• 제목/요약/키워드: Friction Force Microscopy

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Influence of Surface Treatment on Adhesion between Pt Nanoparticle and Carbon Support

  • Kim, Jong Hun;Choi, Han Shin;Yuk, Youngji;Park, Jeong Young
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.598-598
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    • 2013
  • The short lifetime of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) is the one of the main problems to be solved for commercializing. Especially, the weak adhesion between metal nanoparticles and supports deteriorate the performances of nanocatalysts, therefore, it is considered to be a major failure mechanism. Using force-distance spectroscopy of atomic force microscopy (AFM), we characterized the adhesion between Pt nanoparticles and carbon supports that is crucially related to the durability for membrane fuel cell (MFC) electrode. In our study, force distance curves measured with Pt coated AFM cantilever, mimicking the behavior of corresponding nanoparticles on carbon supports, leads to the adhesion between metal nanoparticles and carbon supports. We found that theadhesion between Pt and HNO3-treated carbon is enhanced by a factor of 4, compared to Pt and bare carbon support, that is consistent with the macroscopic durability test of PEMFC. The higher adhesion between Pt and HNO3-treated carbon can be explained in light of the stronger chemical interaction by C/O functional groups.

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Tribological Behavior of Mono- and Multilayer Coverings on Silicon Surface

  • Zhavnerko, G.K.;Ahn, Hyo-Sok;Ondarcuhu, T.;Chizhik, S.A.
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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    • pp.43-44
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    • 2002
  • Langmuir-Blodgett mono- and multilayer films from 2,4-heneicosanedione have been examined as lubrication coatings In the process of wear. Tribological properties of the films have been studied by atomic force microscopy and microtribometer. It has been observed that the wear resistance of silicon surface coated with OTS/LB multilayer system increased by several orders of magnitude compared to uncoated surfaces at low normal load. The results obtained suggest that the system constructed on silicon surface reduces surface energy, friction coefficient and increases life of substrate due to a possibility of LB film self-repairing during frictional contact.

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The Effect of Surface Engineering on Nanoscale Adhesion and Friction of Nano and Energy Materials

  • 박정영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.35-36
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    • 2013
  • 본 발표는 atomic force microscopy (원자력현미경) 기법을 이용하여 그래핀을 포함한 다양한 나노물질의 물리적, 화학적, 역학적, 또한 전기적 특성의 상호영향 (correlation)의 이해를 목표로 한다. 원자력 현미경은 표면과 검침사이의 물리적 힘을 측정하고 이를 피드백시킴으로써 표면의 형상을 얻는 원리이며 표면의 역학적 (마찰력, 점착력), 전기수송적 특성을 동시에 측정할 수 있는 이점이 있다. 또한 원자력 현미경은 표면의 구조적인 특성과 표면에너지에 대한 정보를 나노미터 스케일에서 줄 수 있다. 나노선, 나노입자, 또한 연료전지의 모델 시스템에서 원자력현미경을 이용한 표면의 나노역학적 특성 및 점착력의 측정이 다루어질 것이며 표면공학을 통한 표면처리에 따른 마찰력과 점착력의 제어를 논의할 것이다.

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CSS test에 의한 레이저 텍스쳐 디스크의 나노-트라이볼로지 (Nano-tribology of laser textured hard disk by contact start/stop test)

  • 김우석;황평;김장교
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1589-1595
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    • 2000
  • 레이저 텍스쳐와 미케니칼 텍스쳐 컴퓨터 하드디스크의 마찰과 마코 매카니즘이 Contact Start/Stop test 실행후의 특성들에 대해 연구되었다. 다양한 분석적이고 기계적인 테스트 기술들이 이용되었다. 형상, 조도, 화학적 조성, 기계적 성질, CSS 로부터 기인된 코팅의 마찰특성들에 대해 그 변화들을 조사하였다. 즉, AFM(Atomic Force Microscopy), Nano-Indentation, Nano-Scratch, TOF-SIMS(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectroscopy), AES(Auger Electronic Spectroscopy)등이 이 연구에 적용되었다. 레이저 텍스쳐 범프의 표면조도와 미케니칼 텍스쳐 지역의 표면조도는 각각 대략적으로 4nm 와 7nm 감소되었다. 탄성계수와 경도값은 CSS test후에 증가하였고 가장 바깥쪽의 코팅층의 변형강화가 생겨났다. 자성층과 Ni-P 층 사이에 점착성의 문제가 확인되었다. TOF-SIMS 분석은 C 와 $C_2F_5$의 세기에 있어서 감소를 드러냈고 이것은 코팅 표면에 윤활제 요소의 마모를 확실시 할수 있는 결과로 나타났다.

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물리기상증착법으로 형성된 다이아몬드상 탄소 박막의 마찰 특성에 관한 연구

  • 박관우;문일도;나종주;김대은
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.141-141
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    • 2004
  • 다이아몬드상 탄소(diamond-like carbon, DLC) 박막은 명칭에 함축된 의미로 알 수 있듯이 다이아몬드와 유사한 특징을 지니고 있다. DLC 박막은 비정질(amorphous) 고상 탄소 박막으로 구조적으로 Sp$^1$, Sp$^2$, Sp$^3$의 결합들로 구성되어 있다. DLC 박막의 물성으로는 우수한 경도, 내마모성, 낮은 마찰계수, 화학적 안정성 그리고 적외선(IR) 영역에서의 높은 투과율 등이 있다. 현재 DLC 박막은 앞서 열거된 물성들의 장점을 활용하여 다양한 산업분야에서 활발히 응용되고 있다.(중략)

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고효율 DC 마그네트론 스파터링법으로 성장시킨 다이아몬드상 카본의 물리적, 전기적 특징 (Physical and Electrical Properties of Amorphous Carbon(a-C) Thin Films Grown by High Rate DC Magnetron Sputtering method)

  • 박용섭;한전건;홍병유
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료 반도체 세라믹
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    • pp.83-87
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    • 2003
  • Thin films of amorphous carbon (a-C) generally combine high wear resistance with low friction coefficients and a-C films have widespread applications as protective coatings and passivation of electrical circuit and insulating layer. In this work we deposited the amorphous carbon (a-C) films on silicon substrate with a high rate DC magnetron sputtering system. It is obtained parameters on the deposition rate and physical properties of a-C films using a wide range of Ar gas pressure and DC power. The physical properties of the films were analyzed by Nanoindenter and AFM (Atomic Force Microscopy), The electrical properties were investigated by electrical conductivity measurement.

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Nanocomposite Coating with TiAlN and Amorphous Carbon Phases Synthesized by Reactive Magnetron Sputtering

  • Kim, Bom Sok;Kim, Dong Jun;La, Joung Hyun;Lee, Sang Yong;Lee, Sang Yul
    • 대한금속재료학회지
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    • 제50권11호
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    • pp.801-808
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    • 2012
  • TiAlCN coatings with various C contents were synthesized by unbalanced magnetron sputtering. The characteristics, the crystalline structure, surface morphology, hardness, and friction coefficient of the coatings as a function of the C content were investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy (AFM), a microhardness tester, and a wear test. In addition, their corrosion behaviors in a deaerated 3.5 wt% NaCl solution at $40^{\circ}C$ were investigated by potentiodynamic polarization tests. The results indicated that the $Ti_{14.9}Al_{15.5}C_{30.7}N_{38.9}$ coating had the highest hardness, elastic modulus, and a plastic deformation resistance of 39 GPa, 359 GPa, and 0.55, respectively, and it also had the lowest friction coefficient of approximately 0.26. Comparative evaluation of the TiAlCN coatings indicated that a wide range of coating properties, especially coating hardness, could be obtained by the synthesis methods and processing variables. The microhardness of the coatings was much higher than that from previously reported coating using similar magnetron sputtering processes. It was almost as high as the microhardness measured from the TiAlCN coatings (~41 GPa) synthesized using an arc ion plating process. The potentiodynamic test showed that the corrosion resistance of the TiAlCN coatings was significantly better than the TiAlN coatings, and their corrosion current density ($i_{corr}$), corrosion potentials ($E_{corr}$) and corrosion rate decreased with an increasing C content in the coatings. The much denser microstructure of the coatings due to the increased amount of amorphous phase with increasing C contents in the coatings could result in the the improved corrosion resistance of the coatings.

나노/마이크로 인덴터와 AFM을 이용한 스퀴즈 캐스트 A356 합금의 시효경화특성 평가 (Evaluation of Age-Hardening Characteristics of Squeeze-Cast A356 Alloy by Using Micro/Nano Indenter with AFM)

  • 윤성원;김현일;강충길
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1398-1401
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    • 2005
  • The nano/microstructure, the aging response (in T5 heat treatment), and the mechanical/tribological properties of the eutectic regions in squeeze-cast A356 alloy were investigated using nano/micro-indentation and mechanical scratching, combined wit optical microscopy and atomic force microscope(AFM). Most eutectic Si crystals in the A356 alloy showed a modified morphology as fine-fibers. The loading curve for the eutectic region was more irregular than that of the primary Al region due to the presence of various particles of varying strength. In addition, the eutectic region showed lower pile-up and higher elastic recovery than the primary Al region. The aging responses of the eutectic regions in the squeeze-cast A356 alloys aged at $150^{\circ}C$ for different times(0, 2, 4, 8, 10, 16, 24, 36 and 72 h) were investigated. As the aging time increased, acicular Si particles in the eutectic regions gradually came to a fine structure. Both Vickers hardness ($H_V$) and indentation ($H_{IT}$) test results showed almost the same trend of aging curves, and the peak was obtained at the same aging time of 10 h. A remarkable size-dependence of the tests was found. The friction coefficient for the eutectic region was lower than that for the primary Al region.

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봉화 북지리 석조반가상의 보존 및 받침대 안정성 평가 (Conservation and Pedestal Stability Estimation of the Bukji-ri Stone Pensive Bodhisattva of Bonghwa)

  • 채우민;장민경;이용희;황현성
    • 박물관보존과학
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    • 제17권
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    • pp.85-100
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    • 2016
  • 경북대학교박물관에서 소장하고 있는 봉화 북지리 석조반가상은 국립중앙박물관 특별전 '고대불교조각대전 <불상, 간다라에서 서라벌까지>'의 전시를 위해 운송과정을 거쳐 보존처리를 수행하였다. 석조반가상에는 표면에 오염물, 입상분해, 균열 등이 발생한 상태였으며 특히, 하단부가 사선으로 파손되어 단독으로 세울 수 없었으므로 전시 시 직립 안정성을 확보하기 위한 받침대를 제작하였다. 또한 암석의 구성광물을 동정하고 오염물을 확인하기 위해 편광현미경 및 실체현미경 관찰, SEM-EDS분석을 실시하였다. 그 결과, 봉화 북지리 석조반가상은 흑운모 화강암으로 구성된 것을 확인하였다. 새로 제작한 받침대에 원형의 우레탄수지로 만든 봉을 여러 군데 박아 넣었고 이에 대한 마찰력 실험으로 받침대 안정성을 평가하였다. 우레탄수지 및 에폭시수지의 마찰력 비교실험에서는 에폭시수지보다 우레탄수지가 높은 마찰계수 결과를 나타냈다. 따라서 봉화 북지리 석조반가상은 우레탄봉을 사용한 받침대를 받침으로써 보다 안정적인 전시가 가능하였다.