• Title/Summary/Keyword: Emission spectroscopy

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모재/중간층/박막의 H/E ratio 구배에 따른 Cr계 경질 박막의 기계적 특성에 관한 연구

  • Kim, Hoe-Geun;Song, Myeon-Gyu;Lee, Sang-Yul
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.135-135
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    • 2018
  • 천이금속 질화물 코팅은 우수한 기계적 특성들로 인해 공구 코팅으로 많이 사용 되어왔다. 그 중에서도 특히 Cr계 경질 코팅은 높은 경도와 낮은 표면조도, 우수한 마찰특성 등 뛰어난 기계적 특성을 나타내므로 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구산업의 발전으로 인해 공구가 더욱 가혹한 환경에서 사용됨에 따라, 공구의 수명을 향상시키고 보호하기 위해 코팅의 높은 밀착력이 요구되고 있으며, 모재와 코팅 사이에 중간층을 합성함으로써 공구의 밀착력을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이전 연구에서 모재/중간층/코팅간의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)의 구배가 코팅의 밀착력에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러므로, WC 모재와 Cr계 코팅의 중간값의 H/E ratio를 갖는 중간층의 합성을 통해 코팅의 밀착력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는, 코팅의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층을 증착한 CrZrN, CrAlN 코팅을 비대칭 마그네트론 스퍼터링 장비를 이용하여 합성하였다. 모재로는 디스크 형상의 WC-6wt.%Co 시편을 사용하였고 Cr, Zr, Si, Al single 타겟을 이용하여 Cr, CrN, CrZrN, CrZrSiN 등의 중간층이 증착된 코팅을 합성했다. 코팅의 합금상, 경도 및 탄성계수, 미세조직 및 조성, 표면 조도을 확인하기 위해 X-ray diffractometer (XRD), Fischer scope, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy를 사용하였고, 코팅의 밀착 특성을 분석하기 위해 scratch tester와 optical microscopy (OM)를 이용하였다. 코팅의 내열성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 500, 600, 700, 800, 900, $1,000^{\circ}C$로 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였다. CrZrN 및 CrAlN 코팅을 나노 인덴테이션으로 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(33.4-35.8 GPa)와 탄성계수(384.1-391.4 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, 코팅의 마찰계수는 중간층의 종류에 따라 다른 값을 보였다. CrZrN 코팅의 경우 CrN 합금상 중간층을 갖을 때 가장 낮은 값을 보였으며, CrAlN 코팅의 경우 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착하였을때 마찰계수는 0.34로 CrZrN 중간층을 증착하였을 때(0.41)에 비해 낮은 값을 보였다. 또한, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아, CrN/CrZrSiN 중간층을 합성한 CrAlN 코팅의 내마모성이 상대적으로 우수한 것으로 판단된다. 코팅의 밀착력의 경우도 마찰계수와 비슷한 경향을 보였다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 모든 코팅을 열처리 후 경도 분석 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었고, 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 SiNx 비정질상의 우수한 내산화성에 의한 결과로 판단된다.

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THE COMPARISON OF DIFFERENT CANAL IRRIGATION METHODS TO PREVENT REACTION PRECIPITATE BETWEEN SODIUM HYPOCHLORITE AND CHLORHEXIDINE (차아염소산나트륨과 클로르헥시딘의 반응침전물 형성방지를 위한 여러 가지 근관세척 방법의 비교)

  • Choi, Moon-Sun;Park, Se-Hee;Cho, Kyung-Mo;Kim, Jin-Woo
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • v.35 no.2
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    • pp.80-87
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    • 2010
  • The purpose of this study was to compare the different canal irrigation methods to prevent the formation of precipitate between sodium hypochlorite (NaOCl) and chlorhexidine (CHX). Extracted 50 human single-rooted teeth were used. The root canals were instrumented using NiTi rotary file (Profile .04/#40) with 2.5% NaOCl and 17% EDTA as irrigants. Teeth were randomly divided into four experimental groups and one control group as follows; Control group: 2.5% NaOCl only, Group 1: 2.5% NaOCl + 2% CHX, Group 2: 2.5% NaOCl + paper points + 2% CHX, Group 3: 2.5% NaOCl + preparation with one large sized-file + 2% CHX, Group 4: 2.5% NaOCl +95% alcohol+ 2% CHX. The teeth were split in bucco-lingual aspect and the specimens were observed using Field Emission Scanning Electron Microscope. The percentages of remaining debris and patent dentinal tubules were determined. Statistical analysis was performed with one-way analysis of variance (ANOVA). Energy Dispersive x-ray Spectroscopy was used for analyzing the occluded materials in dentinal tubule for elementary analysis. There were no significant differences in percentage of remaining debris and patent tubules between all experimental groups at all levels (p > .05). In elementary analysis, the most occluded materials in dentinal tubule were dentin debris. NaOCl/CHX precipitate was detected in one tooth specimen of Group 1. In conclusion, there were no significant precipitate on root canal, but suspected material was detected on Group 1. The irrigation system used in this study could be prevent the precipitate formation.

Dry reforming of Propane to Syngas over Ni-CeO2/γ-Al2O3 Catalysts in a Packed-bed Plasma Reactor (충전층 플라즈마 반응기에서 Ni-CeO2/γ-Al2O3 촉매를 이용한 프로페인-합성 가스 건식 개질)

  • Sultana, Lamia;Rahman, Md. Shahinur;Sudhakaran, M.S.P.;Hossain, Md. Mokter;Mok, Young Sun
    • Clean Technology
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    • v.25 no.1
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    • pp.81-90
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    • 2019
  • A dielectric barrier discharge (DBD) plasma reactor packed with $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst was used for the dry ($CO_2$) reforming of propane (DRP) to improve the production of syngas (a mixture of $H_2$ and CO) and the catalyst stability. The plasma-catalytic DRP was carried out with either thermally or plasma-reduced $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst at a $C_3H_8/CO_2$ ratio of 1/3 and a total feed gas flow rate of $300mL\;min^{-1}$. The catalytic activities associated with the DRP were evaluated in the range of $500{\sim}600^{\circ}C$. Following the calcination in ambient air, the ${\gamma}-Al_2O_3$ impregnated with the precursor solution ($Ni(NO_3)_2$ and $Ce(NO_3)_2$) was subjected to reduction in an $H_2/Ar$ atmosphere to prepare $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst. The characteristics of the catalysts were examined using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), temperature programmed reduction ($H_2-TPR$), temperature programmed desorption ($H_2-TPD$, $CO_2-TPD$), temperature programmed oxidation (TPO), and Raman spectroscopy. The investigation revealed that the plasma-reduced $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst exhibited superior catalytic activity for the production of syngas, compared to the thermally reduced catalyst. Besides, the plasma-reduced $Ni-CeO_2/{\gamma}-Al_2O_3$ catalyst was found to show long-term catalytic stability with respect to coke resistance that is main concern regarding the DRP process.

Study on Ti-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for High Stability Lithium Ion Batteries (고안정성 리튬이온전지 양극활물질용 Ti 치환형 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 연구)

  • Jeon, Young Hee;Lim, Soo A
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.24 no.4
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    • pp.120-132
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    • 2021
  • Although the development of high-Nickel is being actively carried out to solve the capacity limitation and the high price of raw cobalt due to the limitation of high voltage use of the existing LiCoO2, the deterioration of the battery characteristics due to the decrease in structural stability and increase of the Ni content. It is an important cause of delaying commercialization. Therefore, in order to increase the high stability of the Ni-rich ternary cathod material LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2, precursor Ni0.6Co0.2Mn0.2-x(OH)2/xTiO2 was prepared using a nanosized TiO2 suspension type source for uniform Ti substitution in the precursor. It was mixed with Li2CO3, and after heating, the cathode active material LiNi0.6Co0.2Mn0.2-xTixO2 was synthesized, and the physical properties according to the Ti content were compared. Through FE-SEM and EDS mapping analysis, it was confirmed that a positive electrode active material having a uniform particle size was prepared through Ti-substituted spherical precursor and Particle Size Analyzer and internal density and strength were increased, XRD structure analysis and ICP-MS quantitative analysis confirmed that the capacity was effectively maintained even when the Ti-substituted positive electrode active material was manufactured and charging and discharging were continued at high temperature and high voltage.