• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.94-100
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• 2004

We fabricated textured Ag substrates for YBCO coated conductor and evaluated the effects of annealing temperature on microstructural evolution, texture formation, and surface morphology. Ag ingot, as an initial specimen, was prepared by plasma arc melting(PAM). Subsequently, the ingot was cold rolled to 100 ${\mu}{\textrm}{m}$ thick tape and annealed at temperatures of 600-80$0^{\circ}C$. The texture and surface morphology of the substrate were characterized by pole-figure and atomic force microscopy(AFM) profile, respectively. It was observed that a strong ｛110｝<110> texture was formed after annealing and its symmetry improved as annealing temperature increased. The full-width at half-maximum(FWHM) of ｛110｝<110> pole was as sharp as 10$^{\circ}$ for the substrate annealed at 80$0^{\circ}C$. On the other hand, it was found that the thermal grooving and faceting became remarkable as annealing temperature increased : root-mean-square(RMS) roughness of the substrate annealed at 80$0^{\circ}C$ was 39.2 nm. The substrate of strong texture and smooth surface, fabricated in our study, is considered to be suitable for use as a substrate for the epitaxial deposition of superconductor film.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.59-59
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• 1999

DLC(diamond-like carbon)필름은 다이아몬드와 유사한 강도, 낮은 마차계수, 높은 Optical band gap, NEA(negative electron affinity)등의 우수한 특성을 가지고 있어, 내마모 코팅이나 정보저장 매체의 윤활 코팅, FED(field emission display)의 전계방출소자등 다양한 분야에의 응용이 연구되고 있다. DLC 필름은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), IBAD(ion beam assisted deposition), Laser ablation, Cathodic vacuum arc등의 process를 이용하여 증착되고 있다. 특히 이러한 필름의 물성은 입사되는 이온의 에너지에 의해 좌우되는데, Lifshitz 등의 연구에 의하여 hyperthermal species를 이용한 DLC 필름의 성장은 초기에 subsurface로의 shallow implantation이 일어난 후 높은 sp3 fraction을 갖는 필름이 연속적으로 성장한다는 subplantation model이 제시 되었다. 본 연구에서는 기판과 subplantation 영역이 이후 계속하여 증착되는 순수 DLC 필름의 특성 변호에 미치는 영향에 대하여 관심을 가지고 실험을 행하였다. 본 실험에서는 상기 제시되어 있는 방법보다도 더욱 정확하고도 독립적으로 탄소 음이온의 에너지와 flux를 조절할 수 있는 Cs+ ion beam sputtering system을 이용하여 탄소 음이온의 에너지를 40eV에서 200eV까지 변화시키며 필름을 증착하였다. Si(100) 웨이퍼를 기판으로 사용하였고 증착 압력은 5$\times$10-7torr 였으며 인위적인 기판의 가열은 하지 않았다. 또한 Ion beam deposited DLC film의 growth process를 연구하기 위하여 200eV의 탄소 음이온을 시간(증착두께)을 변수로 하여 증착하였고, 이 때에는 Kaufman type의 gas ion beam을 이용하여 500eV의 Ar+ ion으로 pre-sputering을 행하였다. 탄소 음이온의 에너지와 증착두께에 따라 증착된 film 내의 sp3/sp2 ratio 의 변화를 XPS plasmon loss 와 Raman spectra를 이용하여 분석하였다. 또한 증착두께에 따른 interlayer의 결합상태를 관찰하기 위하여 AES와 XPS 분석을 보조로 행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.04b
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• pp.26-29
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• 2004

High density plasma fluorinated silicate glass (HDP FSG) is used as a gap fill film for metal-to-metal space because of many advantages. However, FSG films can cause critical problems such as bonding issue of top metal at package, metal contamination, metal peel-off, and so on. It is known that these problems are caused by fluorine penetration out of FSG film. To prevent it, FSG capping layers such like SRO (Silicon Rich Oxide) are needed. In this study, their characteristics and a capability to block fluorine penetration for various FSG capping layers are investigated. Normal stress and High stress due to denser film. While heat treatment to PETEOS caused lower blocking against fluorine penetration, it had insignificant effect on SiN. Compared with other layers, SRO using ARC chamber and SiN were shown a better performance to block fluorine penetration.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1356-1357
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• 2008

교류 펄스전압을 이용하여 글라이딩 아크 플라즈마 반응기에서 지구 온난화의 주요 원인으로 꼽히는 PFCs(Perfluoro compounds) 가스의 일종인 $SF_6$에 관한 분해 연구를 하였다. 가스의 농도를 조절하기 위하여 압축공기를 사용하였고 각각의 유량을 MFC를 통하여 조절하였다. 반응기 내의 양전극사이에 인가하는 전압을 아크가 발생하는 7kV$\sim$10kV 사이를 1kV 단위로 가변하였고 유량을 변화시켜가며 실험한 결과 높은 전압과 낮은 유량일 때 높은 분해율 특성을 보였다. 기본 방전 특성을 오실로 스코프를 통하여 관찰 분석하였다. 각 가스들의 분해율과 분해후 가스 성분분석은 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응후 가스를 포집하여 FT-IR을 통하여 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.19 no.1
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• pp.19-28
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• 2020

The spacer, which is located between the bucket and the arm of an excavator, has a role in preventing damage to the excavator arm during excavation work. When the durability of the spacer is increased, the lifetime of the arm can be extended and the processing costs can be reduced. To increase the durability of the spacer, tungsten carbide (WC) coating was applied on the surface of a spacer using the plasma transferred arc (PTA) process. The confirm the durability, a wear test using a pin-on disk type of wear testing machine was done under the given conditions and the wear amount on the surface of a tested specimen was measured using reflective digital holography. The results were compared with that of ALPHA-STEP.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.50.1-50.1
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• 2010

내열성과 내부식성, 촉매능력등이 뛰어난 백금은 자동차 배출가스 정화촉매, 유/무기화학반응의 공정 촉매, 석유화학산업에서의 촉매 등 촉매 뿐만 아니라 용융유리용 도가니, 유리 섬유용 부싱 등의 유리산업, 백금 열전대 외에도 전기/전자기기, 치과용 합금, 장신구, 항공우주,등의 많은 분야에서 폭넓게 쓰인다. 한편 낮은 기계적 특성을 개선하기 위하여 로듐 등의 백금족 원소를 첨가한 합금을 제조하여 이용하고 있지만 로듐의 공금 부족과 이에 따른 가격 상승으로 인한 대체조성의 설계가 요구되고 있다. 또한 고온의 산화분위기에 노출이 되면 산화물이 형성되고 이것이 휘발하여 중량의 손실이 생긴다고 알려져 있다. 본 연구에서는 백금 합금의 이러한 문제점의 해결방안을 제시하고자 백금족 원소를 첨가하고 첨가 원소별 산화휘발의 정도를 측정하였다. 시편은 plasma arc melting법으로 각각 Pt, Pt-20%Rh, Pt-11%Ir, Pt-10%Rh-10%Ir의 조성을 가지는 합금을 만든 후 압연을 하여 판상으로 만들었고, 이를 각각 $1000^{\circ}C$, $1200^{\circ}C$, $1400^{\circ}C$ 등에서 각각 96시간 까지 산화휘발시켜 중량손실량을 측정하였고 이를 XPS를 이용한 표면분석을 하여 산화휘발거동을 규명하였다. 그 결과 Pt-20%Rh가 가장 우수한 고온산화휘발특성을 보였으며 상대적으로 고온산화휘발특성이 좋지 않은 Pt-Ir 2원계 합금에 Rh를 첨가한 Pt-10%Rh-10%Ir 3원계 합금을 만들어 약 60% 향상된 결과를 얻을 수 있었고 이 결과를 증기압 관점에서 고찰하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.6 no.2
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• pp.110-115
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• 2005

Plasma Transferred Arc Spray process was used to make modified surface for wear and corrosion resistant by using Co system powder type alloy. The modified surface was produced by changing only spray current and other process variables were constant. The current range was from 80 amp to 140 amp as inclosing 20 amp. It was appeared that the geometrical shape, microstructures and microhardness of the modified surface were affected by the different cooling rate of base metal. The modified surface that produced by 120 amp current exhibited the fine microstructure and the highest microhardness number impling good surface characteristics. It was also found that the spray current affected the width but not the height of the bead as increasing current.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.54.2-54.2
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• 2011

야금학적 정련 공정 중 슬래그 처리, 일방향 응고, 플라즈마-전자기유도용해 공정을 적용한 태양전지용 실리콘 제조 기술에 관한 연구를 수행하였다. 원소재인 금속급 실리콘을 제조하기 위해원재료로 규석, 코크스(Cokes), 숯, 그리고 우드칩(Wood chip)을 사용하였으며, 150kW급 DC 아크로(Arc furnace)를 이용하여 순도 99.8% 금속급 실리콘을 제조하였다. 제조된 용융 상태의 금속급 실리콘은 슬래그와 반응시켜 불순물을 제거하였다. SiO2-CaO-CaF2 계의 슬래그를 이용하였으며, 금속급 실리콘과 슬래그의 질량비 및 반응 시간에 따른 실리콘 불순물 특성을 평가하였다. 이후 고액 계면이 제어 가능한 일방향 응고 장치를 이용하여 금속불순물을 제거하였다. 고액상태의 온도 조건 및 응고 시간에 따른 불순물 농도 변화를 평가하였으며, 순도 6N급의 실리콘을 제조하였다. 마지막 공정으로 스팀 플라즈마 토치와 냉도가니가 적용된 전자기 유도 용해장치를 이용하여 붕소와 인을 제거하였다. 플라즈마 토치 가스로는 아르곤, 스팀, 수소를 이용하였다. 붕소와 인의 제거율은 각각 94%와 96%를 달성하였으며, 최종 순도 6N급의 실리콘을 제조하였다.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2013.12a
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• pp.89-89
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• 2013

Rare earth (RE) - transition metal based high energy density magnets are of immense significance in various engineering applications. $Nd_2Fe_{14}B$ magnets possess the highest energy product and are widely used in whole industries. Simultaneously, composite alloys that are cheap, cost effective and strong commercially available have drawn great attention, because rare-earth metals are costly, less abundant and strategic shortage. We designed rare-earth free alloys and fabrication process and developed novel route to prepare $Nd_2Fe_{14}B$ powders by wet process employing spray drying and reduction-diffusion (R-D) without the use of high purity metals as raw material. MnAl-base permanent magnetic powders are potentially important material for rare-earth free magnets. We have prepared the nano-sized MnAl powders by plasma arc discharge and micron-sized MnAl powders by gas atomization. They showed good magnetic property, compared with that from conventional processes. $Nd_2Fe_{14}B$ powders with high coercivity of more than 10 kOe were successfully synthesized by adjusting R-D step, followed by precise washing system. It is considered that this process can be applied for the recycling of RE-elements extracted from ewaste including motors.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.5
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• pp.92-103
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• 1997

The purpose of this study is to improve the wear resistance and hardness of Al alloy by making a formation of the thick surface hardening layers. The thick surface hardening layers were formed by PTAW(Plasma Transferred Arc Welding), with the addition of metal powders (Cu), ceramics powders (NbC, TiC), and mixture powders (Cu+NbC) in Al alloy (A1050, A5083). Mechanical properties of overlaid layers (wear resistance, hardness) were investigated in relation to the microstructure. The results obtained are summarized as follows: The depth of penetration was increased with increasing powder feeding rate. It is considered that these increase were due to the thermal pinch effect by the addition of powders, especially, for the Cu powders, were due to the heat of reaction with the matrix. The hardness and wear resistance of overlaid layers were improved with increasing powder feeding rate. For the Cu powders, it is considered that these increase were due to the increase of the formation of ${\theta}(CuAl_2)$ phase with increasing feeding rate of Cu powers.