• 제목/요약/키워드: PLASMA SURFACE TREATMENT

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Improvement of the Low-Speed Friction Characteristics of a Hydraulic Piston Pump by PVD-Coating of TiN

  • Hong Yeh-Sun;Lee Sang-Yul;Kim Sung-Hun;Lim Hyun-Sik
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권3호
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    • pp.358-365
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    • 2006
  • The hydraulic pump of an Electro-hydrostatic Actuator should be able to quickly feed large volume of oil into hydraulic cylinder in order to reduce the response time. On the other hand, it should be also able to precisely dispense small amount of oil through low-speed operation so that the steady state position control error of the actuator can be accurately compensated. Within the scope of axial piston type hydraulic pumps, this paper is focused on the investigation how the surface treatment of their cylinder barrel with TiN plasma coating can contribute to the reduction of the friction and wear rate of valve plate in the low-speed range with mixed lubrication. The results showed that the friction torque of the valve plate mated with a TiN coated cylinder barrel could be reduced to 22% of that with an uncoated original one when load pressure was 300 bar and rotational speed 100 rpm. It means that the torque efficiency of the test pump was expected to increase more than 1.3% under the same working condition. At the same time, the wear rate of the valve plate could be reduced to $40\sim50%$.

Biocompatibility and Surface Characteristics of PEO-treated Ti-40Ta-xZr Alloys for Dental Implant Materials

  • Yu, Ji-Min;Cho, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.23-23
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    • 2018
  • In this study, new titanium alloys were prepared by adding elements such as tantalum (Ta), zirconium (Zr) and the like to complement the biological, chemical and mechanical properties of titanium alloys. The Ti-40Ta-xZr ternary alloy was formed on the basis of Ti-40Ta alloy with the contents of Zr in the contents of 0, 3, 7 and 15 wt. %. Plasma electrolytic oxidation (PEO), which combines high-voltage sparks and electrochemical oxidation, is a novel method to form ceramic coatings on light metals such as Ti and its alloys. These oxide film produced by the electrochemical surface treatment is a thick and uniform porous form. It is also composed of hydroxyapatite and calcium phosphate-based phases, so it has the characteristics of bone inorganic, non-toxic and very high bioactivity and biocompatibility. Ti-40Ta-xZr alloys were homogenized in an Ar atmosphere at $1050^{\circ}C$ for 1 hour and then quenched in ice water. The electrochemical oxide film was applied by using a power supply of 280 V for 3 minutes in 0.15 M calcium acetate monohydrate ($Ca(CH_3COO)_2{\cdot}H_2O$) and 0.02 M calcium glycerophosphate ($C_3H_7CaO_6P$) electrolyte. A small amount of 0.0075M zinc acetate and magnesium acetate were added to the electrolyte to enhance the bioactivity. The mechanical properties of the coated surface of Ti-40Ta-xZr alloys were evaluated by Vickers hardness, roughness test, and elastic modulus using nano-indentation, and the surface wettability was evaluated by measuring the contact angle of the coated surface. In addition, cell activation and differentiation were examined by cell culture of HEK 293 (Human embryonic kidney 293) cell proliferation. Surface properties of the alloys were analyzed by scanning electron microscopy(FE-SEM), EDS, and X-ray diffraction analysis (XRD).

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결정질 태양전지를 위한 HF 화학 패시베이션 연구 (A Study on HF Chemical Passivation for Crystalline Silicon Solar Cell Application)

  • 최정호;노시철;유동열;이진화;김영철;서화일
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.51-55
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    • 2011
  • The surface passivation is one of the important methods that can improve the efficiency of solar cells and can be classified into two methods: wet-chemical passivation and film passivation. In this paper, chemical HF treatment were employed for the passivation of n-type silicon wafers and their effects were studied. To investigate film passivation effects, the silicon nitride films were also deposited by PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition) on n-type silicon wafers treated with chemical HF. The minority carrier lifetime measurements were used for evaluation of the passivation characteristics in the all experiments steps. We confirmed that the minority carrier lifetime was improved with chemical HF treatment due to passivation effects by H-termination.

불용성 전극의 전처리 방법이 전극의 수명에 미치는 영향 (The Effect of Pre-Treatment Methods for the Life Time of the Insoluble Electrodes)

  • 박미정;이택순;강미아;한치복
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.291-298
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    • 2016
  • 불용성 전극은 전기화학 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용한 전기화학적 수처리 공정은 난분해성 물질을 제거하는 유용한 방법으로서 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. 전기화학적 수처리 공정은 주로 산화전극에서의 산화반응과 환원전극에서의 환원반응을 이용하는 것이다. 본 연구에서는 불용성 전극의 제조공정에서 전처리 방법이 전극의 수명에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 촉매전극층을 코팅하는 물질계 및 코팅방법을 동일하게 하는 경우에도 기판의 전처리 방법 즉, 기판표면의 조도, 세정방법, 중간층 형성 여부 및 방법 등에 따라 전극의 수명이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 실험은 가장 많이 사용되는 전극의 하나인 $IrO_2/Ti$ 전극을 대상으로 하였다. 샌드 블라스팅 공정의 경우 입도를 달리하는 샌딩 미디어를 이용하여 전극을 제조하고 이에 대한 수명을 평가한 결과 #80알루미나(입도 $212{\sim}180{\mu}m$)를 이용하는 경우가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 기판에 대한 세정 공정은 arc plasma를 이용하는 것이 가장 우수하였으며, 중간층을 형성함에 있어서는 스퍼터링법을 이용하여 Ta 계열의 중간층을 형성하는 방법을 적용하는 것이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.

친수성 표면 처리를 통한 공기 예열 열교환기의 응축 열전달 성능 연구 (A Study on Condensation Heat Transfer in Air Pre-heating Heat Exchanger using Hydrophilic Surface)

  • 박재원;황승식;석성철;신동훈;정태용;손승길
    • 에너지공학
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    • 제23권3호
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    • pp.191-197
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    • 2014
  • 콘덴싱 보일러에 이용되는 공기 예열 열교환기에서의 열전달을 향상시키기 위해 전열면에 플라즈마 표면처리가 응축열전달에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 연구 결과 표면처리를 한 친수성 평판이 원판보다 약 10%의 열전달 증진을 보여주었다. 원판과 친수처리 평판에서 측정한 응축 열전달 계수를 Shah 상관식과 비교해 본 결과 Shah 상관식이 원판에서 측정한 응축 열전달 계수를 10% 오차 범위로 잘 예측하는 것으로 나타났다. 따라서, 원판을 이용한 공기예열 열교환기를 설계할 때 Shah 상관식이 이용될 수 있음을 본 연구에서 알 수 있었다.

Electrochemical characteristics of Ca, P, Sr, and Si Ions from PEO-treated Ti-6Al-4V Alloy Surface

  • Yu, Ji-Min;Choe, Han-Cheol
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.154-154
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    • 2017
  • Ti-6Al-4V alloys are widely used as metal-lic biomaterials in dentistry and orthopedics due to its excellent biocompatibility and me-chanical properties. However, because of low biological activity, it is difficult to form bone growth directly on the surface of titanium implants. For this reason, surface treatment of plasma electrolytic oxidation(PEO) was used for dental implants. To enhance bioac-tivity on the surface, strontium(Sr) and sili-con(Si) ions can be added to PEO treated sur-face in the electrolyte containing these ions. The presence of Sr in the coating enhances osteoblast activity and differentiation, where-as it inhibits osteoclast production and prolif-eration. And Si has been found to be essen-tial for normal bone, cartilage growth, and development. In this study, electrochemical characteristics of Ca, P, Sr, and Si ions from PEO-treated Ti-6Al-4V alloy surface was re-searched using various experimental instruments. DC power is used and Ti-6Al-4V al-loy was subjected to a voltage of 280 V for 3 minutes in the electrolyte containing 5, 10, 20M% Sr ion and 5M% Si ion. The morphol-ogies of PEO-treated Ti-6Al-4V alloy by electrochemical anodization were examined by field-emission scanning electron micro-scopes (FE-SEM), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), x-ray diffraction (XRD) and corrosion analysis using AC impedance and potentiodynamic polarization test in 0.9% NaCl solution at similar body tempera-ture using a potentiostat with a scan rate of 1.67mV/s and potential range from -1500mV to + 2000mV.

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임플란트 지대주와 임플란트 주위 연조직의 반응에 관한 고찰 (A literature review on implant abutment and soft tissue response)

  • 이영훈;고경호;허윤혁;박찬진;조리라
    • 구강회복응용과학지
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    • 제32권4호
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    • pp.263-273
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    • 2016
  • 지대주의 재료와 표면에 따라 연조직반응이 다르고 임플란트 주위염의 원인이 될 수 있다. 티타늄과 지르코니아는 우수한 생체적합성을 가져 안정적인 연조직반응을 보이고 금합금은 표면상태에 따라 연조직반응이 다르게 나타난다. 같은 재료라도 표면특성에 따라 연조직반응이 영향을 받는다. 표면거칠기 증가는 박테리아 부착을 유발하므로 연조직과 접촉하는 부분은 평활한 표면을 가져야 한다. 추가적인 표면처리를 통해 박테리아의 부착은 증가시키지 않으면서 세포반응을 촉진시킬 수 있다. 지대주의 형태 및 반복착탈도 연조직반응에 영향을 줄 수 있다. 초음파 세척과 아르곤 플라즈마 처리는 비교적 효과적으로 맞춤형 지대주의 잔류 미세입자를 제거할 수 있는 방법이다.

Viualization of Progesterone Binding to Plasma Membrane of Xenopus Oocytes

  • Ju, Jung-Won;Im, Wook-Bin;Kwon, Hyuk-Bang;Choi, Hueng-Sik
    • Animal cells and systems
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    • 제5권1호
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    • pp.51-57
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    • 2001
  • We have previously shown that oocyte maturation is induced by an immobilized progesterone, progesterone-3-carboxymethyloxime - bovine serum albumin conjugate (P-BSA) in Rana dybowskii. In this study, we confirmed the maturation inducing activity of P-BSA on Xenopus oocyte and examined the binding character of the immobilized progesterone on the surface of Xenopus oocytes after removal of the vitelline layer. P-BSA induced maturation of Xenopus oocytes but E-BSA failed to do so as observed in Rana. Binding of the immobilized progesterone, fluorescein isothiocyanate-labeled progesterone-3-0-carboxymethyloxime-BSA (P-BSA-FITC) on the devitellined oocytes surface was examined by fluorescence confocal microscopy. The binding affinity of P-BSA-FITC to the devitellined oocyte was higher than that of estrogen-BSA-FITC (E-BSA-FITC) or testosterone-BSA-FITC (T-BSA-FITC). The binding disappeared in the presence of excess free progesterone but not in the presence of free estrogen. Maximum binding occurred after two-hours of incubation with P-BSA-FITC at pH 7.5. Stronger binding occurred in oocytes at stage Vl than stage IV, and in vitro treatment of hCG enhanced the binding. Taken together, these results suggest that a specific receptor for progesterone exists on the plasma membrane of Xenopus oocytes and that progesterone acts initially on this putative receptors and triggers generation of membrane-mediated second messengers during the early stage of oocyte maturation In amphibians.

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Heat Treatment Effects on the Phase Evolutions of Partially Stabilized Grade Zirconia Plasma Sprayed Coatings

  • Park, Han-Shin;Kim, Hyung-Jun;Lee, Chang-Hee
    • 한국표면공학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.486-493
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    • 2001
  • Partially stabilized zirconia (PSZ) is an attractive material for thermal barrier coating. Zirconia exists in three crystallographic phases: cubic, tetragonal and monoclinic. Especially, the phase transformation of tetragonal phase to monoclinic phase accompanies significant volume expansion, so this transition generally results in cracking and contributes to the failure of the TBC system. Both the plasma sprayed ZrO$_2$-8Y$_2$O$_3$ (YSZ) coat and the ZrO$_2$,-25CeO$_2$,-2.5Y$_2$O$_3$ (CYSZ) coat are isothermally heat -treated at 130$0^{\circ}C$ and 150$0^{\circ}C$ for 100hr and cooled at different cooling rates. The monoclinic phase is not discovered in all the CYSZ annealed at 130$0^{\circ}C$ and 150$0^{\circ}C$. In the 150$0^{\circ}C$ heat-treated specimens, the YSZ contains some monoclinic phase while none exists in the 130$0^{\circ}C$ heat-treated YSZ coat. For the YSZ, the different phase transformation behaviors at the two temperatures are due to the stabilizer concentration of high temperature phases and grain growth. For the YSZ with 150$0^{\circ}C$-100hr annealing, the amount of monoclinic phase increased with the slower cooling rate. The extra oxygen vacancy, thermal stress, and c to t'phase transformation might suppress the t to m martensitic phase transformation.

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질소, 산소, 아르곤 플라즈마와 자외선에 의하여 표면 처리한 ITO의 특성 (Characteristics of ITO with surface treatment by N2, O2, Ar Plasma and UV)

  • 배경태;정선영;강성호;김현기;김병진;주성후
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.90-90
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    • 2018
  • 디스플레이는 다수의 가로 전극과 세로 전극으로 구성되고, 전극에 신호를 주어 동작하도록 하는 원리이다. 이 디스플레이에는 전기가 통하고 투명한 전극이 필수적으로 사용되고 있고, 대표적인 투명 전극으로 ITO (Indium Tin Oxide)가 있다. ITO 박막은 $In_2O_3$에 Sn을 첨가하여 $Sn^{4+}$ 이온이 $In^{3+}$ 이온을 치환하고 이 과정에서 잉여 전자가 전기전도에 기여하는 구조이다. ITO 박막은 표면 처리 방법에 따라 표면 상태가 크게 변화한다. 플라즈마를 이용한 표면 처리는 환경오염이 적으며 강도, 탄성률 등과 같은 재료의 기계적 특성을 변화시키지 않으면서 표면 특성만을 변화시킬 수 있는 방법으로 알려져 있다[1]. UV (Ultraviolet)를 조사한 표면처리는 ITO 표면의 탄소를 제거하고, 표면 쌍극자를 형성하며, 표면의 조성을 변화시킬 수 있으며, 페르미 에너지 준위를 이동시킬 수 있어 ITO의 일함수를 증가시킬 수 있다[2]. ITO에 대한 다양한 연구가 수행되었음에도 불구하고 보다 다양한 관점에서의 연구가 지속될 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 조건으로 표면 처리한 ITO 표면의 일함수, 면저항, 표면 형상, 평탄도, 접촉각 등에 대해 알아보고자 한다. 세정한 ITO, 세정 후 UV 처리한 ITO (UV 처리 시간 2분, 4분 6분, 8분), 세정 후 $N_2$, $O_2$, Ar의 공정 가스를 사용하여 Plasma 처리한 ITO로 표면 처리 조건을 변화하였다. 표면 처리한 ITO의 특성은 Kelvin Probe를 이용한 일함수, 물방울 형상의 각도를 측정한 접촉각, AFM (Atomic Force Microscope)을 이용한 평탄도, 가시광선 (380~780 nm) 파장에 대한 투과도와 면저항을 측정하였다. 접촉각은 세정한 ITO의 경우 $45.5^{\circ}$에서 세정 후 UV를 조사한 ITO의 경우 UV 8분 조사 시 $27.86^{\circ}$로 감소하였고, $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 Plasma 처리한 ITO는 모두 $10^{\circ}$ 미만을 나타내었다. 플라즈마 처리에 의하여 접촉각이 현저하게 개선되었다. ITO의 면저항은 표면 처리 조건에 따라 $9.620{\sim}9.903{\Omega}/{\square}$로 그 차이가 매우 적어 표면처리에 의하여 면저항의 변화는 없는 것으로 판단된다. 가시광선 영역에서의 투과도는 공정 조건에 따라 87.59 ~ 89.39%로 그 차이가 적어 표면처리에 의한 변화를 나타내지는 않은 것으로 판단된다. 표면 처리 조건에 따른 평탄도 $R_{rms}$는 세정한 ITO의 경우 4.501 nm로부터 UV 2, 4, 6, 8분 처리한 경우 2.797, 2.659, 2.538, 2.584 nm로 평탄도가 개선되었다. $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 플라즈마 처리한 ITO의 경우 평탄도 $R_{rms}$는 2.49, 4.715, 4.176 nm로 사용한 가스의 종류에 따라 다른 경향을 나타내었다. 표면 처리 조건에 따른 평탄도 Ra는 세정한 ITO의 경우 3.521 nm로부터 UV 2, 4, 6, 8분 처리한 경우 1.858, 1.967, 1.896, 1.942 nm를, $N_2$, $O_2$, Ar 가스를 사용하여 플라즈마 처리한 ITO의 경우는 1.744, 3.206, 3.251 nm로 평탄도 $R_{rms}$와 유사한 경향을 나타내었다.

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