• 한국표면공학회지
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• 제43권2호
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• pp.91-96
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• 2010

SCM440 steels were nitrided using pulsed dc plasma combined with inductively coupled plasma (ICP) generated by 13.56 MHz rf power in order to enhance case hardening depth. The case hardening depth was increased with rf power. The effective case-depth with ICP at 900 watt was as 1.6 times as that nitrided without ICP. The hardening depth was also increased up to 1.45 times. The compound layers formed on top surface were dense and thin when pulsed dc plasma was combined with ICP.

• 열처리공학회지
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• 제23권3호
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• pp.150-155
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• 2010

Generally, plasma nitriding process has composed with a nitriding layer within glow discharge region occurred by energy exchange. The dissociations of nitrogen molecules are very difficult to make neutral atoms or ionic nitrogen species via glow discharge area. However, the captured electrons in which a double-folded screen with same potential cathode can stimulate and come out some single atoms or activated ionic species. It was showed an important thing that is called "hat is a dominant component in this nitriding process?" in plasma nitriding process and it can take an effective species for without compound layer. During a plasma nitriding process, it was able to estimate with analyzing and identification by optical emission spectroscopy (OES) study. And then we can make comparative studies on the nitrogen transfer with plasma nitriding and ATONA process using plasma diagnosis and metallurgical observation. From these observations, we can understand role of active species of nitrogen, like N, $N^+$, ${N_2}^+$, ${N_2}^*$ and $NH_x$-radical, in bulk plasma of each process. And the same time, during DC plasma nitriding and other processes, the species of FeN atom or any ionic nitride species were not detected by OES analyzing.

• 한국진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.17-23
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• 2005

본 논문은 글로우방전 질량분석법(Glow Discharge Mass Spectrometry: GDMS)을 이용하여 구리 박막내의 미량 불순물의 농도분석과 음의 기판 바이어스에 대한 구리 박막내의 불순물의 농도변화에 대해서 고찰하였다. 구리 박막은 실리콘 기판 위에 비질량 분리형 이온빔 증착장비를 이용하여 기판 바이어스를 걸지 않은 경우와 -50 V의 기판 바이어스를 걸은 상태에서 증착하였다. 전기를 통하지 않는 분석 샘플의 경우, 직류(DC) GDMS에 의한 분석시, 샘플 표면에서의 charge-up 효과에 의해 분석에 어려움이 있었지만, 본 실험에서는 간편하게 분석이 가능하도록 샘플을 알루미늄 포일(foil)로 감싸서 구리 박막으로부터 실리콘 기판 뒤의 샘플 홀더까지 전기적 접촉이 이루어지도록 하였다. 구리 타겟과 증착된 구리 박막들에 대한 GDMS 분석결과에 의해서, 전체적으로 박막내의 불순물의 양이 음의 기판 바이어스에 의해 줄어듦으로써 구리 박막의 전체 순도를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다. 음의 기판 바이어스에 의한 불순물들의 농도변화는 각각의 불순물의 이온화 포텐셜의 차이에 의한 것으로, 박막 증착시 플라즈마내의 Penning ionization effect와 본 논문에서 제시한 이온화 과정에 의해 각 불순물의 농도변화가 설명되어질 수 있었다. 또한, 기판 위에서의 구리 이온들의 충격에 의한 cleaning effect도 박막내의 불순물의 농도변화에 기여했다고 판단된다.

• 한국표면공학회지
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• 제50권6호
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• pp.504-509
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• 2017

In order to improve corrosion resistance for cast stainless steel in seawater, the characteristics of corrosion resistance after plasma ion nitriding was investigated. Plasma ion nitriding process was conducted in a mixture of nitrogen of 25% and hydrogen of 75% at substrate temperature ranging from 350 to $500^{\circ}C$ for 10 hours using pulsed-DC glow discharge plasma with working pressure of 250 Pa in vacuum condition. Corrosion tests were carried out for as-received and plasma ion nitrided specimens. The corrosion characteristics were investigated by measurement of weight loss and observation of surface morphology. In anodic polarization experiment, relatively less damage depth and weight loss were presented at a nitrided temperature of $400^{\circ}C$, attributing to the formation of S-phase.

• 한국재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.159-165
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• 2018

In order to increase the efficiency of the sputtering method widely used in thin film fabrication, a dc sputtering apparatus which supplies both high frequency and magnetic field from the outside was fabricated, and cobalt thin film was fabricated using this apparatus. The apparatus can independently control the applied voltage, the target-substrate distance, and the target current, which are important parameters in the sputtering method, so that a stable glow discharge is obtained even at a low gas pressure of $10^{-3}$ Torr. The fabrication conditions using the sputtering method were mainly performed in $Ar+O_2$ mixed gas containing about 0.6 % oxygen gas under various Ar gas pressures of 1 to 30 mTorr. The microstructure of Co thin films deposited using this apparatus was examined by electron diffraction pattern and X-ray techniques. The magnetic properties were investigated by measuring the magnetization curves. The microstructure and magnetic properties of Co thin films depend on the discharge gas pressure. The thin film fabricated at high gas pressure showed a columnar structure containing a large amount of the third phase in the boundary region and the thin film formed at low gas pressure showed little or no columnar structure. The coercivity in the plane was slightly larger than that in the latter case.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.31-38
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• 2013

A pulse driven atmospheric plasma jet controlled by external ballast capacitor is developed. Unlike the most commonly use DBD sources, the proposed device utilizes bare metal electrode. The discharge energy per pulse can precisely be determined by changing voltage and capacitance of the ballast capacitor. It is shown that the device can provide wide range of plasma, from stable glow mode to near arc state. Current-voltage waveforms, optical emission spectra and discharge images are investigated as a function of an injection energy. The OES shows that He and oxygen lines are increased as a function of the external ballast capacitor. Ozone and rotational temperature have similar tendency with a power consumption. The feeding gas is He and the applied DC voltage is from 400V to 800V when the gap distance is $500{\mu}m$.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.238-244
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• 2017

플라즈마 이온질화 기술은 특히 스테인리스강의 표면경도 향상을 통한 기계적 성질 개선을 위해 산업 전반에서 널리 사용되고 있다. 또한 저온처리가 가능할 뿐만 아니라 담금질 강, 가스 질화 또는 침탄에 비해 변형이 적으며, 높은 표면 경도와 부식 저항성을 향상시키는 이점이 있다. 많은 연구자들에 의해 $450^{\circ}C$ 이하의 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 시 expanded austenite(S-상)에 의해 부식 저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 이때 대부분의 실험은 HCl 또는 NaCl과 같은 염화물 용액에서 실시되었다. 그러나 전기화학적인 요인으로서 염화물 용액과 천연해수 사이에는 차이가 있다. 따라서 본 연구에서는 304 스테인리스강에 대하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 천연해수 용액에서 전기화학적 특성 분석을 통해 결과적으로 내식성이 가장 우수한 최적의 플라즈마 이온질화 처리 온도 조건을 규명하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• 한국진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.114-126
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• 2011

냉음극 형광램프의 길이 방향의 발광에 의한 광의 전파를 관측하였다. 직류 및 교류 전압을 인가하여 램프 길이의 일정한 간격으로 광 신호를 측정하였다. 직류 전원을 맥류로 변조한 전압을 인가하여 광 신호를 관측한 결과 교류 전원의 광 신호와 마찬가지로 램프 길이 방향으로 발광의 전파가 분명히 나타난다. 이들 광 신호로부터 램프의 발광이 고전압부에서 접지부로 전파한다는 것을 보여준다. 광 신호의 전파는 타운젠드 방전 전후로 두 가지의 형태로 나타난다. 저 전류 영역에서는 광 신호가 감쇄하여 전파되며, 전파 속도는 약 $10^4{\sim}10^5m/s$이다. 정상 글로우 방전에서는 광 신호의 감쇄 없이 전파 속도는 약 $10^5{\sim}10^6m/s$이다.