• Tribology and Lubricants
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• 제37권3호
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• pp.106-111
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• 2021

There are several studies on reducing the friction that occurs on the relative sliding contact surface of moving parts under extreme environments. In particular, a solid lubricated bearing is studied to solve the tribological problem with friction reduction and durability parts using solid lubricants (lead or silver) in a vacuum atmosphere. Galinstan is mainly used as a liquid metal lubricant, but it is inevitable to have limited tribological applications owing to its high coefficient of friction. Many researchers work on surface texturing for surface modification and precision processing methods. To increase durability and low friction, DLC coating with hydrophobicity is applied on the contact surface texture. Therefore, using an untextured specimen, a dimple specimen, and a DLC-coated dimple specimen under liquid metal lubrication, this paper presents the following experimental sliding friction characteristics in the sliding friction test. 1) The average coefficient of friction of the DLC-coated dimple specimen and dimple specimen are lower compared to that of a non-patterned specimen. 2) In the DLC-coated dimple specimens, the average coefficient of friction changes according to the change in the dimple density. 3) DLC-coated dimple specimens with a density of 12.5 have the lowest average coefficient of friction under 41.6 N of normal load and 143.3 RPM.

• 한국해양공학회지
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• 제24권6호
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• pp.71-75
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• 2010

Although Graphite Compacted Vermicular (GCV) was first observed in 1948, the narrow range for stable foundry production precluded the high volume application of GCV to complex components such as cylinder blocks and heads until advanced process control technologies became available. This, in turn, had to await the advent of modern measurement electronics and computer processors. Following the development of foundry techniques and manufacturing solutions, primarily initiated in Europe during the 1990s, the first series production of GCV cylinder blocks began during 1999. Today, more than 40,000 GCV cylinder blocks are produced each month for OEMs, including Audi, DAF, Ford, Hundai, MAN, Mercedes, PSA, Volkswagen, and Volvo. Given that new engine programs are typically intended to support three to four vehicle generations, the chosen engine materials must satisfy current design criteria and also provide the potential for future performance upgrades without changing the overall block architecture. With at least a 75% increase in the ultimate tensile strength, a 40% increase in the elastic modulus, and approximately double the fatigue strength of either iron or aluminum, GCV is ideally suited to meet current and future of engine design and performance requirements.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.214-214
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• 2013

Diamond like carbon(DLC) 박막은 고경도, 저마찰, 내스크래치 특성을 요구하는 표면기술 응용분야에 널리 사용되며, 대면적 저가 코팅 방법 개발 및 물성 조절 기술이 요구된다. 본 연구에서는 Filtered Vacuum Arc (FVA)를 통해 증착되는 Hydrogen-free DLC 박막의 밀착력 제어를 위한 증착시 기판 전압에 따른 증착 및 밀착력 특성을 분석하였다. 기판전압이 0~-150 V 까지 변화함에 따른 스크래치 테스트 결과를 통해 최적 증착 조건을 도출하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.173-174
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• 2006

• 전기학회논문지
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• 제66권6호
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• pp.962-967
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• 2017

The Diamond-Like-Carbon (DLC) coating is a new carbon-based amorphous material. Carbon ions in the plasma are electrically accelerated and collide with the substrate to form a thin film. This film has similar properties to diamonds such as high surface hardness, low coefficient of friction, corrosion resistance and durability that do not react with acids and bases. Also, since there is no thermal deformation, it can be printed at room temperature. and coated on almost all materials such as paper, polymer, ceramics and various metals even aspheric lens it is possible to mirror surface coating with excellent surface roughness. In this paper, we have analyzed the DLC film formed by Filtered Arc Ion Plating (Filtered AIP) process.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.37-38
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• 2007

Si Interlayer의 두께가 DLC (Diamond-like Carbon) 박막의 조도 및 미세 조직에 미치는 영향을 AFM 및 TEM을 이용하여 조사하였다. DLC 박막은 이온빔 소스를 이용하여 벤젠가스를 플라즈마 분해하여 기판에 증착하였고 기판에는 2kV의 펄스전원을 인가하였다. 기판은 Si Wafer와 초경을 이용하였으며 초경의 경우 평균조도가 20nm이하가 되도록 연마하여 사용하였다. Si Interlayer는 스퍼터링 소스를 이용하여 제조하였고 증착 시간에 따라 두께를 달리하여 약 90nm까지 변화시켰다. Si Interlayer만 증착하였을 경우 조도에 큰 차이를 나타내었으나 Interlayer 위에 DLC가 코팅되면 조도가 감소하여 Si 두께와는 상관이 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Interlayer에 두께에 따른 조도변화와 함께 피막의 조직 및 경도 변화 등에 대해 고찰하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권6호
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• pp.60-65
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• 2011

A low temperature plasma carburizing process was performed on AISI 316L austenitic stainless steel to achieve an enhancement of the surface hardness without degradation of its corrosion resistance. Attempts were made to investigate the influence of the processing temperatures on the surface hardened layer during low temperature plasma carburizing in order to obtain the optimum processing conditions. The expanded austenite (${\gamma}_c$) phase, which contains a high saturation of carbon (S phase), was formed on all of the treated surfaces. Precipitates of chromium carbides were detected in the hardened layer (C-enriched layer) only for the specimen treated at $550^{\circ}C$. The hardened layer thickness of ${\gamma}_c$ increased up to about $65{\mu}m$ with increasing treatment temperature. The surface hardness reached about 900 $HK_{0.05}$, which is about 4 times higher than that of the untreated sample (250 $HK_{0.05}$). A minor loss in corrosion resistance was observed for the specimens treated at temperatures of $300^{\circ}C{\sim}450^{\circ}C$ compared with untreated austenitic stainless steel. In particular, the precipitation of chromium carbides at $550^{\circ}C$ led to a significant decrease in the corrosion resistance. A diamond-like carbon (DLC) film coating was applied to improve the wear and friction properties of the S phase layer. The DLC film showed a low and stable friction coefficient value of about 0.1 compared with that of the carburized surface (about 0.45). The hardness and corrosion resistance of the S phase layer were further improved by the application of such a DLC film.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.155-155
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• 2016

DLC (Diamond like Carbon)는 Diamond와 유사한 물리화학적 특성을 보유한 막으로 고경도 및 우수한 내마모성, 화학적 안정성의 특성을 가지고 있다. DLC는 크게 카본의 막 형성 공정에서 카본 소스에 따라 수소가 포함된 DLC와 무수소 DLC 로 구분된다. Tetrahedral amorphous carbon (ta-C) 박막은 DLC 박막 중에서 가장 다이아몬드와 유사한 특성을 가지는 박막으로, a:C-H에 비해 고온안정성, 높은 경도 (30~80 GPa) 및 내마모 특성이 우수하여, 현재 다양한 응용분야에 적용되고 있으며, 최근에는 고내구성을 보유하면서 전기적 특성을 가지는 기능성 DLC막의 요구가 증대하고 있다. 본 연구에서는 무수소 DLC 형성을 위해 자장필터가 장착된 Filtered Vacuum Arc Source (FVAS)를 자체적으로 개발하여 연구를 수행하였다. FVAS 장비는 카본 이온 발생부와 Plasma Duct 부위, 전자석부위 구성되어 있으며, 본 연구에서는 Plasma Duct 부위의 Bias 제어를 통한 음극에서 기판으로 이동하는 카본이온의 에너지 및 flux 변화를 통해 ta-C 막의 전기적, 기계적 물성 연구를 진행하였다. Plasma Duct Bias 변화는 각 0 ~ 20 V 조건으로 진행하였으며, 물성 평가는 경도 (Hardness), 마찰계수, 전기적 특성에 대한 분석을 진행하였다. 박막의 증착 거동에서는 Plasma Duct bias 변화에 따라 10 V에서 가장 높은 증착 거동을 가지다 감소하는 경향을 확인 하였으며, 박막의 물성 특성 평가 시에도 이와 유사하게 특성의 차이를 관찰하였다. 이는 음극부위에서 형성된 카본이온이 기판에 도달 시에 Plasma Duct Bias 변화에 따라 이온의 Flux 및 에너지 변화로 인한 박막의 밀도 및 ta-C 막의 물성 변화로 예상되며, 이를 분석하기 위해 라만 분석법을 통해 증명하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제52권3호
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• pp.163-170
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• 2019

Durability of instrument is one of the most important factor to ensure accurate treatment and decrease failure for the orthopedic surgical operation. Normally, a set-screw driver tip has been processed with hard coating for their higher durability and wear resistance. And several surface modification methods were obtained such as titanium nitride (TiN) coating, diamond like carbon coating, other nitriding, and etc. In this study, we have surface modified on set-screw driver tip with TiN and DLC, investigated whether the TiN and DLC coatings affect the mechanical properties and durability of the set-screw driver tip in the pedicle screw system. The surface morphologies were observed with scanning-electron microscopy (SEM), and the static/dynamic torsional properties were investigated with universal testing machine based on ASTM F543. Coating thickness of each coatings were commonly around $1^{\circ}C$. Static torsional stiffness, and ultimate torque values for DLC and TiN coated samples were significantly higher than those of non-coated sample by the pared T-test. Surface morphology of after the dynamic torsional test was more clean with less scratch or friction traces from DLC coating than that of TiN coating and non-coated sample.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.103.1-103.1
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• 2016

플라즈마 코팅은 진공 및 진공에서 발생된 플라즈마 대기압 플라즈마를 이용하여 기판에 코팅하는 기술을 의미하는 것으로 최근 다양한 코팅 소스 및 물질계가 개발되면서 그 응용을 넓혀가고 있다. 플라즈마 코팅은 물리증착 및 화학증착에서 주로 이용하고 있는데 플라즈마를 이용하는 대표적인 기술로 스퍼터링과 음극아크증착, 플라즈마 화학증착 등이 있다. 스퍼터링은 기존의 마그네트론 스퍼터링에 비해 이온화율이 대폭 향상된 HIPIMS(High Power Impulse Magnetron Sputtering) 기술이 개발되면서 경질피막 제조의 신기술로 자리 잡고 있고 음극아크증착의 경우는 다양한 Filtered 아크소스가 개발되면서 후막 고경도 DLC(Diamond-like Carbon) 등 기존의 방법으로 달성할 수 없었던 코팅층의 제조가 가능하게 되었다. 최근 수명 및 물성이 크게 향상된 소재들이 다양하게 개발되었는데 이들 소재는 가공이 잘 되지 않는 난삭재가 대부분이어서 기존의 가공 Tool이 한계를 드러내고 있다. 이에 따라 난삭재 가공용 새로운 Tool에 대한 수요가 크게 증가하고 있는데 이에 대응하는 유력한 방법 중의 하나가 플라즈마를 이용한 경질코팅이다. 이렇듯 플라즈마 코팅은 난삭재가공용 Tool을 비롯하여 기계나 자동차 부품의 고경도, 저마찰 코팅, 기능성 코팅 등 다양한 분야에 응용을 확대하고 있다. 본 논문에서는 플라즈마 코팅의 최신 기술개발 동향과 그 응용에 대해 고찰하고자 한다.