• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.50 no.3
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• pp.183-191
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• 2017

In this study, surface morphology and mechanical property of TiN and DLC coated pedicle screw have been investigated by field-emission scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, vickers hardness test, axial gripping, and axial torsional gripping capacity test. From the EDS and XRD results, the composition and crystal structure of TiN and DLC coated surface were verified. The hardness value was increased by TIN and DLC coating, and the DLC coating surface has the highest value. The gripping capacity also showed higher value for TiN and DLC coated specimen than that of non-coated (Ti alloy) surface. The surface morphology of gripping tested specimen showed rougher scratched surface from Ti alloy than TiN and DLC coated layer.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1998.07d
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• pp.1340-1342
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• 1998

The diamond-like carbon(DLC) film, as an antireflection layer, is coated on a commerically used Ge window. DLC films are deposited by using an rf(13.56 MHz) plasma CVD. The optimal value of thickness and refractive index of DLC layer has been determined from the computer simulation. IR-transmittances of DLC-coated Ge windows are estimated by measuring FTIR spectra in the wavelength range of$ 2.5{\sim}25{\mu}m$. By coating the DLC film on one side of the Ge window, the transmittance measured at a wavelength of $10{\mu}m$ is about 60 %, while that of the bare Ge is lower than 50 %. Also, a higher transmittance up to about 90 % is obtained by coating the DLC film on both sides of the window. It may be suggested that the further improvement of the IR-transmittance can be achieved by more precisely controlling the thickness and the refractive index of DLC layer and also by adopting various muliti-layer antireflection structures.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.47-47
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• 1999

2.45 GHz 마이크로웨이브를 이용하는 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD)방법으로 다이아몬드성 탄소박막(diamond-like carbon, DLC)을 증착하였다. DLC 박막의 산업 응용을 위해서는 높은 경도와 밀착력이 필요하다. 그래서 본 실험에서는 DLC 박막의 산업 응용을 위하여 ECR-PECVD 방법으로 증착된 DLC 박막의 분석결과로부터 DLC 박막의 물성과 증착조건의 관계를 조사하였다. 기판으로는 실리콘 웨이퍼와 실험용 SUS 판을 사용하였다. 아르곤 가스를 주입하여 ECR 마이크로 웨이브 플라즈마와 negative DC bias로 기판을 플라즈마 세척한 후, 수소와 메탄가스를 반응기체로 하여 DLC 박막을 증착하였다. 박막 증착시에 13.56MHz RF 전원 공급장치로 기판에 전원을 공급하였다. DLC 박막 증착의 변수는 반응기체의 호합율, 마이크로웨이브 파워, 프로세스 압력 및 RF 전원공급장치에서 유도되는 negative self DC bias 등이다. 이때 사용된 반응기체의 혼합율(메탄/수소)은 10~50%이고, 수소 가스 흐름율은 100sccm, 메탄은 10~50sccm이다. 마이크로웨이브의 크기는 360~900W, negative self DC bias는 -500~-10 V였다. 그리고 본 실험에서는 높은 증착율을 고려하여 프로세스 압력을 10~30mTorr까지 조절하였다. ER-PECVD 방법으로 증착된 DLC 박막은 SEM으로 단면, $\alpha$-Step으로 두께, Raman 분광계로 탄소 결합구조, FTIR 분광계로 탄소와 수소 결합구조, Micro-Hardness로 경도 그리고 Scratch Tester로 밀착력 등을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.303-303
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• 2012

Diamond-like carbon (DLC)은 낮은 마찰력과 높은 내마모성 및 내식성등과 같은 우수한 물성을 가지고 있다. 따라서, DLC 박막은 다양한 응용분야에 적용이 가능한 코팅이다. 특히, DLC 박막의 낮은 마찰력과 고경도 특성은 자동차 산업 및 금형과 같은 저마찰 및 내마모성 향상에 기여할 수 있는 매력적인 박막 코팅으로 각광받고 있다. 그러나 DLC 박막의 높은 잔류응력과 다른 기판의 화학적 친화력을 감소시키는 탄소-탄소 결합의 불안정성 때문에 금속소재와의 낮은 접합력으로 인하여 그 응용에 어려움을 격고 있다. DLC 박막의 접합력 향상을 위하여 모재에 활성 스크린 플라즈마 질화 장비를 사용하여 금속 시편에 질화처리를 하였다. 질화처리후 CVD법으로 DLC 박막을 증착하였으며, 박막의 특성은 나노 인덴테이션, 마이크로 라만 스펙트로스코피 그리고 주사전자현미경에 의해 측정되었다. 활성 스크린 질화 장비에 의해 처리된 시편의 특성변화는 GDS, XRD 및 마이크로 비커스 경도계를 이용하여 관찰하였다. 박막과 모재와의 밀착력은 스크래치 테스트에 의해 측정 하였으며, 질화층이 형성됨으로 인해 모재의 상구조와 경도의 변화가 생겼고, 이로 인해 DLC박막과 모재의 밀착력이 상승하였음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.202-203
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• 2014

금형 내부의 마모를 줄이기 위한 경질 박막의 안정성 향상과 표면에 인가된 압축 잔류 응력이 고주기 피로 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 정밀 플라스틱 사출 금형강에 주로 사용되는 Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X강에 스크린 질화처리와 DLC 코팅을 시간과 단일, 복합처리의 변수를 두어 코팅하였다. PAPVD법으로 DLC($3{\mu}m$), 스크린 질화(3h, $50{\mu}m$)/DLC($3{\mu}m$) 코팅 후 고주기 피로 시험을 행하여 고주기 피로 특성을 평가하였다. 스크래치 시험, 마모 시험, 잔류응력 측정을 통해 질화 처리 여부에 따른 코팅의 안정성을 평가하였다. DLC, 스크린질화/DLC 코팅한 경우 압축 잔류 응력의 영향으로 모두 피로 수명이 향상되었고 스크린질화/DLC 코팅한 경우 그 향상폭은 더 컸다. 질화 처리 후 DLC 코팅한 경우 질화층은 버퍼레이어로 작용하여 코팅의 박리를 억제함을 확인하였다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.43 no.3
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• pp.127-131
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• 2010

Adhesion of DLC film is very significant property that exhibits wear resistance, chemical inertness and high hardness when being deposited to metal substrate. This study was considered that change adhesion of DLC film produced by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition can be presented through inserting interlayer (Cr, Si-C:H). The thickness of interlayer was result of changing adhesion and residual stress. It was showed that the maximum 12 N of adhesion is on DLC film of Cr interlayer, and that a tendency is to be increased residual stress depend on the thickness. DLC film of Si-C:H interlayer represented 16 N of adhesion at $1{\mu}m$, whereas adhesion is decreased when the thickness is increased. For the interlayer at multi-layer, it was the best that adhesion of Cr/Si-C:H/DLC film was 33 N. Si-C:H interlayer at DLC film controled adhesion of the whole film. It was relaxed the internal stress of DLC film produced by inserting Cr, Si-C:H interlayer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.356-356
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• 2007

Plasma immersion ion beam deposition (PIIBD) technique is a cost-effective process for the deposition of diamond like carbon thin film, the possible solid lubricant on large surface and a complex shape. We used PIIB process for the preparation of DLC thin film on $Al_2O_3$ with deposition conditions of deposition temperature range $200^{\circ}C$, working gas pressure of 1.310-1Pa. DLC thin films were coated by $C_2H_2$ ion beam deposition on $Al_2O_3$ after the ion bombardment of SiH4 as the bonding layer. Energetic bombardment of $C_2H_2$ ions during the DLC deposition to ceramic materials generated mixed layers at the DLC-Si interface which enhanced the interface to be highly bonded. Wear test showed that the low coefficient of friction of around 0.05 with normal load 2.9N and proved the advantage of the low energy ion bombardment in PIIBD process which improved the tribological properties of DLC thin film coated alumina ceramic. Furthermore, PIIBD was recognized as a useful surface modification technique for the deposition of DLC thin film on the irregular shape components, such as molds, and for the improvement of wear and adhesion problems of the DLC thin film, high temperature solid lubricant.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.247-247
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• 2010

DLC(diamond-like carbon)는 비정질 고상 탄소의 하나로 다이아몬드의 유사한 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 전기절연성, 화학적 안정성을 가지고 있는 재료이다. 이러한 우수한 특성 때문에 DLC는 박막의 형태로 여러 종류의 보호코팅에 많이 응용되고 있다. DLC의 광범위한 응용에 있어 가장 큰 문제점은 박막이 갖는 높은 잔류응력과 이에 따른 기판과의 낮은 접착성으로 알려져 있다. 최근 연구에 의하면, plasma pre-treatment를 통해 PTFE기판에 DLC박막의 adhesion strength를 증진 시킬 수 있다고 보고하였다. 또한 ion beam technique를 이용하여 잔류응력을 줄이고 기판과의 접착력을 높일 수 있다는 것도 보고 되었다. 이에 기인하여 pre-treatment가 DLC합성에 잔류응력을 낮추고 기판과의 접착성을 높이는 효과를 보일 것이라고 가정하고 연구하였다. 본 연구에서 pre-treatment가 Diamond-like Carbon의 stainless steel 합성시 stress와 adhesion에 어떤 효과가 있는지 알아보기 위해, pre-treatment시와 synthesis of DLC film시에 13.56MHz 150W RF플라즈마 화학기상 증착 (RF-PECVD) 법을 통해 합성되었다. pre-treatment시에 H2(80 sccm), O2(10 sccm), N2(20 sccm)의 가스 종류를 다르게 하였고, synthesis of DLC film시에는 CH4 (20 sccm), H2 (80 sccm)가스의 유량을 고정하였다. 합성된 DLC 박막은 Contact Angle Analyze, Raman spectroscopy, Scratch tester를 이용하여 접촉각, D peak Position, G peak Position, ID/IG ratio, 접착력을 측정하였다.

• Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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• v.32 no.4
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• pp.155-160
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• 2019

Diamond Like Carbon (DLC) is a metastable form of amorphous carbon that have superior material properties such as high mechanical hardness, chemical inertness, abrasion resistance, and biocompatibility. Furthermore, its material properties can be tuned by additional doping such as nitrogen or boron. However, either pure DLC or doped DLC show poor adhesion property that makes it difficult to apply contact processing technique. Therefore we propose ultrafast laser micromachining which is non-contact precision process without mechanical degradation. In this study, we developed precision machining process of DLC thin film using an ultrafast laser by investigating the process window in terms of laser fluence and laser wavelength. We have also demonstrated various patterns on the film without generating any microcracks and debris.

• Corrosion Science and Technology
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• v.23 no.3
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• pp.235-245
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• 2024

DLC coatings have been widely applied in industrial fields that require high corrosion resistance due to their excellent mechanical characteristics and chemical stability. In this research, effects of DLC coating thickness and defects on corrosion resistance were investigated for application of metallic bipolar plates in polymer membrane electrolyte fuel cells (PEMFCs). Results revealed that a DLC coating thickness of 0.7 ㎛ could lead to a defect size reduction of about 75.9% compared to that of 0.3 ㎛.As a result of potentiodynamic polarization experiments, the current density under a potential of 0.6 V was measured to be less than 1 ㎂/cm²,which was an excellent value. Inparticular, the delamination ratio and the decrease rate of maximum pitting depth were up to 84.8% and 63.3%, respectively, with an increase in the DLC coating thickness. These results demonstrate that DLC coating thickness and defects are factors that can affect corrosion resistance of DLC coating and its substrate.