• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.153-153
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• 2016

Aluminum alloys have poor corrosion resistance compared to the pure aluminum due to the additive elements. Thus, anodizing technology artificially generating thick oxide films are widely applied nowadays in order to improve corrosion resistance. Anodizing is one of the surface modification techniques, which is commercially applicable to a large surface at a low price. However, most studies up to now have focused on its commercialization with hardly any research on the assessment and improvement of the physical characteristics of the anodized films. Therefore, this study aims to select the optimum temperature of sulfuric electrolyte to perform excellent corrosion resistance in the harsh marine environment through electrochemical experiment in the sea water upon generating porous films by variating the temperatures of sulfuric electrolyte. To fabricate uniform porous film of 5083 aluminum alloy, we conducted electro-polishing under the 25 V at $5^{\circ}C$ condition for three minutes using mixed solution of ethanol (95 %) and perchloric (70 %) acid with volume ratio of 4:1. Afterward, the first step surface modification was performed using sulfuric acid as an electrolyte where the electrolyte concentration was maintained at 10 vol.% by using a jacketed beaker. For anode, 5083 aluminum alloy with thickness of 5 mm and size of $2cm{\times}2cm$ was used, while platinum electrode was used for cathode. The distance between the two was maintained at 3 cm. Afterward, the irregular oxide film that was created in the first step surface modification was removed. For the second step surface modification process (identical to the step 1), etching was performed using mixture of chromic acid (1.8 wt.%) and phosphoric acid (6 wt.%) at $60^{\circ}C$ temperature for 30 minutes. Anodic polarization test was performed at scan rate of 2 mV/s up to +3.0 V vs open circuit potential in natural seawater. Surface morphology was compared using 3D analysis microscope to observe the damage behavior. As a result, the case of surface modification presented a significantly lower corrosion current density than that without modification, indicating excellent corrosion resistance.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권5호
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• pp.185-190
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• 2022

Among the operating limits of a heat pipe, the capillary limit is significantly affected by the characteristics of the wick, which is determined by the capillary performance. The major parameters for determining capillary performance are the maximum capillary pressure and the spreading characteristics that can be expected through the wick. A well-designed wick structure improves capillary performance and helps improve the stability of the heat pipe by enhancing the capillary limit. The capillary performance can be improved by forming a porous microstructure on the surface of the wick structure through surface modification techniques. In this study, a microstructure is formed on the surface of the wick by using a surface modification method (i.e., an electrochemical etching process). In the experiment, specimens are prepared using stainless-steel screen mesh wicks with various fabrication conditions. In addition, the spreading and capillary rise performances are observed with low-surface-tension fluid to quantify the capillary performance. In the experiments, the capillary performance, such as spreading characteristics, maximum capillary pressure, and capillary rise rate, improves in the specimens with microstructures formed through surface modification compared with the specimens without microstructures on the surface. The improved capillary performance can have a positive effect on the capillary limit of the heat pipe. It is believed that the surface microstructures can enhance the operational stability of heat pipes.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.543-548
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• 2015

리튬이온 전지용 음극소재의 용량 및 사이클 성능을 향상시키기 위해서 Si/C/CNF 합성물의 특성이 조사되었다. 제조과정으로는 SBA-15를 합성하고 볼밀링을 이용한 마그네슘환원을 통해 Si/MgO를 얻은 다음, Phenolic resin과 CNF를 이용해 탄화과정을 거쳐 최종적으로 산처리하여 Si/C/CNF 활물질을 합성하였다. 합성된 Si/C/CNF는 BET, XRD, FE-SEM 그리고 TGA를 이용하여 분석하였다. $50^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$까지 온도에 따라 SBA-15를 합성한 결과 $60^{\circ}C$에서 가장 큰 비표면적을 갖는 결과를 얻었다. 또한 LiPF6 (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해질을 사용하여, 충방전, 사이클, CV와 임피던스 등과 같은 전기화학적 테스트를 수행하여 Si/C/CNF 전극의 이차전지 음극활물질로서 성능을 조사하였다. Si/C/CNF (Si : CNF = 97 : 3 중량비)를 이용한 전지의 용량은 1,947 mAh/g으로 다른 합성물보다 우수한 결과를 보였다. CNF 첨가량이 3 wt%에서 11 wt%로 증가함에 따라 용량 보존율이 84~77%로 안정성이 감소되었다. Si/C/CNF 합성소재 전극이 이차전지의 사이클 성능과 전기전도도를 개선할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.262-268
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• 2024

본 연구에서는 고성능 리튬이온전지용 음극 소재로써 2차원 구조의 티타늄 카바이드(MXene)와 나노 실리콘의 정전기적 결합을 통한 MXene/Si 음극 복합소재를 제조하였다. LiF/HCl을 이용하여 Ti₃AlC₂ MAX를 에칭해 Ti₃C₂T_x MXene을 제조하였으며, 정전기적 결합을 형성하기 위해 나노 실리콘의 표면을 CTAB (Cetyltrimethylammonium bromide)을 활용하여 양전하로 대전하였다. MXene/Si 음극 복합소재는 제조된 MXene과 대전 된 실리콘의 간단한 혼합 공정을 통해 성공적으로 제조되었다. 제조된 복합소재의 물리적 특성과 전기화학적 특성을 MXene과 실리콘의 조성비에 따라 조사하였으며, 전극의 안정성을 평가하기 위해 충·방전 사이클 후의 전극 표면을 분석하였다. MXene/Si 복합소재는 MXene 대비 실리콘 조성 비율이 2, 3 및 4로 증가할수록 1962.9, 2395.2 및 2504.3 mAh/g의 높은 초기 방전용량을 나타내었다. MXene과 실리콘 조성비가 1 : 4인 MXene/Si-4는 100 사이클에서 1387.5 mAh/g의 가역 용량과 74.5%의 용량 유지율을 나타내었으며, 4.0 C의 높은 율속에서도 700.5 mAh/g으로 높은 용량을 발현하였다. 이러한 결과를 통해 정전기적 결합으로 제조된 MXene/Si 복합소재는 고성능 리튬이온배터리용 음극소재로 적용 될 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-29
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• 2020

광화학증착법 (PMOD; photochemical metal-organic deposition)을 이용하여 photoresist 및 etching 공정없이 pattern 된 TiO_x resistive switching (RS) 소자를 제작 및 그 특성을 평가하였다. Ti(IV) 2-ethylhexanoate를 출발물질로 사용하였으며 UV 노출시간 10 min에 광화학반응이 완료됨을 FTIR 분석을 통하여 확인하였다. 200 ℃ 이하 저온공정에서 직접패턴 된 20 nm 두께의 비정질 TiO_x 박막의 균일한 두께의 패턴형성을 Atomic Force Microscopy를 통하여 확인하였다. 별도의 상형성을 위한 후 열처리 공정 없이 4 ㎛ 선폭의 전극위에 형성된 20 nm 두께의 비정질 TiO_x RS 소자는 4V 동작전압에서 on/off ratio 20의 forming-less RS 특성을 나타내었다. Electrochemical migration에 영향을 미치는 grain boundary가 없어 소자간 신뢰성 향상이 기대되며, flexible 기판 또는 저온공정이 요구되는 메모리 소자 공정에서 PMOD 공정이 응용될 수 있음을 보여준다. Selector를 이용하여 crossbar array 구조를 도입할 경우 매우 간단한 구조의 저비용 메모리 소자를 구현할 수 있을 것으로 기대 된다.