• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.177-177
• /
• 2016

우수한 내식성을 가지는 Zn 박막은 자동차, 가전제품, 전자제품 등에 사용되는 철 생산품의 수명 연장을 위하여 널리 사용되어 왔다. 최근 개발된 Zn-Mg 합금 박막은 Zn나 Mg에 비해 우수한 내식성을 나타내는 Zn-Mg 합금상을 형성하기 때문에 순수한 Zn 박막이나 다른 Zn 계 합금 박막에 비해 우수한 내식성을 가진다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 다양한 합금상의 형성을 위해 Mg 중간층 두께를 제어하며 Zn/Mg/Zn 다층 박막들을 합성하였으며 열처리를 통한 합금상의 변화, 그에 따른 박막의 내식성에 관해 연구하였다. Zn/Mg/Zn 다층 박막은 총 $4{\mu}m$의 두께로 Mg 중간층의 두께를 변화하였으며 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 냉연강판 위에 합성하였다. 합성된 다층 박막은 다양한 Zn-Mg 합금상을 형성하기 위하여 진공로를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간 동안 어닐링 열처리를 실시하였다. 열처리 전, 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 미세조직과 조성은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)과 글로우 방전 분광분석기 (GDEOES)를 사용하여 분석하였다. 어닐링 열처리를 통한 Zn-Mg 합금상 형성이 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 동전위 분극시험과 EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 분석 실시하였다. FE-SEM과 GDOES 분석 결과, Zn/Mg/Zn 다층 박막들 각각의 중간층 Mg 두께는 1.5, 2.0, $2.5{\mu}m$ 였으며, 어닐링 열처리 후 중간층의 Mg이 상, 하부의 Zn 층으로 확산되면서 박막을 치밀한 구조로 변화시키는 것으로 확인되었다. XRD 분석 결과, 열처리를 하지 않은 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Mg 상의 피크의 강도 차이만 존재할 뿐 Zn-Mg 합금상은 형성되지 않았다. 그러나 열처리를 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서 $MgZn_2$ 합금상이 형성되었으며, 중간층 Mg 두께가 $1.5{\mu}m$ 이하인 박막에서는 Zn 상이, 초과하는 박막에서는 Mg 상이 잔존하는 것을 확인하였다. EIS 분석 결과, 열처리 후 박막의 전하이동저항 값은 증가하며 박막의 어드미턴스 값이 감소하였으며 Bode phase plot을 통해 열처리 후 시정수(time constant)가 높은 주파수 영역에서 형성 되는 것을 확인하였다. 이는 열처리 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막이 치밀해지고 내식성이 향상되었음을 나타낸다. 동전위 분극시험 결과에서도 마찬가지로 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들은 열처리 전 대비 내식성이 향상되는 것을 확인하였다. 열처리를 통한 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성의 향상은 우수한 내식성의 합금상의 형성과 박막 미세구조의 치밀화에 기인한다고 판단하였다. 또한 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Zn와 $MgZn_2$ 상들이 공존 할 경우 가장 우수한 내식성을 나타내었으며, 이는 $MgZn_2$와 Zn 사이의 적은 전위 차이로 인해 갈바닉 부식 효과가 감소되었기 때문으로 판단된다.

• 한국표면공학회지
• /
• 제40권6호
• /
• pp.254-257
• /
• 2007

TiN coating on tool steel has been widely used for the improvement of durability of tools. In this work, radical nitriding(RN) is carried out on SKD61 at $450^{\circ}C$ for 5 hours in the ammonia gas pressure $2.7{\times}10^3\;Pa$. The TiN coating is carried out by arc ion plating(AIP) with the process parameters: arc power 150 A, bias voltage -50V, coating time 40 minutes and nitrogen gas pressure $4{\times}10^3\;Pa$. Hardness, elastic modulus, friction coefficient and adhesion of TiN coating on substrates of both TiN/SKD61 and TiN/RN SKD61 coatings are investigated comparatively. The primary crystalline faces of TiN surface are(200) and(111) for TiN/SKD61 and TiN/RN SKD61 respectively. In addition to the primary phase, Fe phase exists in TiN/SKD61 coating, but not in TIN/RN SKD61. The hardness of TiN/RN SKD61 is about 700 Hv, 250 Hv(56%) higher than that of TiN/SKD61 at the near interface of TiN and substrates. At the TiN surface, hardness of TiN/RN SKD61 is 2,149 Hv, 71 Hv(3%) higher than that of TiN/SKD61. The elastic modulus of TiN coating is improved to 26.7 GPa(6%) by radical nitriding. The adhesion is improved by the RN coating showing no spalling. buckling and chipping on the scratch test track which are shown on the non-RN TiN/SKD61.

• 전기화학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.306-310
• /
• 2007

고분자연료전지에 사용되는 다공성 매체인 기체확산층은 그 특성에 따라 원활한 기체의 확산과 물 배출을 결정지으며 그 결과 연료전지 성능과 내구성에까지 영향을 미친다. 최적의 물관리와 기체확산층 내에서의 이상(two phase) 유동이해를 위해서는 실제 체결 조건에서의 기체확산층의 성질을 아는 것이 중요하다. 이에 대해 물리적, 전기화학적, 기계적 성질을 알기 위한 실험 등이 수행되어져 왔다. 하지만 실제 스택의 체결 조건에서 기체확산층의 표면 화학적 변화에 대한 실험은 그다지 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 단순한 체결 과정만으로도 기체확산층에 대한 물리화학적인 변화를 야기할 수 있음을 확인하였으며, 기체확산층을 구성하는 탄소 섬유 및 PTFE의 손상과 변형을 전자주사현미경으로 직접 관찰할 수 있었다. 관찰된 물리적 손상이 표면의 소수성 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 표면 원소성분 분석과 농도가 다른 에탄올 수용액 흡수량 측정을 수행하였다. 그 결과 체결압에 의해서 분리판의 rib 전단 및 아래에서 심한 파손이 일어나며, 탄소 섬유의 끊어짐 및 섬유 사이에 존재하는 탄소 파우더 역시 심하게 눌린 현상을 관찰할 수 있었다. 체결과정을 경험한 기체확산층에 대한 liquid uptake양을 확인한 결과, 표면 PTFE 함량의 상대적 감소가 기체확산층의 표면을 소수성에서 친수성으로 변화시켰음을 직접적으로 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.84-95
• /
• 2001

Titanium is widely used in dentistry for its low density, high strength, fatigue resistance, corrosion resistance, and biocompatibility. But it has a tendency of surface damage under circumstance of friction and impact for its low hardness of the surface. Coating is one of methods fir increasing surface hardness. Its effect is to improve surface physical characteristics without change of titanium. Diamond-like carbon and titanium nitride are known for its high hardness of the surface. So that this study was aimed at the wear test and the cytotoxicity test of the commercially pure titanium and Ti-6Al-4V alloy which were deposited by diamond-like carbon film or titanium nitride film to acertain improvement of the surface hardness and the biocompatibility. A disk (25mm diameter, 2mm thickness) was made of commercially pure titanium and Ti-6Al-4V alloy and these substrates were deposited by diamond-like carbon film or titanium nitride film. Diamond-like carbon film was deposited by the method of radiofrequency plasma assisted chemical vapor deposition and titanium nitride film was deposited by the method of reactive arc ion plating. Then these substrates were tested about wear characteristics by the pin-on-disk type wear tester in which ruby ball was used as a wear causer under the load of 32N, The fracture cycles were measured by rotating the substrates until their films were fractured. The wear volume was measured after 150 cycles and 3,000 cycles using surface profiler. The cytotoxicity test was peformed by the method of the MTT assay. The results were as follows : 1. In the results of the wear volume test, commercially pure titanium and titanium alloy which were coated by diamond-like carbon film or titanium nitride aim had higher resistance against wear than the substrates which were not coated by any films (P<0.05). 2. In the results of the fracture cycle test and the wear volume test, diamond-like carbon film had higher resistance against wear than titanium nitride film (P<0.05). 3. In both coatings of diamond-like carbon aim and titanium nitride film, Ti-6Al-4V alloy had higher resistance against wear than commercially pure titanium (P<0.05) 4. In the results of the cytotoxicity test, diamond-like carbon film and titanium nitride film had little cytotoxicity as like commercially pure titanium or Ti-6Al-4V alloy (P>0.05).

• 대한소아치과학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.362-370
• /
• 2002

최근 20년간 다양한 종류의 심미 수복재가 개발되었고, 특히 지난 5년 동안에는 그 수에 있어서 극적인 증가추세를 보였다. 최근 들어, ormocer라는 새로운 종류의 광중합형 수복재료가 소개되었는데, 화학 분야에서는 이미 오래 전부터 알려져 있던 성분으로, 광학렌즈 등의 표면경화제로 이용되어 오다가 최근 치과용 수복재에 도입되었다. 'Ormocer' 란 'Organically Modified Ceramics'의 약자로 'Ormosils' (Organically Modified Silicates)로도 알려져 있다. 그러나, 이 새로운 수복재에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 서로 다른 계통의 광중합형 수복재들(Z-100, Surefil, Tetric Ceram, Dyract AP)과 ormocer(Admira)를 압축강도와 굴곡강도 측면에서 비교 평가하고, 구강내 환경과 유사한 조건에서 수분흡수가 그 물성에 미치는 영향을 평가할 목적으로 시도되어 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 1일 후에 측정한 Admira의 압축강도는 Surefil보다는 낮았으나, 다른 재료들과는 유의한 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 2. 1일 후에 측정한 Admira의 굴곡강도는 다른 4종의 재료에 비해서 낮았다(p<0.05). 2일부터는 3종의 복합레진에 비해서 낮았다(p<0.05). 3. 실험기간(30일) 중 hybrid composite resin군(Z-100, Tetric Ceram)과 packable resin(Surefil)군 간에는 압축강도와 굴곡강도에서 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 4. 실험에 사용된 5종의 수복재 모두 압축강도와 굴곡강도가 2일까지 증가하다가 7일부터 감소하였다(p<0.05). 5. 각 재료의 시간에 따른 압축강도와 굴곡강도의 변화양상은 통계적으로 유사하였다(p>0.05).

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 2013

Crystalline silicon solar cells with $SiN_x/SiN_x$ and $SiN_x/SiO_x$ double layer anti-reflection coatings(ARC) were studied in this paper. Optimizing passivation effect and optical properties of $SiN_x$ and $SiO_x$ layer deposited by PECVD was performed prior to double layer application. When the refractive index (n) of silicon nitride was varied in range of 1.9~2.3, silicon wafer deposited with silicon nitride layer of 80 nm thickness and n= 2.2 showed the effective lifetime of $1,370{\mu}m$. Silicon nitride with n= 1.9 had the smallest extinction coefficient among these conditions. Silicon oxide layer with 110 nm thickness and n= 1.46 showed the extinction coefficient spectrum near to zero in the 300~1,100 nm region, similar to silicon nitride with n= 1.9. Thus silicon nitride with n= 1.9 and silicon oxide with n= 1.46 would be proper as the upper ARC layer with low extinction coefficient, and silicon nitride with n=2.2 as the lower layer with good passivation effect. As a result, the double layer AR coated silicon wafer showed lower surface reflection and so more light absorption, compared with $SiN_x$ single layer. With the completed solar cell with $SiN_x/SiN_x$ of n= 2.2/1.9 and $SiN_x/SiO_x$ of n= 2.2/1.46, the electrical characteristics was improved as ${\Delta}V_{oc}$= 3.7 mV, ${\Delta}_{sc}=0.11mA/cm^2$ and ${\Delta}V_{oc}$=5.2 mV, ${\Delta}J_{sc}=0.23mA/cm^2$, respectively. It led to the efficiency improvement as 0.1% and 0.23%.

• 청정기술
• /
• 제18권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2012

본 연구에서는 휴대용 기기의 터치스크린에 사용된 ITO (Indium Tin Oxide) 투명전극의 재활용에 대한 환경성 평가를 실시하였다. ITO 전극의 경우 도전성과 함께 투명성을 가지는 재료로서 터치 패널이나 LCD (Liquid Crystal Display), ELD (Emitting Light Device), PDP (Plasma Display Panel) 등 각종 디스플레이 장치의 제조를 위한 투명전극으로 수요가 증가하는 추세이다. 특히 인듐과 같은 희소금속을 함유하고 있기 때문에 국가 전략적으로 반드시 재활용되어야 한다. 또한 매립이나 폐기시 발생하는 환경오염 및 인간에게 미치는 영향도 고려해야 한다. 이에 대해 Material Life Cycle Assessment (MLCA)를 이용하여 ITO를 재활용과 매립의 두 가지 처리방법에 따른 환경부하를 정량적으로 분석하고자 한다. 또한 이산화탄소 배출과 투입된 에너지량도 계산하였다. 재활용은 폐 디스플레이에 포함된 ITO의 10, 20, 30%를 회수했을 때를 기준으로 한다.

• 한국광학회지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.323-329
• /
• 2000

[공기 $ISiO_2ITiNI$ 유리]설계의 반사율이 가시광선 영역에서 0이 되는 TiN의 이상적인 복소수 굴절률을 계산하였다. TiN과 $SiO_2$의 각 층의 두께 변화에 따른 2층 무반사 코팅의 반사율을 전사모의하였으며, 그 결과 TiN의 두께를 조절함으로써 최저 반사율 영역의 폭과 반사율을 변화시킬 수 있었고, $SiO_2$층의 두께를 조절함으로써 반사율이 최저가 되는 중심을 이동시킬 수 있었다. RF 마크네트론 스퍼터링 방법으로 증착한 TiN 박막의 화학적, 구조적, 전기적 특성은 각각 Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), atomic force microscope(AFM), 4점 탐침 측정기를 이용하였다. 또한 TiN 박막과 2층 무반사 코팅의 광학적 특성은 분광광도계와 variable angle spectroscopic ellipsometer(VASE)를 이용하여 조사하였다. AFM 측정 결과 TiN 박막의 rms 거칠기는 $9~10\AA$으로 비교적 박막의 표면은 균일하고, 높은 기판온도에서 증착한 TiN 박막의 비저항은 4점 탐침측정 결과 $360~730\mu$\Omega $ cm로 매우 낮으며, RBS측정 결과 Ti:O:N=1:0.65:0.95 비율로 산소가 포함되어 있음을 알았다. 이러한 TiN 박막의 특성과 전산모의 바탕으로 증착한 TiN층을 이용한 2층 무반사 무정전 코팅[공기 $ISiO_2ITiNI$ 유리]의 반사율은 440~650 nm영역에서 0.5% 미만이었다.

• 생명과학회지
• /
• 제16권7호
• /
• pp.1158-1163
• /
• 2006

BPA는 에폭시 수지 및 플라스틱 생산의 단량체로서 사용되어 왔으며, 접착제, 페인트, 광학렌즈, 건축자재, 전자제품 소재 등 다양한 제품을 생산하는 데 사용되고 있다. 그러나 BPA의 급성세포독성 및 내분비교란활성이 보고되면서 BPA의 분해에 대한 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 BPA의 광분해 및 화학적 분해의 문제점을 극복하고, 실제적 BPA의 생물학적 분해를 목표로 BPA분해균을 플라스틱 공장의 토양으로부터 분리하였다. 분리균주 중 가장 활성이 우수한 BP-2는 5mM의 BPA처리에서 성장할 수 있었으며, pH 7, $30^{\circ}C$의 최적 배양조건에서 $53.3{\mu}g\;ml^{-1}\;day^{-1}$의 분해속도를 나타내었다. 균주 동정결과 BP-2는 Acinetobacter calcoaceticus로 확인되었으며, 3.5g-건조중량$1^{-1}$의 고농도 휴식 세포 반응 결과 $89.7{\mu}g\;ml^{-1}\;h^{-1}$의 BPA분해속도를 나타내었다. 이러한 결과는 고농도 세포농도를 유지하는 경우, BP-2균주가 실제적 BPA분해를 위한 생물촉매로 사용될 수 있음을 제시하고 있다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.43-49
• /
• 2005

This paper is to investigate the effect of corrosion by acoustic emission method in tensile loading and the adhesiveness between substrate and coating layer. The powders used are Zn and Amdry625, respectively. They are coated on brass alloy substrate. AE signals of Zn and Amdry625 coating layer increase drastically in strain $2\%$. However, those of Zn specimen have more than those of Amdry625 specimen. When the specimens executed the corrosion test under $3.5\%$ NaCl solution for 500, 1000 hours, the salt solution penetrated into the surface of the substrate through the pores of the coating layer. As a result, corrosion production formed on the surface of the substrate. The adhesiveness between coating layers is weakened by the polarization and corrosion itself. The AE event, count, and energy of corroded coating specimens decrease, compared to specimens without corrosion. The results are summarized as follows : 1. In the tensile tests, the time that it took to start and develop the cracks and exfoliations between the surface of the substrates and the plasma spray coatings were different according to the type of plasma sprayed material, which are Zn and Amdry625. These phenomena were obvious at the strain rate 1 to $5\%$, and few available data were found after that stage. 2. The specimens with Zn coating showed the characteristics of crack, according to the changes of the tensile strength applied on the substrates while those with Amdry625 showed exfoliation as a result of low adaptation to the tensile strength. 3. The anti-corrosion specimens showed that the adhesive properties between the substrate and the plasma spray coating were strong in the order of Zn, Amdry. It showed that Corroded specimens cracked or exfoliated easily, even with the small energy, because those had a comparatively weakened adhesive property, due to corrosion. 4. Zn specimen showed no corrosion phenomena on the surface of the substrates, because they had the function of sacrifice anode however, Amdry625 specimen showed the corrosion, because it did not have that function.