Since its discovery in 2004, graphene, a sp2-hybridized 2-Dimension carbon material, has drawn enormous attention. A variety of approaches have been attempted, such as epitaxial growth from silicon carbide, chemical reduction of graphene oxide and CVD. Among these approaches, the CVD process takes great attention due to its guarantee of high quality and large scale with high yield on various transition metals. After synthesis of graphene on metal substrate, the subsequent transfer process is needed to transfer graphene onto various target substrates, such as bubbling transfer, renewable epoxy transfer and wet etching transfer. However, those transfer processes are hard to control and inevitably induce defects to graphene film. Especially for wet etching transfer, the metal substrate is totally etched away, which is horrendous resources wasting, time consuming, and unsuitable for industry production. Thus, our group develops one-step process to directly grow graphene on glass substrate in plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Copper foil is used as catalyst to enhance the growth of graphene, as well as a temperature shield to provide relatively low temperature to glass substrate. The effect of growth time is reported that longer growth time will provide lower sheet resistance and higher VSG flakes. The VSG with conductivity of $800{\Omega}/sq$ and thickness of 270 nm grown on glass substrate can be obtained under 12 min growing time. The morphology is clearly showed by SEM image and Raman spectra that VSG film is composed of base layer of amorphous carbon and vertically arranged graphene flakes.
Technical demands for aspheric glass lens formed in market increases its application from simple camera lens module to fiber optics connection module in optical engineering. WC is often used as a metal core of the aspheric glass lens, but the long life time is issued because it fabricated in high temperature and high pressure environment. High hard thin film coating of lens core increases the core life time critically. Diamond Like Carbon(DLC) thin film coating shows very high hardness and low surface roughness, i.e. low friction between a glass lens and a metal core, and thus draw interests from an optical manufacturing industry. In addition, DLC thin film coating can removed by etching process and deposit the film again, which makes the core renewable. In this study, DLC films were deposited on the SiC ceramic core. The process variable in FVA(Filtered Vacuum Arc) method was the substrate bias-voltage. Deposited thin film was evaluated by raman spectroscopy, AFM and nano indenter and measured its crystal structure, surface roughness, and hardness. After applying optimum thin film condition, the life time and crystal structure transition of DLC thin film was monitored.
MXenes are a new family of 2D transition metal carbide nanosheets analogous to graphene (Lv et al., 2017; Sun et al., 2018). Due to the easy availability, hydrophilic behavior, and tunable chemistry of MXenes, their use in applications for environmental pollution remediation such as heavy metal adsorption has recently been explored (Li et al., 2017). In this study, three-dimensional (3D) MXene ($Ti_3C_2T_x$) films with high adsorption capacity, good mechanical strength, and high selectivity for specific radionuclide from aquose solution were successfully fabricated by a polymeric precursor method using vacuum-assisted filtration. The highest removal efficiency on the films was 99.54%, 95.61%, and 82.79% for $Sr^{2+}$, $Co^{2+}$, and $Cs^+$, respectively, using a film dosage of 0.06 g/ L in the initial radionuclide solution (each radionuclide concentration = 1 mg/L and pH = 7.0). Especially, the adsorption process reached an equilibrium within 30 min. The expanded interlayer spacing of $Ti_3C_2T_x$ sheets in MXene films showed excellent radionuclide selectivity ($Cs^+$ and/or $Sr^{2+}/Co^{2+}$) (Simon, 2017). Besides, the MXene films was not only able to be easily retrieved from an aqueous solution by filtration after decontamination processes, but also to selectively separate desired target radionuclides in the solutions. Therefore, the newly developed MXene ($Ti_3C_2T_x$) films has a great potential for radionuclide removal from aqueous solution.
본 연구에서는 SiC 단결정의 TSSG 공정중 결정 품질을 저하시키지 않으면서도 의도하지 않은 질소 도핑(N-UID)을 쉽게 제어하기 위해 지금까지 Co 또는 Sc 전이금속을 첨가한 신규 용융조성을 제안한다. Co 또는 Sc의 특성을 파악하기 위해 Ar 분위기에서 1900℃ 온도에서 약 2시간 동안 열처리 실험을 수행했다. 용융조성은 Si-Ti 10 at% 또는 Si-Cr 30 at%를 비롯하여, 탄소 용해도에 효과적이라고 알려진 Co 또는 Sc을 각각 3 at% 첨가하였다. 열처리 후 도가니 단면을 가공하여 도가니-용융물 계면에서 발생한 Si-C 반응층을 관찰하고, 탄소황분석을 통해 조성에 따른 탄소 용해도를 간접적으로 분석하였다. 그 결과, Si-Sc 기반 용융조성이 TSSG 공정에 적합한 특성을 갖는 Si-C반응층을 형성하고 있었다. 또한 탄소황분석 결과에서도 Cr 다음으로 높은 탄소량이 갖는 것으로 분석되었다. Sc는 Cr에 비해 질소와의 반응성이 낮은 이점을 가지므로 TSSG 공정에 Si-Sc 용융조성을 적용하면, 본 연구에서 의도한 대로 SiC 단결정 성장속도와 질소 UID를 모두 제어할 수 있는 것으로 고려된다.
The composites were fabricated, respectively, using 61[vol.%] SiC-39[vol.%] $TiB_2$ and using 61[vol.%] SiC-39[vol.%] $ZrB_2$ powders with the liquid forming additives of 12[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ by hot pressing annealing at $1650[^{\circ}C]$ for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$, $ZrB_2$ were not observed in this microstructure. The result of phase analysis of composites by XRD revealed SiC(6H, 3C), $TiB_2$, $ZrB_2$ and $YAG(Al_5Y_3O_{12})$ crystal phase on the Liquid-Phase-Sintered(LPS) $SiC-TiB_2$, and $SiC-ZrB_2$ composite. $\beta\rightarrow\alpha-SiC$ phase transformation was occurred on the $SiC-TiB_2$ and $SiC-ZrB_2$ composite. The relative density, the flexural strength and Young's modulus showed the highest value of 98.57[%], 249.42[MPa] and 91.64[GPa] in $SiC-ZrB_2$ composite at room temperature respectively. The electrical resistivity showed the lowest value of $7.96{\times}10^{-4}[\Omega{\cdot}cm]$ for $SiC-ZrB_2$ composite at $25[^{\circ}C]$. The electrical resistivity of the $SiC-TiB_2$ and $SiC-ZrB_2$ composite was all positive temperature coefficient resistance (PTCR) in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]$ to $700[^{\circ}C]$. The resistance temperature coefficient of composite showed the lowest value of $1.319\times10^{-3}/[^{\circ}C]$ for $SiC-ZrB_2$ composite in the temperature ranges from $100[^{\circ}C]$ to $300[^{\circ}C]$ Compositional design and optimization of processing parameters are key factors for controlling and improving the properties of SiC-based electroconductive ceramic composites.
Fe-30Ni-0.35C 합금과 몇가지 저융점 순금속의 상변태에 미치는 압력의 영향에 대하여 PDSC를 이용하여 조사하였다. Fe-30Ni-0.35C 합금의 오스폼트 마르텐사이트 및 마르폼드 마르텐사이트 오스테나이트로 역변태시 압력이 1 기압에서 60기압으로 증가하에 따라. $A_s$점이 약 $2~4^{\circ}C$ 저하하며, 이것은 상전이시의 체적변화가 음의 값이 되기 때문이다. 또한 $A_f$ 점은 압력이 증가함에 따라 변함없이 일정하거나 매우 미소한 상승을 나타내는데, 이것은 압력이 증가할수록 탄화물의 석출이 촉진되기 때문이다. Fe-30Ni-0.35C 합금의 오스폼드 마르텐사이트의 역변태시 엔탈피변화는 압력이 1 기압에서 60기압으로 상승함에 따라 10~14J/g 증가한다. 순금속 Se, Sn, Pb, Zn, Te 등의 용융점은 압력이 1기압에서 60기압으로 증가함에 따라 매우 완만하게 상승하며, 용융시의 엔탈피변화는 압력의 증가에 따라 거의 변화가 없거나 미소 증가를 나타낸다.
높은 전기전도도와 우수한 기계적 강도, 열안정성을 가진 2차원 전이금속탄화물 또는 질화물인 MXene은 최근 가볍고 유연한 전자파 차폐 소재로 많은 주목을 받고 있다. 특히, Ti 기반의 Ti3C2Tx와 Ti2CTx는 방대한 MXene 계열 시스템에서 전기 전도성과 전자파 차폐 특성이 가장 우수한 것으로 보고되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 Ti3AlC2와 Ti2AlC의 층간 금속 에칭과 원심 분리법을 통하여 합성된 Ti3C2Tx와 Ti2CTx 분산용액을 진공 여과법을 이용하여 수 마이크로 두께의 필름을 제작하였으며, 고온 열처리 후에 필름의 전기전도도 및 전자파 차폐 효율을 측정하였다. 그리고, X선 회절법과 광전자 분광법을 이용하여 열처리 후의 Ti3C2Tx와 Ti2CTx 필름의 구조적 변화와 전자파 차폐에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 소형 및 웨어러블 전자기기에 적용하기 위한 매우 얇고 가벼운 우수한 성능의 MXene 기반 전자파 차폐 필름을 위한 최적 구조를 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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