• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.189-189
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• 2011

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위해 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 인공관절의 수명을 결정하게 되는데, 헤드 부분에 메탈소재와 라이너 부분에 고분자 소재를 사용하는 MOP (metal on polymer) 구조의 인공관절은 충격흡수의 장점이 있는 반면 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재 시술의 주요 원인이 되고 있다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 따라서 인공관절의 수명을 늘리기 위해 DLC, ZrO, TiN 등의 높은 경도 값을 갖는 박막을 금속 헤드 위에 증착하여 상대재인 인공관절용 고분자 소재의 마모량을 줄이고자 하는 연구가 활발하게 진행 되고 있다. 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대제인 UHMWPE (ultra high molecular polyethylene)의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량을 감소시키기 위하여, 박막 증착전에 질소를 이온주입하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, 또한 Co-Cr 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. NbN 박막의 특성을 평가하기 위해 XRD, XPS, AFM 등의 분석을 수행하였으며, 상대재인 초고분자량 폴리에틸렌의 마모량을 측정하기 위해 Pin-on-disk tester를 이용하여 마모 실험을 진행하였다. 마모 실험 결과, pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에 대한 마모 특성이 향상 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.13 no.5
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• pp.204-210
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• 2003

Electron magnetic resonance (EMR) of paramagnetic Cr$^{3+}$, Mn$^{2+}$, and Fe$^{3+}$ impurity ions in ferroelectric LiNbO$_3$ and LiTaO$_3$ single crystals has been studied. The actual sites location of paramagnetic impurity ions in the crystals was suggested from the experimental results and zero field splitting parameters calculated by superposition model. It turns out that Cr$^{3+}$ ions in LiNbO$_3$ crystal have two resonance centers and enter both the Li$^{+}$ and Nb$^{5+}$ ions. Mn$^{2+}$ and Fe$^{3+}$ impurity ions in LiNbO$_3$ substitute for Nb$^{5+}$ ions. However, both Cr$^{3+}$ and Fe$^{3+}$ ions in LiTaO$_3$ crystal reside at Li$^{+}$ ions.$ +/ ions.+/ ions.

• Journal of Welding and Joining
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• v.16 no.1
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• pp.88-97
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• 1998

The surface characteristics of 13Cr stainless steel systems by plasma nitriding were investigated. The plasma nitriding for the 13Cr steels, in which the nitriding forming elements such as Ti, V, W, Nb, Al, Zr and Si were added about 2~3wt.%, respectively, was performed. In all nitrided specimens, .epsilon.-F $e_{2-3}$N, UPSILON.'-F $e_{4}$N and CrN were detected as the nitrides with the a-Fe in the nitrided layer. VN and .betha.- $W_{2}$N were also detected in 13Cr-3V and 13Cr-3W alloys. The growth of the nitrided layer was controlled by the diffusion process. The thickness of the nitrided layer was similar in the 13Cr-2Nb and 3Zr specimens to that of 13Cr(BM) specimen, while the others exhibited the thinner layer. The activation energy for the growth of the nitrided layer in the temperature range of 773-873K was about 130kJ/mol in 13Cr(BM), 13Cr-2Ti, 3W, 3Al, 3Zr and 3Si alloys. The hardness of the nitrided specimens was significantly increased above Hv1000, comparing to the non-nitrided specimen. The specimens with the nitrided forming elements revealed much higher hardness values and, especially, 13Cr-3Al, 3V and 3Si specimens were significantly hardened up to Hv1300.v1300.0.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.228-228
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 관절 운동을 하는 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 마모에 관여하여 인공관절의 수명에 영향을 미치게 되는데, 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE의 wear debris에 의한 골용해로 인하여 관절이 느슨해지는 문제점이 발생하여 재시술을 필요로 하게 된다. 또한 메탈 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 낮추는 또 하나의 요인이 되고 있다. 이러한 문제점들을 해결 하기 위하여, 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition)공정을 이용하여 Co-Cr-Mo 합금 소재 위에 niobium nitride (NbN) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 마모량의 감소를 위하여, 박막을 증착하기 전에 Co-Cr-Mo 합금 위에 질소를 이온주입 하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였으며, Co-Cr-Mo 합금과 NbN박막 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. 실험 결과 pre-ion implantation 공정을 도입한 경우 현재 상용화 되어있는 Co-Cr-Mo 합금에 비하여 마모량을 2배 이상 감소시키는 것을 확인 할 수 있었으며, dynamic ion mixing 공정을 도입한 경우 장시간의 마모 시험에서도 UHMWPE의 마모량을 2배 가까이 줄일 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.31 no.6
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• pp.561-571
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• 1999

Microstructure and mechanical properties of five Cr-Mo steels for nuclear industry applications have been investigated. Transmission electron microscopy, energy dispersive spectrometer, differential scanning calorimeter, hardness, tensile, and impact test were used to evaluate the Cr and W effect on the microstructure and mechanical properties. Microstructures of Cr-Mo steels after tempering are classified into three types : bainitic 2.25Cr-lMo steel, martensitic Mod.9Cr-lMo, HT9M, and HT9W steels, and dual phase HT9 steel. The majority of the precipitates were found to be M$_{23}$C$_{6}$ carbides. As minor phases, fine needle-like V(C,N), spherical NbC, fine needle-like Cr-rich Cr$_2$N, and Cr-rich M$_{7}$C$_3$were also found. Addition of 2wt.% W in Cr-Mo steels retarded the formation of subgrain and dissolution of Cr$_2$N precipitates. Hardness and ultimate tensile strength increased with increasing Cr content. Though Cr content of HT9W steel was lower than that of HT9 steel, the hardness of HT9W was higher due to the higher W content. W added HT9W steel had the highest ultimate tensile strength above $600^{\circ}C$. But impact toughness of W added steel (HT9W) and high Cr steel (HT9) was low.w.w.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.11 no.3
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• pp.48-55
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• 1997

The steel for automotive exhaust system needs a good corrosion resistance at the atmosphere of high temperature NaCl. Effect of the alloying elements Me, Ti, Nb on the NaCl induced hot corrosion behavior was investigated at the temperatures between 55$0^{\circ}C$ and 75$0^{\circ}C$ for 18Cr ferritic stainless steels. The weight loss by corrosion has increased linearly with corrosion cycle time, and the corrosion rate has accelerated at higher temperature. The alloying of Mo significantly improved corrosion resistance of the steel and the effect was more pronounced at higher temperature. The addition of alloying elements Ti, Nb have also shown improved corrosion resistance by formation of Ti(C,N) or Nb(C, N) precipitates.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.5 no.1
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• pp.14-27
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• 1992

핫프레스법으로 제작된 0.05Pb(M $n_{1}$3/N $b_{2}$3/) $O_{3}$+ 0.95Pb(Z $r_{0.47}$ $Ti_{0.53}$) $O_{3}$ 세라믹스에 있어서 C $r_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 그 시편의 구조적특성, 유전특성, 압전특성, 온도안정성 및 포아손비에 미치는 영향이 조사되었다. C $r_{2}$ $O_{3}$의 첨가량의 범위가 0.3~0/75[wt%]인 시편만이 포아손비가 1/3이상으로 주파수저하형 에너지포획소자의 기판으로 사용될 수 있으며 이 중에서 C $r_{2}$ $O_{3}$의 첨가량이 0.5[wt%]인 시편이 보다 우수한 압전특성과 안정된 주파수 온도특성을 갖고 있다. 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 1991.10a
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• pp.20-23
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• 1991

In this study, 0.05Pb(Mn$\_$1/3/Nb$\_$2/3/)O$_3$+ 0.95Pb(Zr/Ti)O$_3$+x[wt%]Cr$_2$O$_3$piezoelectric ceramics were fabricated by Hot-press method, and its structural, dielectrical, piezoelectrical properties, temperature stability and aging characteristics were investigated. Among the MPB and tetragonal compositions, the specimens with 0.2, 0.3 and 0.4 [wt%] Cr$_2$O$_3$ additive amount had the poisson ratio more than 1/3. At tetragonal phase, the aging was small, and the temperature stability was improved by Cr addition. The specimen most suitable to the HF device substrate was the one with the composition of 47/53 (Zr/Ti) an 0.4 [wt%] Cr$_2$O$_3$addition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.171-171
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• 2013

2층 FCCL (연성회로기판, Flexible Copper Clad Laminate)에 있어서 폴리이미드 필름과 구리의 접착력을 향상 시키기 위해 기존에 사용되고 있는 Ni-Cr대신 박리강도가 높고 에칭성도 매우 뛰어난 Ni-Mo-Nb 박막을 Roll-to roll 스퍼터 장비를 이용하여 개발하였다. 새롭게 개발된 Ni-Mo-Nb 박막은 기존 연구되어진 Ni-Cr 물질 대비 고온 박리강도 약 1.5~2.0배, 에칭성 8배 이상의 매우 우수한 특성을 보였다. Ni-Mo-Nb 접착층의 두께가 7~40 nm로 증가함에 따라 상온 박리강도가 향상 되는 것을 확인하였다. Ni-Mo-Nb 박막을 증착 하기 전 폴리이미드 기판표면을 RF 플라즈마 전처리 하였을 때 0.67 kg f/cm의 우수한 상온 박리강도를 나타내었으며 FCCL 샘플을 $150^{\circ}C$에서 168시간동안 열처리 한 후 접착력을 측정하였을 때도 0.54 kg f/cm의 높은 고온 박리강도를 보였다. FCCL의 박리강도, 표면 거칠기, 원소들의 화학적 결합, 박막의 미세구조를 peel test, atomic force microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy를 이용하여 폴리이미드 기판 플라즈마 전처리 효과를 확인하였다. 그 결과 플라즈마 전처리를 한 폴리이미드 기판의 경우 처리하지 않은 기판보다 상온과 고온에서 더 우수한 접착력을 가지는 것을 확인 할 수 있었는데 이것은 폴리이미드 기판의 표면 거칠기 증가에 의한 mechanical interlocking effect가 아닌 전처리를 통한 폴리이미드 표면 개질로 C-0, C-N와 같은 chemical functional group이 증가했기 때문인 것으로 확인되었다.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2005.12a
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• pp.136-136
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• 2005