• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.248-255
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• 2020

경사화 두께를 갖는 열차폐 코팅의 열적 내구성과 열적 안정성에 대한 코팅층 두께의 영향을 화염 열피로 시험과 열충격 시험을 통해서 조사하였다. Bond 층과 top 층은 각각 Ni-Cr계 상용 MCrAlY 분말과 상용 이트리아 안정화 지르코니아 (YSZ) 분말을 사용하여 니켈기지의 초내열합금 모재 (GTD-111)에 대기 플라즈마 용사법 (APS)으로 코팅층을 형성하였다. 1100 ℃의 화염으로 1429회 열피로 시험 후 bond 층이 일부 산화되고 top 층과 bond 층 계면에서 열화에 의한 산화층 (TGO)이 관찰되었으나, 코팅층 부위와 관계없이 균열이나 박리현상 없는 양호한 미세구조를 나타내었다. 1100 ℃ 열충격 시험결과, 37회 열충격 테스트 후 코팅층의 얇은 부위에서 박리가 시작되어 98회 시험 후 코팅층의 50% 이상이 박리되었으며, 코팅층의 두께가 얇게 형성된 부위는 코팅층이 두껍게 형성된 부위에 비해, top 층의 박리와 함께 bond 층의 산화가 많이 진행되었으며, 코팅층 두께가 상대적으로 두껍게 형성된 부위에서 열차폐 효과의 증가로 인해 bond 층의 내산화성과 열적 안정성이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권6호
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• pp.608-617
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• 2018

The effects of the purity and monoclinic phase of feedstock powder on the thermal durability of thermal barrier coatings (TBC) were investigated through cyclic thermal exposure. Bond and top coats were deposited by high velocity oxygen fuel method using Ni-Co based feedstock powder and air plasma spray method using three kinds of yttria-stabilized zirconia with different purity and monoclinic phase content, respectively. Furnace cyclic thermal fatigue test was performed to investigate the thermal fatigue behavior and thermal durability of TBCs. TBCs with high purity powder showed better sintering resistance and less thickness in the thermally grown oxide layer. The thermal durability was found to strongly depend on the content of monoclinic phase and the porosity in the top coat; the best thermal fatigue behavior and thermal durability were in the TBC prepared with high purity powder without monoclinic phase.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.256-257
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• 2015

마그네슘 합금은 낮은 비중, 높은 비강도, 주조성 및 절삭가공성, 치수안정성, 내흠집성이 우수한 특성을 지니고 있는 경량금속으로써 우수한 주조성과 상온강도, 연신율을 나타낸다. 최근에는 마그네슘 합금을 사용한 IT 기기의 케이스 및 자동차 내, 외장 부품 등의 제품이 다양하게 출시되어지며 금속 질감의 감성 기능까지 적용시킨 전자 기기 제품에 대한 수요가 급증하고 있는 추세이다. 하지만 마그네슘 합금의 낮은 부식 저항성은 마그네슘 합금을 적용시킨 제품에 큰 단점으로 작용되고 있으며 이를 해결하기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 플라즈마 전해산화법과 실리카 졸-겔 코팅법을 이용하여 마그네슘 합금의 내부식성을 향상시킴과 동시에 금속질감의 감성 기능을 구현하고자 하였다. 플라즈마 전해산화 공정으로 형성된 산화피막층과 $SiO_2$ 코팅으로 형성된 코팅층의 표면과 단면에 대해서는 FE-SEM(Field emission Scanning Electron Microscope)과 FE-TEM(Field emission Transmission Electron Microscope)으로써 확인하였고 전기화학적 특성 분석을 통한 동전위(Potentiodynamic polarization)와 EIS(Eletrochemical Impedance Spectroscopy) 그리고 Salt spray등을 분석하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제13권1호
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• pp.7-12
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• 2014

In this study, we investigate the effects of corona-discharge pre-treatment on the properties of carbon nanotubes (CNTs) which are used as flexible transparent electrodes. The CNTs are deposited on PET (polyethylene terephthalate) substrates using a spray coating method. Prior to the deposition of CNTs, the PET substrates are corona-treated by varying the feeding directions of the PET substrate and the numbers of treatments. The variations in the surface morphologies and roughnesses of the PET substrates due to corona-treatment are characterized via atomic force microscopy (AFM). Dynamic contact angles (DCAs) of the corona-treated PET substrates are measured and analyzed as functions of the treatment conditions. Also, the sheet resistances and visible-range transmittances of the CNTs deposited on PET substrates are measured before and after bending test. The experimental results obtained in this study provide strong evidences that the adhesive forces between CNTs and PET substrates can be substantially enhanced by corona-discharge pretreatment.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.51-52
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• 2015

Organic light emitting diode (OLED) 나 organic photovoltaic device (OPV)와 같은 유기소자에 전극으로 쓰이고 있는 indium tin oxide (ITO)는 유연한 디바이스에 적용하기에는 유연성이 떨어진다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 ITO를 대체할 수 있는 CNT, Graphene, AgNWs, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 CNT, Grapene, 전도성 고분자는 여전히 전기적 특성이 좋지 못하기 때문에 차세대 투명전극으로 사용되기는 어려움이 있다. 반면에 AgNWs는 용액공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 전기전도도 특성과 우수한 유연성을 가지는 투명 전극이기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 그러나 NW-NW간의 접촉저항이 높아 전도성이 저하된다는 문제점과 Environmental stability가 좋지 못하다는 단점이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 AgNW 전극 위에 플라즈마처리를 진행하여 AgNW의 전도성과 Stability를 향상시키고자하였다. 플렉서블한 PET기판위에 AgNW 전극을 Spray Coating하여 균일하게 전극을 형성하였고, 플라즈마 처리를 통해서 기판의 변형없이 AgNW의 저항을 45%이상 향상시켰으며, Stability 또한 아무것도 처리하지 않은 AgNW에 대비하여 2배 이상 향상된 것을 확인하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제34권1호
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• pp.3-9
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• 2001

The purpose of this study is to evaluate the properties of the functional gradient thermal barrier coatings by plasma spray process. The evaluations of mechanical and thermal properties such as fatigue, oxidation and wear-resistance at high temperatures have been conducted. Furthermore, residual stress and bond strength have been evaluated. The range of thickness of coated layers was 550~600$\mu\textrm{m}$. The range of hardness of layers was 800~900 Hv and the porosity range of coatings was about 7 to 14%. The top coating layer of $ZrO_2$ in thermal barrier was composed of tetragonal structure after spraying. The coated layers of $ZrO_2$ on the Inconel substrate is the best resistance for thermal fatigue. Those coatings had the least compressive stress in comparison with other coatings. In high temperature oxidation test, the coatings on Inconel substrate was better than the coatings on SUS substrate. The bond strength of the concave type was greater than that of linear types and convex types coatings.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.162-162
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• 2014

최근 들어 wearable computing에 대한 수요가 증가하면서 flexible device에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, flexible device를 구현하기 위해서는 기판의 damage를 줄이기 위한 저온공정, device life-time 향상을 위한 passivation, 와이어 본딩 등 다양한 문제들이 해결 되어야 한다. 이러한 문제들 중, polymer 기판과 금속간의 접착력을 향상시키기 위해서 많은 연구자들은 기판의 표면에 adhesive layer를 도포하거나 금속잉크의 solvent를 변화시키는 등의 연구를 진행해왔다. 종래의 연구는 기존 device를 대체 할 수 있을 정도의 생산성과 polymer 기판에 대한 열 적인 손상 이 문제가 되었다. 종래의 문제를 해결하기 위하여 저온공정, in-line system이 가능한 준 준 대기압 플라즈마를 사용하였다. 본 연구에서는 금속잉크를 Ink-jet으로 jetting하여 와이어 본딩 하는 과정에서 전도성 ink의 선폭을 유지시키고 접착력을 향상하기 위하여 준 대기압 플라즈마 공정을 이용하여 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. Polymer 기판 표면에 roughness를 만들기 위해 대략 수백 nm 크기를 갖는 graphene flake를 spray coating하여 마스크로 사용하고 준 대기압 플라즈마를 이용하여 표면을 식각 함으로써 roughness를 형성시켰다. 준 대기압 플라즈마를 발생시키기 위해 double discharge system에서 6 slm/1.5 slm (He/O2) gas composition을 하부 전극에 흘려보내고 60 kHz, 5 kV 파워를 인가하였다. 동시에 상부 전극에는 30 kHz, 5 kV 파워를 인가하여 110초 동안 표면 식각 공정을 진행하였다. Graphene flake mask가 coating되어 있는 유연기판을 산소 플라즈마 처리 한 후 물에 3초 동안 세척하여 표면에 남아있는 graphene flake를 제거하고 6 slm/0.3 slm (He/SF6)의 유량으로 주파수와 파워 모두 동일 조건으로 110초 동안 표면 처리를 하였다. Figure 1은 표면 개질 과정과 graphene flake를 mask로 사용하여 얻은 roughness 결과를 SEM을 이용하여 관찰한 결과이다. 이와 같이 실험한 결과 ink와 기판간의 접촉면적을 늘려주고 접촉 각을 조절하여 Wenzel model 을 형성 할 수 있는 표면 roughness를 생성하였고 표면의 화학적 결합을 C-F group으로 치환하여 표면의 물과 접촉각 이 $47^{\circ}$에서 $130^{\circ}$로 증가하는 것을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제31권5호
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• pp.260-266
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• 2018

본 논문에서는 C/C-SiC 복합재료의 하프늄 탄화물 코팅재에 대한 열적, 기계적 특성을 평가하였으며 특히 코팅에 의한 내산화성과 내마모성의 향상여부를 평가하였다. 하프늄 탄화물(HfC)을 용사시켜 코팅한 샘플들을 가공한 후, 공기 중에서 열적 특성평가 및 마모, 압입시험 평가에 대한 연구를 수행하였다. 공기 중에서 $1200^{\circ}C$의 온도까지 승온시킨 후 1시간 유지하는 싸이클을 10싸이클 진행하여 각 싸이클마다의 무게변화를 통해 탄소의 산화저항성을 평가하였고, 초경 구(tungsten carbide)를 사용하여 마모시험과 압입시험을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 열피로 시험 수행 결과 하프늄 탄화물 코팅재가 상대적으로 무게감소가 적어 상대적으로 내산화성이 높은 것으로 평가되었다. 코팅된 하프늄 탄화물에 의해 탄성계수가 상대적으로 증가하였으며, 또한 C/C-SiC 복합재료는 하프늄 탄화물의 코팅에 의하여 내마모성이 향상되어 동일조건에서 마모량이 상대적으로 적었고 낮고 안정된 마찰계수가 유지되었다.

• 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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• 대한의용생체공학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.35-38
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• 1997

The interfacial bonding energy between laser surface treated HA layer and Ti alloy substrate was investigated using a mechanical push-out tester. The initial slope of shear-stress and reduced displacement curves, maximum interfacial bond strength and bonding energy were calculated from results of the push-out test. The calculated initial slpoes are 38 MPa for the Ti alloy(A), 65 MPa for the sandblast finished specimen(B), 95 MPa for the HA plasma spray coated specimen and 49 MPa for the laser surface treated specimen(D). The maximum interfacial bonding strength are 3 MPa for the A, 19 MPa for the B, 20 MPa for the C, 10 MPa for the D. The interfacial bonding energies are $3.3\times10^{-9}J/mm^2$ for the A, $15.5\times10^{-9}J/mm^2$ for the B, $15.6\times10^{-9}J/mm^2$ for the C and $18.3\times10^{-9}J/mm^2$ for the D. Microscopic observation shows that the breaking of the laser treated specimen had been occured through the boundary between HA layer and polymer resin, but the untreated specimen had been occured through the inside of HA coating layer.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권4호
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• pp.344-351
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• 2018

The effects of bond coat species on the growth behavior of thermally grown oxide (TGO) layer in thermal barrier coatings (TBCs) was investigated through furnace cyclic test (FCT). Two types of feedstock powder with different particle sizes and distributions, AMDRY 962 and AMDRY 386-4, were used to prepare the bond coat, and were formed using air plasma spray (APS) process. The top coat was prepared by APS process using zirconia based powder containing 8 wt% yttria. The thicknesses of the top and bond coats were designed and controlled at 800 and $200{\mu}m$, respectively. Phase analysis was conducted for TBC specimens with and without heat treatment. FCTs were performed for TBC specimens at $1121^{\circ}C$ with a dwell time of 25 h, followed by natural air cooling for 1 h at room temperature. TBC specimens with and without heat treatment showed sound conditions for the AMDRY 962 bond coat and AMDRY 386-4 bond coat in FCTs, respectively. The growth behavior of TGO layer followed a parabolic mode as the time increased in FCTs, independent of bond coat species. The influences of bond coat species and heat treatment on the microstructural evolution, interfacial stability, and TGO growth behavior in TBCs are discussed.