• 제목/요약/키워드: Nano-hardness

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실리콘 기판에 증착된 질소도핑 DLC 박막의 특성 (Characteristic of Nitrogen doped Diamond-Like Carbon film on the Silicon substrates)

  • 반 카오;김태현;김혜성;신동철;김태규
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.34-40
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    • 2013
  • Various depositional conditions, such as substrate, pressure, deposition time, temperature of substrate, power and gas composition, have mainly been studied to attain DLC films using RF sputtering system up to the current. In this study, the $N_2/Ar/CH_4$ gas mixture factored on characteristics of DLC deposited film such as structure, hardness, electrical property were investigated. The concentration of the $N_2$ gas in the sputtering gas may be a significant effect on the growth rate of the doped films, because nitrogen ions react not only with the carbon atoms on the target but also with $C_xH_y$ ions in the plasma on the substrate surface. It was seen from this experimental that the resistance of deposited film is decreased, and the relative intensity ratio of D to G peak is increased as nitrogen content of film deposition is increased.

Application of ta-C Coating on WC Mold to Molded Glass Lens

  • Lee, Woo-Young;Choi, Ju-hyun
    • Tribology and Lubricants
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    • 제35권2호
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    • pp.106-113
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    • 2019
  • We investigated the application of tetrahedral amorphous carbon (ta-C) coatings to fabricate a glass lens manufactured using a glass molding process (GMP). In this work, ta-C coatings with different thickness (50, 100, 150 and 200 nm) were deposited on a tungsten carbide (WC-Co) mold using the X-bend filter of a filtered cathode vacuum arc. The effects of thickness on mechanical and tribological properties of the coating were studied. These ta-C coatings were characterized by atomic force microscopy, scanning electron microscopy, nano-indentation measurements, Raman spectrometry, Rockwell-C tests, scratch tests and ball on disc tribometer tests. The nano-indentation measurements showed that hardness increased with an increase in coating thickness. In addition, the G-peak position in the Raman spectra analysis was right shifted from 1520 to $1586cm^{-1}$, indicating that the $sp^3$ content increased with increasing thickness of ta-C coatings. The scratch test showed that, compared to other coatings, the 100-nm-thick ta-C coating displayed excellent adhesion strength without delamination. The friction test was carried out in a nitrogen environment using a ball-on-disk tribometer. The 100-nm-thick ta-C coating showed a low friction coefficient of 0.078. When this coating was applied to a GMP, the life time, i.e., shot counts, dramatically increased up to 2,500 counts, in comparison with Ir-Re coating.

식품소재화를 위한 Calendula officinalis L. 꽃잎의 항피부노화 기능성 규명 및 비효소적 연화 기술 연구 (Non-enzymatic softening of Calendula officinalis L. petals and its anti-skin aging effect for food materialization)

  • 임석원;최성빈;이범주;김형섭;이다영;변상균
    • 한국식품과학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.243-247
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    • 2019
  • UVB에 의한 MMP-1의 과발현이 카렌듈라 꽃잎을 처리하여 주면 농도의존적으로 감소하였다. 이를 통해 연화시킨 카렌듈라 꽃잎이 UVB에 의한 피부의 광노화를 억제시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 가열과 산처리의 복합처리를 통한 카렌듈라 꽃잎의 연화에서 처리시간, 온도, pH에 따른 연화 수준을 punctual test를 통해 비교 분석하였다. Hardness 값의 비료 분석을 통해 연화특성 및 효과가 처리 조건들에 의해 다름을 확인할 수 있었으며, $70^{\circ}C$ 이상의 높은 온도에 의한 연화효과가 산처리에 의한 효과보다 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 하지만 열처리에 의한 연화의 경우 에너지 소비가 큰 것을 고려할 때, pH 2.1에서는 $50^{\circ}C$, 30분의 열처리만으로도 $70^{\circ}C$ 이상의 열처리 효과가 나타나므로, 이 연화처리 조건이 경제적으로 가장 효율적이라 판단되었다.

나노입자 첨가를 통한 우레탄수지의 캐비테이션 저항 향상 (Addition of nano particle to increase the cavitation resistance of urethane)

  • 이익수;김낙주;박대원
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.679-687
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    • 2014
  • 본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Multi wall과 Single wall type의 Carbon nano tube(CNT)와 Spherical과 Fiber type의 Graphite 나노 입자를 첨가하여 물성과 캐비테이션에 대한 저항성, 작업성 등을 비교 평가하였다. 나노 입자로서 Graphite에서는 캐비테이션 저항성($t_{50}$)이 Spherical type($t_{50}$ 182min)보다는 Fiber type($t_{50}$ 292min)이 높은 캐비테이션 저항성을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한 CNT에서는 Single wall type의 캐비테이션 저항성($t_{50}$ 286min)이 Multi wall보다는 더 높은 것으로 관찰되었다. 나노 입자중에서 가격 및 캐비테이션 저항성을 감안하면 가장 최적의 나노 입자는 Fiber type의 Graphite로 관찰되었다. 도료의 작업성 평가에서 수동 작업에 의해 제작된 표면은 매끈한 표면을 가지고 있으나 Spray 작업에 의해 제작된 표면은 표면이 균일하지 않으며 Spray시 발생된 Dust가 표면에 고착된 형태로 관찰되었다.

SiC 나노입자를 이용하여 형성한 Ni-SiC 복합도금막의 미세구조 및 특성 (Microstructure and Properties of Ni-SiC Composite Coating Layers Formed using Nano-sized SiC Particles)

  • 이홍기;손성호;이호영;전준미
    • 한국표면공학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.63-69
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    • 2007
  • Ni-SiC composite coating layers were formed using two kinds of SiC nano-particles by DC electrodeposition in a nickel sulfamate bath containing SiC particles. The effect of stirring rate and SiC particle type on the microstructure and properties of Ni-SiC composite coating layers were investigated. Results revealed that the trend of deposition rate is closely related to the codeposition of SiC and the deposition rate. or nickel, and the codeposition behavior of SiC can be explained by using hydrodynamic effect due to stirring. The average roughness and friction coefficient are closely related to the codeposition of SiC and SiC particle size. It was found that the Victors microhardness of the composite coating layers increased with increasing codeposition of SiC. The composite coating layers containing smaller SiC particle showed higher hardness. This can be explained by using the strengthening mechanism resulting from dispersion hardening. Anti-wear property of the composite coating layers formed using 130 nm-sized SiC nano-particles has been improved by 2,300% compared with pure electroplated-nickel layer.

나노여과막을 활용한 고경도 농축수 제조 (Production of High Hardness Concentrated Seawater Using NF Membrane)

  • 지호;문덕수;최미연;김광수;이호생;김현주
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.333-337
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 해수담수화 과정 중 생기는 농축수(Concentrated seawater)에서 염소이온은 제거하고 유용미네랄인 마그네슘, 칼슘은 잔존시키는 수질조정 기술로 고경도 농축수 제조 공정 개발에 있다. 기존의 고경도 농축수를 생산하는 일반적인 방법으로 증발법을 사용하고 있는 실정이다. 증발법은 에너지 소비량이 큰 단점을 가지고 있어, 본 연구에서는 에너지 소비량을 줄일 수 있는 막여과법을 사용하여 고경도 농축수를 제조하였다. 연구에 사용한 막은 나노여과막으로서, 제품의 사양, 농축 차수, 압력 등의 인자에 따라 고경도 농축수를 다양하게 만들 수 있었다. 본 연구의 실험 결과로 나노여과 막을 이용하여 고경도 농축수를 제조한 실험 결과, 압력은 15 bar~20 bar, 농축차수는 2차~3차에서의 결과 값이 경제성 등을 고려하였을 때 효과가 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 통하여 나노여과막을 이용한 고경도 농축수 제조에 경제적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료되어진다.

UBM Sputtering System에 의한 TiN막의 색상과 경도에 관한 연구 (The Study of Color and Hardness of TiN Thin Film by UBM Sputtering System)

  • 박문찬;이종근;주경복
    • 한국안광학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.57-62
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    • 2009
  • 목적: Magnetron의 세기를 비대칭으로 한 unbalanced magnetron sputtering 장치를 설계 제작하고 sus304시편 위에 TiN박막을 증착하여 색상과 경도에 관한 연구를 하고자 한다. 방법: 증착된 박막표면의 화학조성을 양적으로 분석하기 위하여 XPS high resolution scan과 curve fitting을 수행하였으며, 박막 표면의 경도를 측정하기 위해 nano indentation 장비를 이용하였다. 결과: 박막 두께가 두꺼워지면 박막의 색상은 처음에는 연한 금색, 시간이 지남에 따라 어두운 금색, 연보라, 남색으로 바뀌었다. 두께에 따른 박막의 색상변화는 박막에$TiO_{x}N_{y}$, $TiO_2$, TiN과 같은 세가지 화합물의 조성변화에 기인함을 알 수 있었으며,$ TiO_{x}N_{y}$의 조성변화가 두께에 따른 색상변화에 가장 큰 영향을 미치는 것을 여겨졌다. 결론: TiN박막의 비커스 경도가 TiN의 일반적인 경도보다 수치가 작은 것은 박막이 TiN, $TiO_2$,$TiO_{x}N_{y}$ 세가지 물질 섞여 있기 때문이라고 여겨지며, 두께에 따른 박막의 경도가 점점 커지다가 줄어드는 것은 두께에 따른 TiN 양과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

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CVD로 in-situ 도핑된 다결정 3C-SiC 박막의 기계적 특성 (Mechanical properties of In-situ doped poly crystalline 3C-SiC thin films grown by CVD)

  • 이규환;정귀상
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.194-194
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    • 2009
  • 3C-SiC thin films are widely used in extreme environments, radio frequency (RF) environments, and bio-materials for micro/nano electronic mechanical systems (M/NEMS). The mechanical properties of 3C-SiC thin films need to be considered when designing M/NEMS, so Young's Modulus and the hardness need to be accurately measured. Young's Modulus and the hardness are influenced by N-doping. In this paper, we show that the mechanical properties of poly (polycrystalline) 3C-SiC thin films are influenced by the N-doping concentration. Furthermore, we measure the mechanical properties of 3C-SiC thin films for N-doping concentrations of 1%, 3%, and 5%, by using nanoindentation. For films deposited using a 1% N-doping concentration, Young's Modulus and the hardness were measured as 270 GPa and 30 GPa, respectively. When the surface roughness of the thin films was investigated by using atomic force microscopy (AFM), the roughness of the 5% N-doped 3C-SiC thin film was the lowest of all the films, at 15 nm.

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Microstructure and Hardness of TiC Particle-reinforced Fe Self-fluxing Alloy Powders Based Hybrid Composite Prepared by High Energy Ball Milling

  • Park, Sung-Jin;Song, Yo-Seung;Nam, Ki-Seok;Chang, Si-Young
    • 한국분말재료학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.122-126
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    • 2012
  • The Fe-based self-fluxing alloy powders and TiC particles were ball-milled and subsequently compacted and sintered at various temperatures, resulting in the TiC particle-reinforced Fe self-fluxing alloy hybrid composite, and the microstructure and micro-hardness were investigated. The initial Fe-based self-fluxing alloy powders and TiC particles showed the spherical shape with a mean size of approximately 80 ${\mu}m$ and the irregular shape of less than 5 ${\mu}m$, respectively. After ball-milling at 800 rpm for 5 h, the powder mixture of Fe-based self-fluxing alloy powders and TiC particles formed into the agglomerated powders with the size of approximately 10 ${\mu}m$ that was composed of the nanosized TiC particles and nano-sized alloy particles. The TiC particle-reinforced Fe-based self-fluxing alloy hybrid composite sintered at 1173 K revealed a much denser microstructure and higher micro-hardness than that sintered at 1073 K and 1273 K.

Spark Plasma Sintering of Stainless Steel Powders Fabricated by High Energy Ball Milling

  • Chang, Si Young;Oh, Sung-Tag;Suk, Myung-Jin;Hong, Chan Seok
    • 한국분말재료학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.97-101
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    • 2014
  • The 304 stainless steel powders were prepared by high energy ball milling and subsequently sintered by spark plasma sintering, and the microstructural characteristics and micro-hardness were investigated. The initial size of the irregular shaped 304 stainless steel powders was approximately 42 ${\mu}m$. After high energy ball milling at 800 rpm for 5h, the powders became spherical with a size of approximately 2 ${\mu}m$, and without formation of reaction compounds. From TEM analysis, it was confirmed that the as-milled powders consisted of the aggregates of the nano-sized particles. As the sintering temperature increased from 1073K to 1573K, the relative density and micro-hardness of sintered sample increased. The sample sintered at 1573K showed the highest relative density of approximately 95% and a micro-hardness of 550 Hv.