• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• 전기학회논문지
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• 제58권3호
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• pp.455-461
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• 2009

This paper proposes Direct Load Control(DLC) operation scheme using a bidding system and the methodology to value proper quantity decided by the DLC program, which is a kind of resources for stabilization of electricity market price during peak times by managing consumer electricity demand. Since DLC program in Korea is based on the contract with the customers participating in this program, it is difficult to anticipate voluntary participation. That is, incentive for participants in DLC program is insufficient. To cope with this point, it is necessary to develop a new market mechanism and market compatible operation scheme for DLC programs. DLC market mechanism is deemed to be equipped with iterative bidding system, independent operation from energy market, and interactive with bidding information on energy market. With this market mechanism, it is important to find the optimal operation point of DLC allowing for the factors of stabilizing the electricity market price and compensating DLC implementation. This paper focuses on the mathematical approaches for the bid-based DLC operation scheme and examines several scenarios for the following technical justifications: 1) stabilization of electricity market price during peak times, 2) elasticity of demand.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.169.2-169.2
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• 2013

본 연구에서는 gas를 이용한 PECVD 공법중 이온화 에너지가 높고 대면적 코팅이 용이한 Hybrid 코팅 장비에서 Linear Ion-Gun 이용하여 탄화수소 계열의 gas인 $C_2H_2$ 와 Si을 함유한 TMS (tetramethylsilane, $Si(CH_3)_4)$ gas를 이용하여 저마찰, 고경도 특성을 갖는 Si-DLC 코팅에 대한 연구를 수행하였다. Si-DLC 코팅에 앞서 전처리 공정으로 Linear Ion-Gun에 Ar gas를 주입하고 고전압의 DC 전원을 인가하여 제품 표면의 건식세정 및 표면 활성화를 진행 후, $C_2H_2$ 와 TMS gas를 Linear Ion-Gun에 주입하여 Si-DLC 코팅 공정을 진행하였다. Si-DLC 코팅시 $C_2H_2$ gas 주입량을 고정하고 TMS 가스 유량을 5~20sccm으로 조절하여 Si 함유량에 따른 Si-DLC 코팅막의 특성을 분석하였다. 이렇게 코팅된 Si-DLC의 박막 특성 분석으로 마찰계수 측정을 위해 ball-on-disk 타입의 tribometer를 사용하였으며, 박막 경도 측정은 Nano-indenter를 이용하여 분석을 진행하였다. 그 결과 Si을 포함하지 않는 DLC의 경우 마찰계수가 ~0.2를 가지는 반면, Si-DLC의 경우 Si 함유량이 약 1.5at%일 때, 마찰계수 ~0.04 저마찰의 우수한 특성을 지니며, 박막의 경도는 22[Gpa]로 고경도의 Si-DLC 코팅을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권4호
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• pp.190-193
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• 2012

RF-PECVD(radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition)법을 이용하여 $CH_4+SiH_4+Ar$ 혼합 가스로부터 유리 기판 위에 투명 다이아몬드상 카본(diamond-like carbon, DLC)을 합성하였다. 공정압력과 rf-파워, $CH_4/SiH_4/Ar$ 혼합비, 그리고 증착 시간은 각각 0.1 torr, 100W, 20 : 1 : 1, 20분이었다. DLC가 증착된 유리와 증착되지 않은 유리의 투과도를 가시광선 영역에서 비교하였고, DLC가 증착된 유리의 경도, 표면 조도와 두께를 nanoindenter와 AFM으로 측정하였다. DLC가 증착된 유리의 투과도는 증착되지 않은 유리와 비교할 때 380 nm 파장에서 약 83 %, 500 nm 이상의 파장에서는 95 % 이상 수준이었다. DLC가 증착된 유리의 경도는 증착되지 않은 유리의 약 2.5배이었다. 증착된 DLC 박막은 매우 고른 표면을 보였으며 20분 증착 후 두께는 150 nm 이상으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권5호
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• pp.497-504
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• 2009

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. Different deposition method such as arc plating, ion gun plating and PECVD were used for comparing mechanical and tribological properties of each DLCs deposited on stainless steel with 1 um thick respectively. Among these 3 types of DLCs, the arc plated DLC film showed highest value for wear resistance in dry condition. From the results of analysis for physical properties of DLC films, it seems that the adhesion force and crack initiation modes were more important factors than intrinsic mechanical properties such as hardness, elastic modulus and/or roughness to the wear resistance of DLC films. Raman spectroscopy was used for understanding chemical bonding natures of each type of DLC films. Typical D and G peaks were identified based on the deposition method. Hardness of the coating layers were identified by nanoindentation method and the adhesions were checked by scratch method.

• 동력기계공학회지
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• 제12권3호
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• pp.66-71
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• 2008

Diamond-like-carbon (DLC) coatings could be good candidates as solid lubricants for cutting tools in dry machining of aluminum alloy. In this work, DLC thin films were produced as a friction reduction coating for WC-Co insert tip using the plasma immersion ion beam deposition (PIIED) technique. DLC coatings were also coated on $Al_2O_3$ specimens and high temperature wear tested up to $400^{\circ}C$ in dry air to observe the survivability of the DLC coating in simulated severe cutting conditions using a pin-on-disc tribotester with Hertzian contact stress of 1.3GPa. It showed reduced friction coefficients of minimum 0.02 up to $400^{\circ}C$. And cutting performance of DLC coated WC-Co insert tips to Al 6061 alloy were conducted in a high speed machining center. The main problems of built-up edge formation in aluminum machining are drastically reduced with improved surface roughness. The improvements were mainly related to the low friction coefficient of DLC to Al alloy and the anti-adhesion of Al alloy to WE due to the inertness of DLC.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권1호
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• pp.27-37
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• 1986

본 논문에서는 고리 1호기의 원자로 압력용기와 1차 콘크리트 차폐체 사이의 인자로 공동에서의 발사선 흐름 현상을 평가하였다. 원자로 압력용기 외부 표면에서 방출되는 누출 선속을 계산하기 위해 사용될 적합한 중성자 단면적 자료를 얻기 위하여, DLC-23/CASK, DLC-31/FEWG그리고 DLC-47/BUGLE 등 세 가지의 중성자 단면적 자료에 대한 검증 계산을 수행하였다. 누출 선속 계산은 ANISN으로 1차원적 계산을, DOT3.5로 2차원적 계산을 수행하였으며, 또한 원자로 공동에서의 방사선 흐름 현상을 분석하기 위하여, 알베도 개념이 도입된 몬테카를로 방법을 사용하는 MORSE-CG 전산 코드를 이용하여 3차원적 해석을 하였다. 그리고, 원자로 플랜지 부위에서의 방사화 분석을 수행하여 스터드 볼트의 방사화 정도를 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.137-137
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• 1999

DLC(diamond-like carbon) 필름은 경도가 높고 마찰계수가 낮다는 장점을 가지고 있기 때문에 내마모성 코팅이나 윤활성 코팅에 대한 많은 응용이 이루어지고 있다. 그러나 DLC 필름은 수 GPa 정도의 높은 필름 자체의 큰 잔류 응력을 가지며, 마찰 계수가 주변환경에 매우 큰 영향을 받는다는 단점이 있다. 이러한 단점은 DLC 필름의 응용에 대한 저해 요인이 되며, 이 점을 보완하기 위하여 DLC 필름에 Si를 첨가한 연구들이 진행되고 있다. 본 실험에서는 r.f-PACVD 법을 이용하여 Si이 첨가된 DLC 필름의 바이어스 전압에 따른 특성변화를 연구하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 (SiH4:H2=10:90)이며, 희석된 실랜과 벤젠의 첨가비율은 6:4 고정시키고, 음전압은 -150V에서 -750V까지, -150V씩 증가하여 바이어스 전압의 변화에 따른 필름의 특성을 분석하였다. 바이어스 전압을 증가시킴에 따라 수소의 함량은 48.8 at.%에서 20.3 at.%로, Si의 함량은 1.5 at.%에서 2.4 at.%로 증가하였다. 그리고 잔류응력은 0.5GPa에서 2.1GPa로 증가하였고, 경도의 경우 5GPa에서 21.5GPa로 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 필름내부의 3차원 상호결합과 이온의 충돌에너지의 영향임을 알 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제27권6호
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• pp.308-313
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• 2011

본 연구에서는 수직 하중과 미끄럼 속도가 DLC (a-C:H)와 WC/C (a-C:H:W)의 마찰 특성에 미치는 영향을 파악하기 위해 ball-on-disk 형태의 마찰 실험 장치를 이용하여 실험을 수행하였다. 연구 대상 고체 윤활막인 DLC와 WC/C는 AISI 52100 steel ball의 표면에 증착되었으며, 상대 마찰면의 재질은 침탄 경화된 SCM 415 Cr-Mo steel이다. 실험은 상대 습도가 20~40 %이고 온도가 $16{\sim}24^{\circ}C$인 대기 분위기에서 다양한 미끄럼 속도 (0.1, 0.78, 1.56, 3.13, 6.25, 12.5, 25, 50, 100 mm/s) 및 수직 하중 (2.4, 4.8, 9.6 N) 조건에 대해 수행되었다. 실험 결과로 각각의 실험 조건에서의 DLC와 WC/C의 운동 마찰 계수를 얻었다. 실험 결과 DLC와 WC/C의 운동 마찰 계수는 미끄럼 속도가 증가할 수록 대체로 증가하였으며, 수직 하중에 관계없이 거의 일정한 값을 보였다. 그리고 동일한 실험 조건에서 DLC의 마찰 계수가 WC/C의 마찰 계수에 비해 대체로 낮은 값을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권1호
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• pp.27-32
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• 2004

RF-PECVD 방법을 이용하여 DLC(diamond-like carbon)박막을 메탄-수소 가스 혼합비 및 바이어스 전압에 따라 실리콘 웨이퍼 위에 증착하였다. DLC 박막의 결합구조적 특성 및 기계적 성질은 FT-IR, Raman, 그리고 nano-indenter를 이용하여 평가하였다. 혼합가스내 메탄의 유량과 바이어스 전압이 증가함에 따라 증착속도가 증가하였다. 박막내 탄소의 $sp^3/sp^2$ 결합비와 경도는 반응가스내 수소의 유량 및 바이어스 전압이 증가함에 따라 증가하였다.