0.15으로 증가하였고 wear rate는 65 % 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 방사선산업학회지
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• 제9권1호
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• pp.15-20
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• 2015

Carbon fiber has received much attention owing to its properties, including a large surface-to-volume ratio, chemical and thermal stability, high thermal and electrical conductivity, and high mechanical strengths. In particular, magnetic nanopowder dispersed carbon fiber has been attractive in technological applications such as the electrochemical capacitor and electromagnetic wave shielding. In this study, the nickel-oxide-nanoparticle dispersed polyacrylonitrile (PAN) fibers were prepared through an electrospinning method. Electron beam irradiation was carried out with a 2.5 MeV beam energy to stabilize the materials. The samples were then heat-treated for stabilization and carbonization. The nanofiber surface was analyzed using a field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The crystal structures of the carbon matrix and nickel nanopowders were analysed using X-ray diffraction (XRD). In addition, the magnetic and electrical properties were analyzed using a vibrating sample magnetometer (VSM) and 4 point probe. As the irradiation dose increases, the density of the carbon fiber was increased. In addition, the electrical properties of the carbon fiber improved through electron beam irradiation. This is because the amorphous region of the carbon fiber decreases. This electron beam effect of PAN fibers containing nickel nanoparticles confirmed their potential as a high performance carbon material for various applications.

• 한국재료학회지
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• 제23권3호
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• pp.190-193
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• 2013

Spatial distributions of alloying elements of an Fe-based amorphous ribbon with a nominal composition of $Fe_{75}C_{11}Si_2B_8Cr_4$ were analyzed through the atom probe tomography method. The amorphous ribbon was prepared through the melt spinning method. The macroscopic amorphous natures were confirmed using an X-ray diffractometer (XRD) and a differential scanning calorimeter (DSC). Atom Probe (Cameca LEAP 3000X HR) analyses were carried out in pulsed voltage mode at a specimen base temperature of about 60 K, a pulse to base voltage ratio of 15 %, and a pulse frequency of 200 kHz. The target detection rate was set to 5 ions per 1000 pulses. Based on a statistical analyses of the data obtained from the volume of $59{\times}59{\times}33nm^3$, homogeneous distributions of alloying elements in nano-scales were concluded. Even with high carbon and strong carbide forming element contents, nano-scale segregation zones of alloying elements were not detected within the Fe-based amorphous ribbon. However, the existence of small sub-nanometer scale clusters due to short range ordering cannot be completely excluded.

• 대한화학회지
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• 제34권5호
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• pp.396-403
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• 1990

일반적인 화학증기증착(CVD : Chemical Vapor Deposition)실험에서 반응기작을 연구할 수 있는 LPCVD (Low Pressure CVD) 장치의 설계 및 제작에 관한 것과, 특히 이 장치를 이용하여 메탄, 수소의 혼합기체와 헬륨을 완충(buffer) 가스로 사용하여 p-type (111) Si wafer 위에 다이아몬드 박막(diamond film)을 얻고자 시도한 것에 대하여 기술하였다. 실험은 두 가지 방법으로 나누어서 행하였다. (1) Si wafer를 반응기 안에 있는 heater(약 480$^{\circ}C$)위에 놓고 두 개의 다른 inlet 가스관을 사용하여 실험하였다. Posphoric acid로 coating된 하나의 관은 microwave discharge시킨 수소 기체를 흘려주는데 사용하였고, 다른 관은 discharge시키지 않은 메탄 기체를 흘려주는데 사용하였다. 그 결과로 무정형 탄소 뭉치 화합물(amorphous carbon cluster)을 얻었다. (2) 수소와 메탄을 동시에 discharge시켜 plasma 상태인 discharge tube안에 Si wafer을 넣고 증착시켜, 그 결과로 다이아몬드 구조를 갖은 반응생성물을 얻었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.303-308
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• 2018

본 연구에서는 리튬이차전지 음극활물질인 Silicon/Carbon (Si/C) 복합소재를 제조하여 바인더 및 첨가제가 전지성능에 미치는 영향을 조사하였다. Si/C 합성물은 마그네슘의 열 환원 반응을 통해 SBA-15 (Santa Barbara Amorphous material No. 15)를 제조한 후 페놀 수지의 탄화 과정을 통해 합성하였다. Si/C 음극소재는 충 방전, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 분석하였다. PAA 바인더를 이용한 Si/C 전지의 용량은 1,899 mAh/g으로 다른 바인더를 사용한 합성물보다 우수하였으며, 40 사이클 동안 92%에 달하는 높은 용량 보존율을 나타내었다. 또한, VC 첨가제를 사용한 전지의 경우 3,049 mAh/g의 높은 초기용량을 나타내며, 실리콘 표면에 보호막을 형성해 초기 비가역용량을 감소시켜줌을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.460-460
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• 2012

반도체 Device가 Shrink 함에 따라 Pattern Size가 작아지게 되고, 이로 인해 Photo Resist 물질 자체만으로는 원하는 Patterning 물질들을 Plasma Etching 하기가 어려워지고 있다. 이로 인해 Photoresist를 대체할 Hard Mask 개념이 도입되었으며, 이 Hardmask Layer 중 Amorphous Carbon Layer 가 가장 널리 사용되고 지고 있다. 이 Amorphous Carbon 계열의 Hardmask를 Etching 하기 위해서 기본적으로 O2 Plasma가 사용되는데, 이 O2 Plasma 내의 Oxygen Species들이 가지는 등 방성 Diffusion 특성으로 인해, 원하고자 하는 미세 Pattern의 Vertical Profile을 얻는데 많은 어려움이 있어왔다. 이를 Control 하기 인해 O2 Plasma Parameter들의 변화 및 Source/Bias Power 등의 변수가 연구되어 왔으며, 이와 다른 접근으로, N2 및 CO, CO2, SO2 등의 여러 Additive Gas 들의 첨가를 통해 미세 Pattern의 Profile을 개선하고, Plasma Etching 특성을 개선하는 연구가 같이 진행되어져 왔다. 본 논문에서 VLSI Device의 Masking Layer로 사용되는, Carbon 계 유기 층의 Plasma 식각 특성에 대한 연구를 진행하였다. Plasma Etchant로 사용되는 O2 Plasma에 새로운 첨가제 가스인 카르보닐 황화물 (COS) Gas를 추가하였을 시 나타나는 Plasma 내의 변화를 Plasma Parameter 및 IR 및 XPS, OES 분석을 통하여 규명하고, 이로 인한 Etch Rate 및 Plasma Potential에 대해 비교 분석하였다. COS Gas를 정량적으로 추가할 시, Plasma의 변화 및 이로 인해 얻어지는 Pattern에서의 Etchant Species들의 변화를 통해 Profile의 변화를 Mechanism 적으로 규명할 수 있었으며, 이로 인해 기존의 O2 Plasma를 통해 얻어진 Vertical Profile 대비, COS Additive Gas를 추가하였을 경우, Pattern Profile 변화가 개선됨을 최종적으로 확인 할 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권3호
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• pp.101-108
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• 2022

The structure and properties of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) coatings depend on the main process parameters and bending angles of the magnetic field filter used in the filtered cathodic vacuum arc (FCVA). During the process, it is possible to effectively control the plasma flux of carbon ions incident on the substrate by controlling the arc discharge current, thereby influencing the mechanical properties of the coating film. Furthermore, we can control the size and amount of large particles mixed during carbon film formation while conforming with the bending angle of the mechanical filter mounted on the FCVA; therefore, it also influences the mechanical properties. In this study, we consider tribological characteristics for filtered bending angles of 45° and 90° as a function of arc discharge currents of 60 and 100 A, respectively. Experiment results indicate that the frictional behavior of the ta-C coating film is independent of the bending angle of the filter. However, its sliding wear behavior significantly changes according to the bending angle of the FCVA filter, unlike the effect of the discharge current. Further, upon changing the bending angle from 45° to 90°, abrasive wear gets accelerated, thereby changing the size and mixing amount of macro particles inside the coating film.