• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.47-52
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• 2013

본 연구는 $Ni/Ce_xZr_{1-x}O_2$ 촉매를 이용하여 프로판의 자열개질반응을 통한 수소제조에 관한 것이다. $Ni/Ce_xZr_{1-x}O_2$ 촉매는 용매로서 물을 사용한 방법(CZ-W), 우레아와 물을 사용한 방법(CZ-UW), 우레아, 에탄올 및 물을 사용한 방법(CZ-UWA)으로 각각 제조하였다. 반응물질의 조성은 $Steam/C_3H_8$=3, $C_3H_8/O_2$=2.70 이었고, 반응은 상압 고정층 유통식 반응기에서 $300{\sim}700^{\circ}C$ 온도범위에서 진행하였다. 촉매제조시 용매에 우레아 및 에탄올을 첨가할 경우 촉매의 활성이 증가하였다. CZ-UW 촉매의 경우 클러스터형태의 탄소생성에 기인한 활성점 피막으로 인해 쉽게 비활성화가 초래됐다. 하지만 CZ-UWA 촉매의 경우 반응 후 탄소가 활성에 영향을 미치지 않는 나노파이버형태로 존재하여 활성저하가 발생되지 않음을 SEM을 통해 확인했다. 또한 $Ni/Ce_{0.75}Zr_{0.25}O_2$ 촉매의 전환율 및 수율이 더 좋게 나타났으며 또한 소량의 Cobalt를 첨가했을 때 탄소에 대한 저항성이 크게 향상됨을 TGA로 확인하였다.

• 한국진공학회지
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• 제9권4호
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• pp.382-388
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• 2000

ECR-PECVD 방법을 이용하여 ECR power, $CH_4/H2$ 가스 혼합비와 유량, 증착시간, negative DC self bias 전압 등을 변화 시켜가면서 수소가 함유된 비정질 탄소 박막을 제조하고, 증착조건에 따른 박막의 결합구조 변화를 FTIR로 분석하였다. a-C:H 박막에 대한 FTIR 스팩트럼의 흡수 peak들은 2800~3000 $\textrm{cm}^{-1}$ 영역에서 관측되었으며, 대부분 $sp^3$ 결합을 하고있고 일부 $sp^2$ 결합구조가 존재함을 알 수 있었다. $CH_4/H_2$ 가스 혼합비와 유량의 미소 변화는 a-C:H 박막의 탄소와 수소의 결합구조에 큰 영향을 미치지 않았으며, 증착 시간이 증가할수록 탄소와 수소 원자들의 결합구조가 $CH_3$ 구조로부터 $CH_2$ 나 CH 구조로 변하고 있음을 확인하였다. 또한, bias 전압을 증가시킬수록 플라즈마에 의한 이온충돌 현상이 두드러져 탄소와 결합하고 있던 수소원자들이 떨어져 나가는 탈수소화 현상도 확인할 수 있었으며, 증착조건에 따른 a-C:H 박막의 결합구조 분석을 토대로 산업에 응용할 수 있는 높은 경도와 밀착성을 갖는 박막을 ECR-PECVD 방법으로 제조할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2001년도 춘계학술대회논문집:21세기 신지식정보의 창출
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• pp.224-231
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• 2001

2.45 GHz 마이크로웨이브를 사용하는 전자회전공명 플라즈마를 이용하여 화학적 기상증착(electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition; ECR-PECVD) 방법으로 ECR 마이크로웨이브 power, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량, 증착시간, 그리고 기판 bias 전압 등을 변화시켜 가면서 수소가 함유된 비정질 탄소(a-C:H) 박막을 증착하였고, 증착시킨 박막의 특성을 AES(Auger electron spectroscopy), ERDA(elastic recoil detection analysis), FTIR(Fourier transform infrared) 및 Raman 측정 등으로 조사하였다. 증착시킨 a-C:H 박막은 탄소 및 수소원소들로만 구성되어 있음을 AES 측정으로 확인하였다. 그리고 FTIR 측정으로부터 a-C:H 박막은 대부분 sp$^3$결합을 하고 있고 일부는 sp$^2$결합을 하고 있음을 확인하였으며, CH$_4$/H$_2$가스 혼합비와 유량의 변화가 a-C:H 박막의 탄소와 수소의 결합구조에 큰 영향을 미치지 않았으며, 다만 증착시간이 증가할수록 탄소와 수소 원자들의 결합구조가 $CH_3$구조에서 CH$_2$나 CH 구조로 변하고 있음을 알았다. 또한 Raman 스펙트럼의 Gaussian curve fitting을 통하여 sp$^3$/sp$^2$의 결합수에 비례하는 D 및 G peak의 면적 강도비(I$_{D}$/l$_{G}$)는 기판 bias 전압을 증가시킬수록 증가하였으며, 경도도 역시 증가하였다.하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.375-382
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• 2010

A layered perovskite photocatalysts, $SrBi_2Nb_2O_9$ (SBN), was synthesized by the conventional solid-state reaction method and characterized by X-ray diffraction (XRD) and UV-visble spectrophotometry. The results showed that the structure of $SrBi_2Nb_2O_9$ is orthorhombic. Diffuse reflectance spectra for calcined and attrition-milled SBN showed the main absorption edges were less 400 nm, that is ultraviolet region. SBN under micron-sized powder was deposited on the $Al_2O_3$ by room temperature powder spray in vacuum process, so called aerosol deposition (AD), and nano-grained $SrBi_2Nb_2O_9$ photocatalytic thick film was fabricated. AD-deposited SBN thick films were characterized by XRD, scanning electron microscopy (SEM) and UV-visable spectrophotometry, Moreover, it was found that several nano-sized SBN film by AD process can improve the photocatalytic activity under visable reflectance.

• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.359-361
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• 1998

$SiH_{4}$를 반응물질로 사용하여 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD)로 실리콘 기판위에 증착한 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)으로부터 가시 photoluminescence(PL) 가 관찰되었다. a-si:H/Si로 부터의 PL은 다공질실리콘으로부터의 PL과 유사하였다. 급속열처리에 의해 $500^{\circ}C$에서 2분간 산소분위기에서 어닐링된 시편의 수소함량은 1~2%로 줄어들었고 시편은 가시 PL을 보여주지 않았는데 이는 a-Si:H의 PL과정에서 수소가 중요한 역할을 한다는 것을 뜻한다. 증착된 a-Si:H의 두께가 증가함에 따라 PL의 세기는 감소하였다. $SiH_{4}$를 사용하여 ECR-PECVD에 의해 Si상에 증착된 a-Si:H로부터의 가시 PL은 Si과 증착된 a-Si:H막 사이에 증착이 이루어지는 동안에 형성된 수소화실리콘으로부터 나오는 것으로 추론된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.145-145
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• 2010

In this paper, we report that the effects of hydrogen doping on the electrical and optical properties of typical transparent conducting oxide films such as ZnO and $SnO_2$ prepared by magnetron sputtering. Recently, density functional theory (DFT) calculations have shown strong evidence that hydrogen acts as a source of n-type conductivity in ZnO. In this work, the beneficial effect of hydrogen incorporation on Ga-doped ZnO thin films was demonstrated. It was found that hydrogen doping results a noticeable improvement of the conductivity mainly due to the increases in carrier concentration. Extent of the improvement was found to be quite dependent on the deposition temperature. A low resistivity of $4.0{\times}10^{-4}\;{\Omega}{\cdot}cm$ was obtained for the film grown at $160^{\circ}C$ with $H_2$ 10% in sputtering gas. However, the beneficial effect of hydrogen doping was not observed for the films deposited at $270^{\circ}C$. Variations of the electrical transport properties upon vacuum annealing showed that the difference is attributed to the thermal stability of interstitial hydrogen atoms in the films. Theoretical calculations also suggested that hydrogen forms a shallow-donor state in $SnO_2$, even though no experimental determination has yet been performed. We prepared undoped $SnO_2$ thin films by RF magnetron sputtering under various hydrogen contents in sputtering ambient and then exposed them to H-plasma. Our results clearly showed that the hydrogen incorporation in $SnO_2$ leads to the increase in carrier concentration. Our experimental observation supports the fact that hydrogen acting as a shallow donor seems to be a general feature of the TCOs.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.627-633
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• 2011

연료전지 무인기 탑재용 수소발생기의 온도환경변화에 따른 성능평가를 수행하였다. 수소 저장 및 발생을 위해 화학수소화물 중 수소함량이 높고 저장성이 우수한 수소화붕소나트륨($NaBH_4$)을 연료로 사용하였으며, 촉매를 이용한 가수분해반응을 통해 수소를 발생하였다. 수소발생기의 온도환경변화를 위한 저온 및 고온 챔버를 각각 준비하였으며, 온도범위는 $-20^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지 $20^{\circ}C$의 간격으로 설정하였다. 20과 25wt.%의 $NaBH_4$ 용액 농도에서 수소발생기의 수소발생률과 반응기와 분리기의 온도변화를 측정하였다. 수소 발생률은 반응주기가 반복될수록 감소하였으며, 저온 환경에서는 높은 수소발생률을 보였지만, 고온 환경에서는 수소발생률이 급격히 감소하였다. 수소발생률의 감소는 촉매유실과 촉매표면의 $NaBO_2$ 도포가 원인으로 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.428-433
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• 2000

The consolidation behavior of multicomponent particles prepared by the flame hydrolysis deposition process is examined to identify the effects of Si substrate temperature. To fabricate multi-component particles, a vapor-phase ternary mixture of $SiCl_4(100 cc/min),\;BCl_3(30cc/min)\;and\;POCl_3,(5cc/min)$ was fed into a coflow diffusion oxy-hydrogen flame burner. The doped silica soot bodies were deposited on silicon substrates under various deposition conditions. The surface temperature of the substrate was measured by an infrared thermometer. Changes in the chemical states of the doped silica soot bodies were examined by FT-IR(Fourier-transformed infrared spectroscopy). The deposited particles on the substrate were heated at $1300^{\circ}C$ for 3h in a furnace at a heating rate of 10K/min. Si-O-B bending peak has been found when surface temperature exceeds $720^{\circ}C$. Correspondingly, the case with substrate temperatures above loot produced good consolidation result.

• 한국재료학회지
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• 제23권12호
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• pp.702-707
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• 2013

High-quality ${\beta}$-silicon carbide (SiC) coatings are expected to prevent the oxidation degradation of carbon fibers in carbon fiber/silicon carbide (C/SiC) composites at high temperature. Uniform and dense ${\beta}$-SiC coatings were deposited on carbon fibers by low-pressure chemical vapor deposition (LP-CVD) using silane ($SiH_4$) and acetylene ($C_2H_2$) as source gases which were carried by hydrogen gas. SiC coating layers with nanometer scale microstructures were obtained by optimization of the processing parameters considering deposition mechanisms. The thickness and morphology of ${\beta}$-SiC coatings can be controlled by adjustment of the amount of source gas flow, the mean velocity of the gas flow, and deposition time. XRD and FE-SEM analyses showed that dense and crack-free ${\beta}$-SiC coating layers are crystallized in ${\beta}$-SiC structure with a thickness of around 2 micrometers depending on the processing parameters. The fine and dense microstructures with micrometer level thickness of the SiC coating layers are anticipated to effectively protect carbon fibers against the oxidation at high-temperatures.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권8호
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• pp.825-833
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• 1997

Silicon carbide films were deposited by low pressure chemical vapor deposition(LPCVD) using MTS(CH3SICl3) in hydrogen atmosphere on (100) Si substrate. To prevent the unstable interface from being formed on the substrate, the experiments were performed through three deposition processes which were the deposition on 1) as received Si, 2) low temperature grown SiC, and 3) carbonized Si by C2H2. The microstructure of the interface between Si substrates and SiC films was observed by SEM and the adhesion between Si substrates and SiC films was measured through scratch test. The SiC films deposited on the low temperature grown SiC thin films, showed the stable interfacial structures. The interface of the SiC films deposited on carbonized Si, however, was more stable and showed better adhesion than the others. In the case of the low temperature growth process, the optimum condition was 120$0^{\circ}C$ on carbonized Si by 3% C2H2, at 105$0^{\circ}C$, 5 torr, 10 min, showed the most stable interface. As a result of XRD analysis, it was observed that the preferred orientation of (200) plane was increased with Si carbonization. On the basis of the experimental results, the models of defect formation in the process of each deposition were compared.