• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.122-122
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• 1999

Graphite with its advantages of high thermal conductivity, low thermal expansion coefficient, and low elasticity, has been widely used as a structural material for high temperature. However, graphite can easily react with oxygen at even low temperature as 40$0^{\circ}C$, resulting in CO2 formation. In order to apply the graphite to high temperature structural material, therefore, it is necessary to improve its oxidation resistive property. Silicon Carbide (SiC) is a semiconductor material for high-temperature, radiation-resistant, and high power/high frequency electronic devices due to its excellent properties. Conventional chemical vapor deposited SiC films has also been widely used as a coating materials for structural applications because of its outstanding properties such as high thermal conductivity, high microhardness, good chemical resistant for oxidation. Therefore, SiC with similar thermal expansion coefficient as graphite is recently considered to be a g행 candidate material for protective coating operating at high temperature, corrosive, and high-wear environments. Due to large lattice mismatch (~50%), however, it was very difficult to grow thick SiC layer on graphite surface. In theis study, we have deposited thick SiC thin films on graphite substrates at temperature range of 700-85$0^{\circ}C$ using single molecular precursors by both thermal MOCVD and PEMOCVD methods for oxidation protection wear and tribological coating . Two organosilicon compounds such as diethylmethylsilane (EDMS), (Et)2SiH(CH3), and hexamethyldisilane (HMDS),(CH3)Si-Si(CH3)3, were utilized as single source precursors, and hydrogen and Ar were used as a bubbler and carrier gas. Polycrystalline cubic SiC protective layers in [110] direction were successfully grown on graphite substrates at temperature as low as 80$0^{\circ}C$ from HMDS by PEMOCVD. In the case of thermal MOCVD, on the other hand, only amorphous SiC layers were obtained with either HMDS or DMS at 85$0^{\circ}C$. We compared the difference of crystal quality and physical properties of the PEMOCVD was highly effective process in improving the characteristics of the a SiC protective layers grown by thermal MOCVD and PEMOCVD method and confirmed that PEMOCVD was highly effective process in improving the characteristics of the SiC layer properties compared to those grown by thermal MOCVD. The as-grown samples were characterized in situ with OES and RGA and ex situ with XRD, XPS, and SEM. The mechanical and oxidation-resistant properties have been checked. The optimum SiC film was obtained at 85$0^{\circ}C$ and RF power of 200W. The maximum deposition rate and microhardness are 2$mu extrm{m}$/h and 4,336kg/mm2 Hv, respectively. The hardness was strongly influenced with the stoichiometry of SiC protective layers.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권5호
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• pp.770-779
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• 2004

This paper describes the micro cutting of wear resistant tungsten carbides using PCD (Poly-Crystalline Diamond) cutting tools in performance with SEM (Scanning Electron Microscope) direct observation method. Turning experiments were also carried out on this alloy (V50) using a PCD cutting tool. One of the purposes of this study is to describe clearly the cutting mechanism of tungsten carbides and the behavior of WC particles in the deformation zone in orthogonal micro cutting. Other purposes are to achieve a systematic understanding of machining characteristics and the effects of machining parameters on cutting force, machined surface and tool wear rates by the outer turning of this alloy carried out using the PCD cutting tool during these various cutting conditions. A summary of the results are as follows: (1) From the SEM direct observation in cutting the tungsten carbide, WC particles are broken and come into contact with the tool edge directly. This causes tool wear in which portions scrape the tool in a strong manner. (2) There are two chip formation types. One is where the shear angle is comparatively small and the crack of the shear plane becomes wide. The other is a type where the shear angle is above 45 degrees and the crack of the shear plane does not widen. These differences are caused by the stress condition which gives rise to the friction at the shear plane. (3) The thrust cutting forces tend to increase more rapidly than the principal forces, as the depth of cut and the cutting speed are increased preferably in the orthogonal micro cutting. (4) The tool wear on the flank face was larger than that on the rake face in the orthogonal micro cutting. (5) Three components of cutting force in the conventional turning experiments were different in balance from ordinary cutting such as the cutting of steel or cast iron. Those expressed a large value of thrust force, principal force, and feed force. (6) From the viewpoint of high efficient cutting found within this research, a proper cutting speed was 15 m/min and a proper feed rate was 0.1 mm/rev. In this case, it was found that the tool life of a PCD tool was limited to a distance of approximately 230 m. (7) When the depth of cut was 0.1 mm, there was no influence of the feed rate on the feed force. The feed force tended to decrease, as the cutting distance was long, because the tool was worn and the tool edge retreated. (8) The main tool wear of a PCD tool in this research was due to the flank wear within the maximum value of $V_{max}$ being about 260 $\mu\textrm{m}$.

• 공업화학
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• 제28권5호
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• pp.576-580
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• 2017

본 연구에서는 plate-type의 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ SCR 촉매의 열적 비활성화 특성을 고찰하였다. 이를 위하여 plate type의 촉매를 $500{\sim}800^{\circ}C$의 온도에서 3 h 동안 열처리하였다. 촉매의 특성 변화를 고찰하기 위하여 XRD, $N_2$ adsorption-desorption에 의한 비표면적과 기공특성, SEM-EDS 등을 측정하였으며, 열처리 온도에 따른 NOx 전환율을 측정하였다. NOx 전환율은 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하였는데 $700^{\circ}C$ 이상인 경우에 크게 감소하였다. 이는 $TiO_2$의 결정상이 anatase에서 rutile로 변하고, $TiO_2$의 입성장 및 $CaWO_4$와 같은 결정상이 생성되어 촉매의 비표면적과 기공부피가 감소하였기 때문이다. 또한 $700^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 촉매 활성물질인 $V_2O_5$가 승화/기화되었으며, 촉매의 담지체로 사용되는 금속 지지체는 Cr 탄화물 형성에 따른 입계 부식과 산화가 발생하는 것으로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권2호
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• pp.233-242
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• 2018

본 연구에서는 탄소강 심부시추공 처분용기가 가지는 고온에서의 물성 저하와 내부식성 문제 등을 해결하기 위하여, 열전도도가 우수한 SiC를 이용한 심부시추공 처분용기의 제작 가능성을 살펴보았다. 먼저 사용후핵연료 집합체 1다발을 수용할 수있는 심부시추공 처분용기를 설계하였으며, 설계된 처분용기는 내부 SiC 기밀용기와 취급 편의와 심부정치를 위한 외부 스테인리스 용기로 구성하였다. 그리고 SiC 세라믹 용기의 제작 가능성을 확인하기 위해, 1/3 규모의 소형 SiC 용기를 실제 제작하였다. 제작된 SiC 용기에서 시편을 추출하여 열전도도를 측정하였으며, KURT 지하 $70^{\circ}C$ 고온조건에서 3년간 내구성 시험도 실시하였다. 그 결과 SiC는 $100^{\circ}C$에서도 $70W{\cdot}m^{-1}{\cdot}K^{-1}$ 이상의 열전도도를 보였으며, 내구성 시험 후에도 변화가 전혀 보이지 않았다. 따라서 SiC는 높은 열전도도와 우수한 내부식성을 갖고 있어, 심부시추공 처분용기 재료로 적합하다고 보았다.

• 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.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권6호
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• pp.282-286
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• 2021

Laser-carburized TiZrN 코팅의 침탄 공정에서 탄소 페이스트 두께에 따른 탄소의 침투 깊이 및 압축잔류응력 변화를 탄소 포텐셜 측면으로 비교·고찰하였다. 스크린 프린팅과 스핀 코팅 방법을 이용하여 각각 1.1 mm와 0.4 mm의 두께로 탄소 페이스트를 도포하고, 동일한 레이저 조사 조건에서 레이저 침탄을 실시하였다. 탄소 페이스트가 두꺼워질수록 침탄된 TiZrN 시료의 회절 패턴이 더 저각으로 이동하였으며, 고용체 강화 및 격자 왜곡의 심화를 나타내었다. TEM을 이용한 미세구조 분석에서도 두꺼운 페이스트로부터 침탄된 TiZrN 내 결정질 결함이 증가하고 높은 탄소 농도를 보였으며, 이는 페이스트 두께가 두꺼워질수록 탄소 포텐셜도 높아짐을 의미하였다. XPS depth profile 분석에서도 두꺼운 페이스트를 통해 침탄된 TiZrN 시료에서 높은 탄소 농도 및 탄화물 형성을 보이면서, 탄소 페이스트 두께 조절에 의해 침탄에서 표면 탄소농도와 탄소 포텐셜 증가가 일어남을 나타내었다. 아울러, 탄소 농도의 증가는 표면의 압축잔류응력 증가(3.67 GPa에서 4.58 GPa로)에 기여하였음을 확인하였다.