• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.198-198
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• 2015

최근 CrZrN 코팅을 기반으로한 다양한 박막의 합성을 통해 코팅의 경도, 내마모성 등의 기계적 물성을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 높은 경도, 낮은 마찰계수을 나타내는 CrZrN 코팅과 이 박막의 고온 특성을 향상 하기 위한 CrZrN/CrZrSiN 다층 코팅 박막을 합성하고 그 특성을 분석하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권2호
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• pp.62-66
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• 2009

연자성 금속재료인 $Fe_{94}Si_5Cr_1$을 30시간 볼밀 한 후 주사전자현미경을 사용하여 관찰한 결과 볼밀 가공한 FeSiCr의 입자들이 구형에서 편상으로 변함을 확인하였다. FeSiCr을 실리콘 고무와 혼합하여 핸드폰용 전파흡수체를 제조하고 network analyzer을 이용하여 두께에 따른 FeSiCr-고무 전파흡수체의 전파흡수특성 및 재료정수를 측정하였으며, 그들의 상관관계를 비교 조사하였다. 그 결과 sheet형 전파흡수체 두께에 따라서 정합주파수가 낮은 주파수 대역으로 shift 됨을 알 수 있고, 1.3 mm의 두께로 제조한 전파흡수체에서는 이동통신주파수 대역인 1.86 GHz에서 -8.3 dB의 반사손실을 보여주었다.

• Applied Microscopy
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• 제45권1호
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• pp.32-36
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• 2015

The microstructural features of FeCoCrNi, FeCoCrNiAl and FeCoCrNiSix (x=0, 5, 10, 15, 20) alloys have been investigated in the present study. The microstructure of FeCoCrNi alloy changes dramatically with equiatomic addition of Al. The fcc irregular shaped grain structure in the as-cast FeCoCrNi alloy changes into the bcc interconnected structure with phase separation of Al-Ni rich and Cr-Fe rich phases in the as-cast FeCoCrNiAl alloy. The microstructure of FeCoCrNi alloy changes with the addition of Si. With increasing the amount of Si, the fcc structure of the grains is maintained, but new phase containing higher amount of Si forms at the grain boundary. As the amount of Si increases, the fraction the Si-rich grain boundary phase increases.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.53-54
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• 2013

Nano-multilayered CrAlSiN films consisting of crystalline CrN nanolayers and amorphous AlSiN nanolayers were deposited by cathodic arc plasma deposition. Their oxidation characteristics were studied between 600 and $1000^{\circ}C$ for up to 70 h in air. During their oxidation, the amorphous AlSiN nanolayers crystallized. The formed oxides consisted primarily of $Cr_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, $SiO_2$. The outer $Al_2O_3$ layer formed by outward diffusion of Al ions. Simultaneously, an inner ($Al_2O_3$, $Cr_2O_3$)-mixed layer formed by the inward diffusion of oxygen ions. $SiO_2$ was present mainly in the lower part of the oxide layer due to its immobility. The CrAlSiN films displayed good oxidation resistance, owing to the formation of oxide crystallites of $Cr_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, and amorphous $SiO_2$.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.86-87
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• 2008

4성분계 Cr-MO-Si-N코팅은 하이브리드 시스템에 아르곤, 질소 가스를 주입하여 스테인리스 기판과 실리콘 웨이퍼에 증착시킨다. XRD, XPS, HRTEM을 이용해 Cr-MO-Si-N코팅의 성분을 분석하고 Si의 함량이 12.1at.%일때 50GPa의 강도가 나오고 이것은 33GPa의 강도Cr-MO-N코팅보다 크게 향상된 것이다.

• 한국주조공학회지
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• 제25권3호
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• pp.128-133
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• 2005

The effects of Mn and Cr on the crystallization behaviors of Fe-bearing intennetallics in A356 alloy were studied. Coarse and acicular ${\beta}-Al_{5}$FeSi phase in A356-0.20wt.%Fe alloy was modified into small ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si and ${\alpha}$-Al(Fe,Cr)Si phases in response to Mn and Cr addition, respectively. Increasing of Mn addition amount elevates the crystallizing temperature of ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si and the Mn/Fe ratio in the ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si. Cr is more effective to modify ${\beta}-Al_{5}$FeSi in comparison with Mn. ${\alpha}$-Al(Fe,Mn)Si phase had BCC/SC dual structure.

• 한국표면공학회지
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• 제27권1호
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• pp.3-11
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• 1994

Cyclic hot corrosion studies have been carried out on(82~94) wt. % Fe-(5, 10, 15) wt. % Cr alloys con-taining either (1, 3)wt. % of Si or Pt as minor alloying elements in molten salts of($Na_2SO_4$+NaCl) between 820 and $920^{\circ}C$. Si or Pt decreased corrosion rate with the most pronounced effect being observed for alloys having 15wt. %Cr. Especially, as Si or Pt contents are increased from 1 to 3 wt. %, improved corrosion resistance was obtained. The beneficial effect of Si addition is due to the presence of the Si-rich second phase along the grain boundaries as well as the formation of the protective $SiO_2$layer between substrates and oxide scale. The Pt addition also increased the corrosion resistance by enhancing the formation ($Cr_2O_3$+layers and by increasing the adherence of the oxide scale.

• 한국표면공학회지
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• 제50권5호
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• pp.339-344
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• 2017

Highly corrosion resistance performance of CrAlSiN coatings were obtained by applying ultrathin $Al_2O_3$ thin films using atomic layer deposition (ALD) method. CrAlSiN coatings were prepared on Cr adhesion layer/SUS304 substrates by a hybrid coating system of arc ion plating and high power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) method. And, ultrathin $Al_2O_3$ passivation layer was deposited on the CrAlSiN/Cr adhesion layer/SUS304 sample to protect CrAlSiN coatings by encapsulating the whole surface defects of coating using ALD. Here, the high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) analysis revealed that the ALD $Al_2O_3$ thin films uniformly covered the inner and outer surface of CrAlSiN coatings. Also, the potentiodynamic and potentiostatic polarization test revealed that the corrosion protection properties of CrAlSiN coatings/Cr/SUS304 sample was greatly improved by ALD encapsulation with 50 nm-thick $Al_2O_3$ thin films, which implies that ALD-$Al_2O_3$ passivation layer can be used as an effect barrier layer of corrosion.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회지
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• 제49권6호
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• pp.580-586
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• 2016

Cr-Si-Al-N coating with different Si content were deposited by hybrid physical vapor deposition (PVD) method consisting of unbalanced magnetron (UBM) sputtering and arc ion plating (AIP). The deposition temperature was $300^{\circ}C$, and the gas ratio of $Ar/N_2$ were 9:1. The CrSi alloy and aluminum targets used for arc ion plating and sputtering process, respectively. Si content of the CrSi alloy targets were varied with 1 at%, 5 at%, and 10 at%. The phase analysis, composition and microstructural analysis performed using x-ray diffraction (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) including energy dispersive spectroscopy (EDS), respectively. All of the coatings grown with textured CrN phase (200) plane. The thickness of the Cr-Si-Al-N films were measured about $2{\mu}m$. The friction coefficient and removal rate of films were measured by a ball-on-disk test under 20N load. The friction coefficient of all samples were 0.6 ~ 0.8. Among all of the samples, the removal rate of CrSiAlN (10 at% Si) film shows the lowest values, $4.827{\times}10^{-12}mm^3/Nm$. As increasing of Si contents of the CrSiAlN coatings, the hardness and elastic modulus of CrSiAlN coatings were increased. The morphology and composition of wear track of the films was examined by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy, respectively. The surface energy of the films were obtained by measuring of contact angle of water drop. Among all of the samples, the CrSiAlN (10 at% Si) films shows the highest value of the surface energy, 41 N/m.