• Journal of Drive and Control
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• v.11 no.4
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• pp.25-31
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• 2014

This paper details application of a DLC(Diamond Like Carbon)-coating to the swash plate and the ball joint of pistons that make sliding contact with the piston shoes of an axial piston pump. This process, aimed to reduce the frictional and leakage power losses of the hydrostatic piston shoe bearings at the low speed range. At lower speeds than 100rpm, the positive effects of the DLC-coating on the power loss reduction of the hydrostatic piston shoe bearings could be confirmed. These effects resulted in little improvement in volumetric efficiency of the test pump, but the mechanical efficiency could be raised by up to 5% at 100rpm; here, the DLC-coated swash plate played a more dominant role than the DLC-coated ball joint.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.18 no.1
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• pp.112-119
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• 2010

Recently, as the matters of environmental pollution, the energy exhaustion and alternative energy source have become more important issues, around industrial countries and the effort to improve fuel consumption is progressed continuously for decrease of air pollution. In an effort to improve fuel consumption for passenger cars, the study of DLC (Diamond Like Carbon) coating which is widely known to good wear characteristics come to the forefront. Therefore, in present study, it was investigated to the influence of DLC coating layer for wear characteristics with the piston ring material and then suggested to the development process for advanced automotive engine parts that showed improved wear characteristics. From these results, Finally, it will be contributed to improve the fuel consumption for passenger vehicles.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.187-188
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• 2012

본 연구에서는 자동차 연료분사 장치의 내마모성 및 내구성 개선을 목적으로 이온빔 증착법을 이용하여 DLC 코팅을 증착하고 특성을 평가하였다. 특히 $CH_4/C_2H_2$ 분압비에 따라 DLC 박막의 표면조도, 밀착력, 경도등에 미치는 영향을 조사하였으며 DLC 박막의 구조 변화를 관찰하였다. 제조된 박막의 표면조도는 AFM (Atomic Force Microscopy)을 이용하였으며 박막의 밀착력은 스크래치 시험기를 이용하였고 미소 경도는 나노 인덴테이션을 이용하였으며 구조분석은 Raman spectroscopy를 이용하였다. 표면조도 결과 $C_2H_2$ 주입량을 증가함에 따라 표면조도와 경도값은 급격하게 증가하였고 $C_2H_2$만 주입했을 경우 Ra값이 90 nm, 미소 경도값은 2291 Hv로 최대값을 나타내었다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.24 no.1
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• pp.33-40
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• 2014

Poly vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) membrane were prepared by the electrospinning technique. We had applied a DLC coating process and then the surface of the membrane and the contact angle change was investigated. Electrospun fibrous PVdF-HFP membrane surface became to wrinkled shape by Ar plasma treatment and treatment conditions. The wrinkled surface of PVdF-HFP membrane became super-hydrophilic. However, after DLC coating process, it became super-hydrophobic. The resulting surfaces were characterized by water contact angle measurement, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). Resultantly it was recognized that the wettability characteristics of the membrane surfaces depended on the chemical composition and surface morphology.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.200-201
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• 2014

다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 효율을 향상시키고 절삭 과정에서의 블레이드 측면 경질 박막이 절삭 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 $MoS_2$와 $WS_2$ 고체 윤활제를 각각 동일 분율 첨가한 후 PAPVD법으로 DLC 박막을 블레이드의 측면에 증착하였다. 실착 절삭 시험을 위해 마이크로 블레이드 시편을 제조하여 충분한 드레싱 과정 후 절삭 시험을 행하였으며 절삭 중 순간 소모 전력과 블레이드의 마모량을 비교 평가하였다. DLC 코팅은 절삭 중 측면에 안정적으로 존재하며 측면 지립의 돌출을 억제하고 마찰을 감소시켜 절삭 효율이 향상되었으며 결과적으로 수명이 증가하였다.

• Tribology and Lubricants
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• v.29 no.6
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• pp.366-371
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• 2013

Various heat treatment and surface coating methods have been applied to machine parts. Nowadays, diamond-like carbon (DLC) coatings are widely used because of their excellent tribological characteristics. Despite the numerous studies on DLC-coated engineering surfaces, the exact wear mechanisms related to the coating thickness and elastic modulus have not been fully examined. In this study, a sliding contact problem between a small spherical hard particle and a DLC-coated steel surface is analyzed using a nonlinear finite element code, MARC. The maximum principal stress distributions and deformed surfaces are compared for different coating thicknesses and Young's modulus values. Plastically deformed surface shapes such as a groove and torus indicate that the most dominant wear mechanism for a DLC-coated surface is abrasive wear. Fatigue wear can also play a role in a case where the coating thickness is relatively large and the elastic modulus is high.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.59-59
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• 1999

DLC(diamond-like carbon)필름은 다이아몬드와 유사한 강도, 낮은 마차계수, 높은 Optical band gap, NEA(negative electron affinity)등의 우수한 특성을 가지고 있어, 내마모 코팅이나 정보저장 매체의 윤활 코팅, FED(field emission display)의 전계방출소자등 다양한 분야에의 응용이 연구되고 있다. DLC 필름은 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), IBAD(ion beam assisted deposition), Laser ablation, Cathodic vacuum arc등의 process를 이용하여 증착되고 있다. 특히 이러한 필름의 물성은 입사되는 이온의 에너지에 의해 좌우되는데, Lifshitz 등의 연구에 의하여 hyperthermal species를 이용한 DLC 필름의 성장은 초기에 subsurface로의 shallow implantation이 일어난 후 높은 sp3 fraction을 갖는 필름이 연속적으로 성장한다는 subplantation model이 제시 되었다. 본 연구에서는 기판과 subplantation 영역이 이후 계속하여 증착되는 순수 DLC 필름의 특성 변호에 미치는 영향에 대하여 관심을 가지고 실험을 행하였다. 본 실험에서는 상기 제시되어 있는 방법보다도 더욱 정확하고도 독립적으로 탄소 음이온의 에너지와 flux를 조절할 수 있는 Cs+ ion beam sputtering system을 이용하여 탄소 음이온의 에너지를 40eV에서 200eV까지 변화시키며 필름을 증착하였다. Si(100) 웨이퍼를 기판으로 사용하였고 증착 압력은 5$\times$10-7torr 였으며 인위적인 기판의 가열은 하지 않았다. 또한 Ion beam deposited DLC film의 growth process를 연구하기 위하여 200eV의 탄소 음이온을 시간(증착두께)을 변수로 하여 증착하였고, 이 때에는 Kaufman type의 gas ion beam을 이용하여 500eV의 Ar+ ion으로 pre-sputering을 행하였다. 탄소 음이온의 에너지와 증착두께에 따라 증착된 film 내의 sp3/sp2 ratio 의 변화를 XPS plasmon loss 와 Raman spectra를 이용하여 분석하였다. 또한 증착두께에 따른 interlayer의 결합상태를 관찰하기 위하여 AES와 XPS 분석을 보조로 행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.28-28
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• 2015

현재 인쇄전자 소자 생산을 위해 사용되고 있는 대부분의 그라비아 롤러는 미세 패턴의 보호와 인쇄 중 마찰에 대한 내구성을 향상시키기 위해 경질 크롬 도금 막이 사용되고 있다. 그러나 경질 크롬 도금 막의 경우 구현할 수 있는 경도(~1000 HV)와 이형성, 내마찰(마찰계수: ~ 0.6) 특성 등에 한계가 있다. 이러한 경질 크롬 도금이 적용된 그라비아 롤은 그 수명과 내구성, 구현할 수 있는 인쇄 품질 및 신뢰성 그리고 인쇄처리 속도 등에 있어 여러 문제가 있다. DLC(Diamond Like amorphous Carbon)는 낮은 마찰계수 값인 0.2 이하와 뛰어난 내마모성, 상대재료에 대한 이형성 등을 겸비한 표면강화 기술로 경질 크롬 도금막 대비 우수한 표면 경도(>1,800 HV) 특성을 갖으며, 합성된 DLC 코팅 막의 경우 정밀 인쇄 제판이 요구하는 표면거칠기를 구현할 가능성이 높다는 장점이 있다. 특히 실리콘이 첨가 된 Si-DLC의 경우 표면의 마찰계수를 0.1 이하까지 낮출 수 있는데 닥터블레이드 및 잉크, 인쇄 기재와의 마찰 훼손을 최소화시켜 그라비아 인쇄 롤의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 PECVD 공정을 이용하여 합성한 Si-DLC는 표면거칠기를 10nm 이하의 경면으로 구현할 수 있으며, 높은 접촉각에 의한 우수한 이형성을 통해 미세 패턴 내부에 전자잉크/페이스트가 잔류되는 현상을 억제할 수 있다. 이는 기존 경질 크롬 도금이 적용된 그라비아 롤에서 발생하는 패턴 내 잉크 잔류-고형화와 그에 의한 사용수명 단축현상을 현저히 개선시킬 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.703-703
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• 2013

다이아몬드상 탄소 박막(Diamond-like carbon, DLC) 박막은 낮은 마찰 계수, 높은 내마모성, 화학적 안정성, 적외선 영역에서의 높은 투과율 등의 장점을 바탕으로 MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 소자와 MMAs (Moving Mechanical Assemblies)의 고체윤활코팅, 마그네틱 미디어와 하드디스크의 슬라이딩 표면 등 다양한 분야에 코팅소재로써 응용되어왔다 [1,2]. 현재 전기철도용 집전판은 마찰이 적고 전도성을 지니는 카본 소재로 구성되어 있다. 그러나 그 마모 비율이 너무 심하여 이를 개선할 수 있는 방안으로 고경도 저마찰력을 지니는 DLC 박막을 코팅 소재로써 제안하고자 한다. 그러나 기존에 DLC 박막은 절연특성이 매우 우수하기 때문에 기존에 전도성을 지니는 카본 집전판에 적용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 DLC 박막 내에 실리콘(Si) 또는 금속(Metal)을 첨가시키거나, 금속 중간층을 포함시켜 전기적으로 전도특성을 향상시키는 방안이 제시되고 있으며, 본 연구에서는 DLC 박막과 유사하게 우수한 경도특성을 지니고, 낮은 마찰계수등을 지니는 비정질 탄소박막을 연구하여 카본 집전판에 코팅하고자하며, 특히 비정질 탄소박막에 금속 Ti를 도핑하여 집전판과의 접착력과 전기적 전도 특성을 향상시키고자 한다. Ti가 도핑된 탄소박막(TiC) 박막은 비대칭 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering; UBMS) 시스템을 이용하여 제작하였으며, 스퍼터링 조건 중 기판에 인가되어지는 기판온도에 따라 변화되어지는 TiC 박막의 트라이볼로지(Tribology) 특성을 고찰하고자 하였다. 증착시 기판온도의 증가는 TiC 박막의 경도, 마찰계수 특성등 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 전도 특성을 향상시켰다. 이러한 결과는 스퍼터링 방법에 의해 증착되어진 TiC 박막내에 존재하는 sp2 결합과 관계가 있음을 확인할 수 있으며, 트라이 볼로지 특성은 TiC 박막내에 sp2 탄소결합의 비율 증가와 관련되어졌다. 특히 sp2 탄소결합은 TiC 박막 증착시 증가된 기판온도와 밀접한 관계가 있으며 기판온도의 증가에 따라 나노결정 클러스터의 크기와 수의 변화와 밀접한 관계가 있음을 확인하였다. 결국 기판온도는 TiC 박막의 트라이볼로지 특성을 향상시켰으며, 전기적 특성 또한 향상시켜 전기철도 집전판에 응용을 위한 소재로 평가할 수 있다.

• Corrosion Science and Technology
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• v.10 no.2
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• pp.65-70
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• 2011

DLC is considered as the candidate material for application of moving parts in automotive components relatively in high pressure and temperature operating conditions for its high hardness with self lubrication and chemical inertness. The properties of interlayer between the substrate and the DLC film were studied. Arc ion plating method have been employed to deposit onto substrate and sputtering method was used for synthesizing DLC onto interlayer. Among these six types of interlayer, deposited DLC film onto TiCN showed excellent value for characteristics. From the results of analysis for physical properties of DLC films, it seems that the adhesion forces were more important factors than intrinsic mechanical properties such as hardness, roughness and wear resistance of DLC films. AFM(Atomic Force Microscope) was used for understanding roughness of DLC films. Hardnesses of the coating layers were identified by nano-indentation method and adhesions were checked by scratch method.