• 한국세라믹학회지
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• 제42권1호
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• pp.43-49
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• 2005

전자 범 물리적 증착법(Electron Beam Physical Vaper Deposition, EB-PVD)으로 알루미나 상용기판 위에 나노 크기의 YSZ입자를 포함하고 있는 층을 코팅하여 층상형 시스템을 제조하였으며, 이때 기판층의 온도를 600, 700, $800^{circ}C$로 변화시켜 증착되는 YSZ층이 서로 다른 미세구조가 형성되도록 제어하여, 코팅층 미세구조의 변화에 따른 인덴데이션 거동을 고찰하였다 인덴테이션 거동으로는 비커스 인덴테이션과 헤르찌안 인덴테이션으로 피라미드형 압자 혹은 초경 구를 압입하였으며 압입 하중 및 코링층 구조에 따른 경도와 인덴테이션 응력-변형률 곡선을 구하였고, 미세구조와 하중의 증가에 따른 손상 및 파괴거동을 고찰하였다. 기판층의 온도가 향상됨에 따라 증착된 입자의 크기가 보다 증가하고 각진 입자가 형성됨을 알 수 있었고, 서로 다른 미세구조가 인덴테이션 거동에 영향을 주어, $800^{circ}C$에서 증착된 YSZ/A12달 구조가 상대적으로 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.182-182
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• 2016

철강은 기본적으로 강도가 우수하고 그 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 대량생산이 가능하다 또한 다른 금속과 합금을 구성하여 또 다른 특성을 부여할 수 있기 때문에 현재 전 세계 금속 생산량의 95%를 차지할 정도로 많이 사용되며, 각종 산업과 기술이 발달함에 따라 그 중요도는 점점 더 커져가고 있다. 하지만 철강은 사용 환경 중 부식에 의해 그 수명과 성능이 급격히 저하되기 때문에 내식성을 향상시키기 위하여 도장이나 도금 등의 표면처리를 포함한 다양한 방법이 적용되고 있다. 그 중 철강재의 도금 표면처리방법은 주로 아연을 이용한 용융도금이나 전기도금 등과 같은 습식 프로세스가 널리 사용되고 있다. 여기서 아연은 철보다 이온화 경향은 크나 대기 환경 중 산소와 물과 반응하여 Zn(OH)2와 같은 화합물을 형성함으로써 철강재 표면상 부식인자를 차단(Barrier)함은 물론 사용 중 철 모재가 노출되는 결함이 발생하는 경우에는 철을 대신하여 희생양극(Sacrificial Anode) 역할을 하기 때문에 철의 부식방식용 금속으로 가장 많이 사용되고 있다. 한편 최근에는 철강의 사용 환경이 다양해짐은 물론 가혹해지고 있어서 이에 따른 내식성 향상이 계속해서 요구되고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 일환으로 현재 많이 사용되고 있는 용융아연도금 강판 상에 아연보다 활성이 높은 마그네슘(Mg)을 건식 프로세스 방법 중에 하나인 PVD(Physical Vapour Deposition)법에 의해 코팅하는 것을 시도하였다. 일반적으로 PVD법에 의해 진공증착하는 경우에는 그 도입가스로써 불활성가스인 아르곤(Ar)을 사용하는 경우가 대부분이나 여기서는 상대적으로 비활성이면서 그 크기가 작은 질소(N2)가스를 도입하여 그 증착 막의 몰포로지는 물론 결정구조도 제어하여 그 내식특성을 향상시키고자 하였다. 본 연구에서는 철강재의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 마그네슘(Mg)를 PVD(Physical Vapor Deposition)법 중 진공증착법(Vacuum Deposition)을 사용하여 용융아연도금 강판 상에 마그네슘 증착 막을 형성하였다. 즉, 여기서는 진공증착 중 질소(Nitrogen, N2)가스를 도입하여 진공챔버(Vacuum Chamber)내의 진공도를 $1{\times}10^{-1}$, $1{\times}10^{-2}$, $1{\times}10^{-3}$, $1{\times}10^{-4}$로 조절하며 제작하였다. 또한 제작된 시편에 대해서는 SEM(Scanning Electron Microscope) 및 XRD(X-Ray Diffraction)을 사용하여 형성된 아연도금상 마그네슘 막의 표면 몰포로지 및 결정구조의 변화를 분석함은 물론 침지시험, 염수분무시험, 분극시험을 통해 이 막들에 대한 내식특성을 분석 평가하였다. 상기 실험결과에 의하면, 진공 가스압이 증가됨에 따라 마그네슘 막의 두께는 감소하였으며, 그 몰포로지의 단면은 주상정(Columnar)에서 입상정(Granular) 구조로 변화하며 표면의 결정립은 점점 미세화 되는 경향을 나타냈다. 이때의 표면의 결정배향성(Crystal orientation)은 표면에너지가 상대적으로 큰 면이 우세하게 나타나는 경향이 있었다. 또한 본 실험에서 형성한 진공증착 막은 비교재인 용융아연도금강판보다 우수한 내식성을 나타냈고, 본 형성 막 중에는 마그네슘 막 두께가 작음에도 불구하고 질소 가스압이 가장 큰 조건일수록 내식성이 우수한 경향을 나타냈다. 이상의 결과는 철강재의 내식성 향상을 위한 응용표면처리설계에 기초적인 지침을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.392-397
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• 2016

본 논문에서는 투명 전극용 ITO(Indium Tin Oxide) 박막의 성막 조건을 알아내기 위하여 DC(Direct Current) 마그네트론 스퍼터를 사용해 증착된 ITO 박막의 특성을 분석하였다. 실험 조건은 1~3[mTorr] 분위기압으로 조절하고 인가전압은 260~330[V]로 10[V]씩 스텝을 주어 실험을 진행하였다. 증착된 박막의 투과율, 굴절률 및 표면과 단면 형상을 자외선-가시광선 분광광도계, 타원편광분석기와 주사전자현미경으로 측정하였다. ITO 성막 조건 1~2[mTorr] 분위기압에서 300[V] 정도의 전압이 투과율이 90[%] 이상으로 우수하고 굴절률이 2이상 이였다. 따라서 높은 투명 전도성 전극을 만들기에 적절한 조건임을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권4호
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• pp.74-81
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• 2013

A numerical design analysis is conducted to search for an optimal shape of outlet in a rotating-disk CVD reactor. The goal is to suppress flow recirculation that has been found in a reactor having a sudden expansion of flow passage outside of the rotating disk. In order to streamline gas flow, the sidewall at which the flow in the Ekman layer is impinged, is tilted. The axisymmetric laminar flow and heat transfer in the reactor are simulated using the incompressible ideal gas model. For the conventional vertical sidewall, the flow recirculation forming in the corner region could be expanded into the interior to distort the upstream flow. The numerical results show that this unfavorable phenomenon inducing back flow could be dramatically suppressed by tilting the sidewall at a certain range of angle. The assessment of deviation in deposition rate based on the characteristic isotherm illustrates that the sidewall tilting may expand the domain of stable plug-like flow regime toward higher pressure. A physical interpretation is attempted to explain the mechanism to suppress flow recirculation.

• 한국표면공학회지
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• 제47권4호
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• pp.186-191
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• 2014

Double layer films which consisted of aluminum(Al) and magnesium(Mg) have been prepared by e-beam deposition. The structure, alloy phase, and corrosion resistance of the prepared films were investigated before and after heat treatment. The first (bottom) layer fixed with Al, and the thickness ratio between Al and Mg layers has been changed from 1 : 1 to 5 : 1, respectively. Total thickness of Al-Mg film was fixed at $3{\mu}m$. The cold-rolled steel sheet was used as a substrate. Heat treatment was fulfilled in an nitrogen atmosphere at the temperature of $400^{\circ}C$ for 2, 3 and 10 min. Surface morphology of as-deposited Al-Mg film having Mg top layer showed plate-like structure. The morphology was not changed even after heat treatment. However, cross-sectional morphology of Al-Mg films was drastically changed after heat treatment, especially for the samples heat treated for 10 min. The morphology of as-deposited films showed columnar structure, while featureless structure of the films appeared after heat treatment. The x-ray diffraction data for as-deposited Al-Mg films showed only pure Al and Mg peaks. However, Al-Mg alloy peaks such as $Al_3Mg_2$ and $Al_{12}Mg_{17}$ appeared after heat treatment of the films. It is believed that the formation of Al-Mg alloy phase affected the structure change of Al-Mg film. It was found that the corrosion resistance of Al-Mg film was increased after heat treatment.

• 한국진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.75-82
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• 1999

내부 삽입형 유도결합 플라즈마를 이온화원으로 하는 I-PVD장치를 이용하여 박막을 형성하는데 중요한 요소의 하나가 이온의 입사에너지이며, 이는 플라즈마 전위와 기판 전위의 차이에 의해서 결정된다. 이를 감소시킬 목적으로 안테나 여기 주파수를 4MHz의 중간주파수에서, 안테나의 정합 회로를 변형형, 부동형의 2가지로 변화시키고, 부동형에서는 바이어스 저항의 값을 가변시켰다. 그 결과 Ar 플라즈마에서 4MHz RF 전력 600 W에서 5 mTorr에서 30 mTorr의 넓은 압력 범위에서 5V 미만의 낮은 평균 플라즈마 전위와 60V의 안테나 전압을 얻었다. 또한 출력측에 설치한 RLC회로의 조절을 통해서 RF전력 500 W에서 RF 입력 및 출력단의 Rf 안테나 유기 전압을 50V의 아주 낮은 값으로 유지시킬 수 있었다. 이때의 안테나 및 플라즈마의 총 임피던스는 약 10$\Omega$이었으며, 리액턴스를 0.05$\Omega$수준으로 유지하였을 때 가장 낮은 전압을 얻었다.

• 한국표면공학회지
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• 제42권2호
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• pp.86-94
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• 2009

Various types of multilayer coatings including Al/$Al_2O_3$ structure have been prepared on Nd-Fe-B permanent magnet to modify the morphology of the coating and to enhance the corrosion resistance of the magnet. Magnetron sputtering has been employed to make the multilayer coatings. $Al_2O_3$sputtering conditions were optimized in reactive sputtering by varying the deposition parameters. The formation of $Al_2O_3$ film was confirmed from the binding energy shift measured by electron spectroscopy for chemical analysis. 3 types of coating structures were designed and prepared by magnetron sputtering. The coating structures consist of (1) single Al coating, (2) modified coatings having oxide or plasma treated layer in the middle of coating structure, and (3) Al/$Al_2O_3$ multilayer coatings. Surface and cross-sectional morphologies showed that Al/$Al_2O_3$ multilayer grew as a layered structure, and that very compact Zone 3 like structure were formed. X-ray diffraction peak showed that the crystal orientations of multilayer coatings were similar to that of the bulk powder pattern. Hardness increased drastically when the Al thickness was around 1im in the Al/$Al_2O_3$ multilayer. From the salt spray test and pressure cooker test, it has been shown that the multilayer coatings showed good corrosion resistance compared to Al single or modified layer coatings.

• 한국표면공학회지
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• 제49권5호
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• pp.454-460
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• 2016

Double-layered Al-Mg films have been deposited by using an e-beam deposition method on a cold-rolled steel sheet(CR), which the structure of the film was Al/Mg/CR. The micro-structure, alloy phase, and corrosion resistance of the Al-Mg coated CR were investigated before and after heat treatment at $400^{\circ}C$ for 2, 3, and 10 min in a nitrogen atmosphere. Total thickness of Al-Mg films was fixed at $3{\mu}m$ and the thickness ratio of Al and Mg layers(Al:Mg) has been changed from 5:1 to 1:5. The cross-sectional morphology of the films, which had the thickness ratio of 2:1(Al:Mg), 1:1, and 1:2, was changed after heat treatment from columnar to featureless structure. The x-ray diffraction data for as-deposited films showed only pure Al and Mg peaks. Al-Mg alloy peaks such as $Al_3Mg_2$ and $Al_{12}Mg_{17}$ phase appeared after the heat treatment. The Al-Mg coating with the thickness ratio of 1:1(Al:Mg) showed the best corrosion resistance of up to 500 hours by salt spray test.

• Progress in Superconductivity
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• 제14권1호
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• pp.30-33
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• 2012

We have grown $MgB_2$ superconducting thin films on the SiC buffer layers by means of hybrid physical-chemical vapor deposition (HPCVD) technique. Prior to that, SiC was first deposited on $Al_2O_3$ substrates at various temperatures from room temperature to $600^{\circ}C$ by using the pulsed laser deposition (PLD) method in a vacuum atmosphere of ${\sim}10^{-6}$ Torr pressure. All samples showed a high transition temperature of ~40 K. The grain boundaries of $MgB_2$ samples with SiC layer are greater in amount, compare to that of the pure $MgB_2$ samples. $MgB_2$ with SiC buffer layer samples show interesting change in the critical current density ($J_c$) values. Generally, at both 5 K and 20 K measurements, at lower magnetic field, all $MgB_2$ films deposited on SiC buffer layers have low $J_c$ values, but when they reach higher magnetic fields of nearly 3.5 Tesla, $J_c$ values are enhanced. $MgB_2$ film with SiC grown at $600^{\circ}C$ has the highest $J_c$ enhancement at higher magnetic fields, while all SiC buffer layer samples exhibit higher $J_c$ values than that of the pure $MgB_2$ films. A change in the grain boundary morphologies of $MgB_2$ films due to SiC buffer layer seems to be responsible for $J_c$ enhancements at high magnetic fields.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권5호
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• pp.275-278
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• 2014

We deposited TiAgN and ZrAgN nanocomposite coatings on pure Titanium specimens, by using arc ion plating (AIP) with single alloy targets. TiAg ZrAg alloy targets of 5 wt.%, 10 wt.% silver content by vacuum arc remelting (VAR), followed by homogenization for 2 hours at $1,100^{\circ}C$ in non-active Ar gas atmosphere and characterized these samples for morphology and chemical composition. We investigated the biocompatibility of TiAg and ZrAg alloys by examining the proliferation of L929 fibroblast cells by MTT test assay, after culturing the cells ($4{\times}10^4cells/cm^2$) for 24 hours; and exploring the antibacterial properties of thin films by culturing Streptococus Mutans (KCTC3065), using paper disk techniques. Our results showed no cytotoxic effects in any of the specimens, but the antibacterial effects against Streptococus Mutans appeared only in the 10 wt.% silver content specimens.