자동차 산업분야에서 차량 경량화의 한 수단으로, 자동차용 유리를 무게가 가볍고 고강도 투명 고분자 소재인 폴리카보네이트로 대체하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 폴리카보네이트의 낮은 내 마모 특성과 자외선에 의한 열화 및 변색 현상은 해결해야 할 문제점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는, 폴리카보네이트의 내마모 특성을 향상시키기 위해 HIPIMS+ (High Power Impulse Magnetron Sputtering+) 방법을 이용하여 투과율이 확보되고, 고경도 특성을 갖는 Al-Si-N 박막을 증착하였다. 고속증착을 하기 위해 Target에 인가되는 Power를 올리게 되었는데, 열팽창 계수가 큰 고분자 물질인 폴리카보네이트 시료의 온도가 상승하여 증착된 박막과의 열팽창 계수 차이에 의해 박막에 Crack이 형성되는 문제가 발생하였다. 증착되는 Al-Si-N 박막의 공정 압력에 따른 Stress 제어 방법 및 폴리카보네이트 시료의 온도 상승을 막기 위한 알루미늄 구조체를 이용함으로써 박막의 Crack 형성을 억제하고자 하였다. 박막의 Stress를 확인하기 위하여 AFM (Atomic Force Microscope)과 OM (Optical Microscope)을 이용하여 분석하였고, 박막의 경도는 Knoop ${\mu}$-hardness tester를 사용하여 측정하였다. Al-Si-N 박막 경도는 Si at.%/(Al at.% + Si at.%) 비율이 16%에서 33 GPa의 경도를 갖는 것을 확인하였다. UV-Vis Spectrometer를 이용하여 투과율을 측정한 결과, 400-700 nm 파장의 가시광 영역 평균 투과율은 80%로 측정되었다.
This study was performed to investigate the effect of organic characteristics and feed water solution chemistry on membrane fouling index such as Silt Density Index (SDI) and Modified Fouling Index (MFI). Specifically, Aldrich humic acids (AHA) and Suwannee river humic acids (SHA) were used in SDI/MFI experiments. Higher SDI values were observed with increasing organic concentration. AHA with larger molecular weight (MW) and SUVA (${\approx}UV_{254}/TOC$) resulted in higher SDI values, compared to SHA. The feed solution chemistry (i.e, pH, ionic strength, and hardness) also affects SDI values to some degree. In particular, SDI increased with increasing hardness ($Ca^{2+}$) concentration for AHA. Unlike SDI, the MFI developed on the basis of particle cake filtration theory, was not accurately assessed due to internal fouling by organics such as pore adsorption and subsequent pore blocking.
Optical and mechanical properties of diamond-like carbon (DLC) films synthesized by RF plasma enhanced chemical vapor deposition were investigated as a function the C/H ratio in gas mixture. The C/H ratio was varied from 6 to 10 %, adjusting the amount of $CH_4$ and $H_2$ as the source gas. The optical and mechanical properties of DLC films were characterized by UV spectrometer, Ellipsometer and Nano-indenter. The change of the C/H ratio during synthesis of DLC films had many effects on the growth rate, transmittance, refractive index and hardness. The growth rate of the films increased exponentially with the increase in C/H ratio. The hardness of the films showed the tendency to improve with increasing C/H ratio, whereas the transmittance decreased. The refractive index was varied from 2.03 to 2.17, and these refractive indexes close to 2.0 indicates that it can be applied to Si-based solar cell.
It was first time that low frequency R.F. derived plasma enhanced MOCVD with frimethylborate precursor was used to fabricate a new ternary compound $BO_{x}$$N_{y}$ . The formation of BON molecule was resulted from nitrogen nitrifying B-O, and forming the angular molecule structure proved by XPS and FT-IR results. The relationship between hardness and film thickness was studied. An thickness-independent hardness was fond about 10 GPa. The empirical calculation of band-gap and UV test result showed that our deposited $BO_{x}$$N_{y}$ thin film was semiconductor material with 3.4eV of wide band gap. The electrical conductivity, $4.8$\times$10^{-2}$ /($\Omega$.cm)$^{-1}$ also confirmed that $BO_{x}$$N_{y}$ has a semiconductor property. The roughness detected from the as-grown films showed that there was no serious bombarding effect due to anion in the plasma occurring in the RF frequency derived plasma.
본 연구는 자가광개시형 아크릴레이트를 Michael addition 반응을 이용하여 합성하고 자유라디칼, 양이온 및 하이브리드 시스템을 통해 배합-경화-물성 상관관계를 유도하여 이들의 경화물성, 표면 물성을 Photo-DSC, 진자경도, 연필경도 및 내오염성 측정을 이용하여 평가하였다. 그 결과, 자유라디칼 반응형 모노머 첨가를 통해 경화 특성의 향상을 유도할 수 있었으나, 일정량 이상의 모노머 첨가 시 반응성 저하로 인해 경화성이 오히려 저하되었으며, 이는 자유라디칼 반응형 모노머에 의한 이동성의 향상이 SPIA의 경화 향상에는 한계가 있음을 확인하였다. 자유 라디칼 광개시제에 의한 자유 라디칼의 생성과 자가광개시 반응에 의한 자유라디칼이 동시에 연속적으로 반응에 참여되어 우수한 경화 특성을 보였으며, 양이온 시스템을 접목한 하이브리드 시스템의 경우 양이온계 광개시제와 양이온계 모노머가 라디칼 생성과 확산까지 촉진 시켜 우수한 경화특성을 보이며, 라디칼 중합에 비해 산소에 의한 영향이 적은 양이온 중합의 영향으로 표면물성을 비롯한 도막 물성 또한 가장 우수하였다.
반사 방지(anti-reflective; AR) 코팅막의 광학 특성 및 내오염성을 향상하기 위하여 tetraethylorthosilicate (TEOS)/염기 및 methyltrimethoxysilane (MTMS)/산 혼성 용액의 혼합비를 변화시키며 다양한 AR 코팅막을 제조하였다. 제조된 AR 코팅막은 UV-Vis, 접촉각 측정기, AFM, FT-IR 및 연필 경도 시험을 통해 특성을 분석하였다. MTMS/산 용액의 함량이 10 wt%인 혼성 용액으로 제조한 AR 코팅막에서 유리 기판은 매우 우수한 광학 특성(97.2%의 투과율), 우수한 내오염성($121^{\circ}$의 물 접촉각 및 $90^{\circ}$의 $CH_2I_2$ 접촉각), 중간 정도의 기계적 강도(4 H의 연필 경도)를 나타내었다. 특히 우수한 내오염성은 기판의 표면 위에서 혼성 용액 내 소량의 MTMS/산 용액으로부터 유래된 메틸기($-CH_3$)의 고른 분산에 기인한 것으로 고려되었다. 연필 경도 시험 결과로부터, AR 코팅막의 기계적 강도는 MTMS/산 용액의 함량이 증가할수록 향상되는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 고리화합물인 카프로락톤으로부터 2-hydroxyethyl acylate(2-HEA)를 개시제로 사용하여 caprolactone modified hydroxy acrylate(CHA)를 합성한 후, hexamethylene diisocyanate trimer(HDT)와 축중합을 통해 카프로락톤 변성 우레탄 아크릴레이트(UA) 올리고머를 합성하였다. 카프로락톤과 2-HEA의 몰비에 따른 CHA의 분자량은 수산가를 이용하여 계산되었으며, 계산된 분자량은 이론분자량과 거의 일치하였다. UA 올리고머의 점도는 2-HEA 대한 CHA의 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. UA 올리고머와 반응형 희석제를 광개시제와 함께 광경화한 후, 형성된 경화필름의 내열성 및 내열 변색성을 측정하였다. 경화필름의 가교밀도가 증가할수록 내열성 및 내열변색성이 우수하였으나 가교밀도가 증가할수록 경도는 증가하지만, 신율은 상대적으로 감소하였다.
수산기를 함유한 3관능 아크릴레이트(PETA; pentaerytritol triacrylate)를 pentaerytritol과 acrylic acid의 축합반응으로 합성하였다. 최적반응 조건이 용매로 heptane이 사용되고 pentaerytritol과 acrylic acid의 몰비가 1:4일때, 최고수율의 3관능 아크릴레이트를 얻을 수 있었다. 그 후, 다양한 디이소시아네이트와 PETA간 축합반응을 통해 여러가지 6관능 우레탄 아크릴레이트(UA)를 합성하였다. 합성된 우레탄 아크릴레이트는 반응형 희석제를 광개시제와 함께 자외선 광경화한 후, 형성된 경화필름의 물성을 측정하였다. 방향족 벤젠고리를 포함하고 있는 우레탄 아크릴레이트는 지방족 분자를 포함하고 있는 우레탄 아크릴레이트에 비해 내후성이 취약하였으며, UA-2의 경우 연필경도 및 내스크레치성이 가장 우수하였고 경화도가 가장 우수하였던 UA-l의 경우 내약품성이 가장 우수하였다. 밀착성의 경우 모든 조성에서 우수한 결과를 얻었으며, 경화도가 가장 낮은 UA-3의 경우 물리적 특성이 가장 낮았다.
Every display is equipped with a cover glass to protect the underneath displaying devices from mechanical and environmental impact during its use. The strengthened glass such as Gorilla glass.$^{TM}$ has been exclusively adopted as a cover glass in many displays. Conventionally, the strengthened glass has been manufactured via ion-exchange process in wet salt bath at high temperature of around $500^{\circ}C$ for hours of treatment time. During ion-exchange process, Na ions with smaller diameter are substituted with larger-diameter K ions, resulting in high compressive stress in near-surface region and making the treated glass very resistant to scratch or impact during its use. In this study, PIIID (plasma immersion ion implantation and deposition) technique was used to implant metal ions into the glass surface for strengthening. In addition, due to the plasmonic effect of the implanted metal ions, the metal-ion implanted glass samples got colored. To implant metal ions, plasma immersion ion implantation technique combined with HiPIMS method was adopted. The HiPIMS pulse voltage of up to 1.4 kV was applied to the 3" magnetron sputtering targets (Cu, Ag, Au, Al). At the same time, the sample stage with glass samples was synchronously pulse-biased via -50 kV high voltage pulse modulator. The frequency and pulse width of 100 Hz and 15 usec, respectively, were used during metal ion implantation. In addition, nitrogen ions were implanted to study the strengthening effect of gas ion implantation. The mechanical and optical properties of implanted glass samples were investigated using micro-hardness tester and UV-Vis spectrometer. The implanted ion distribution and the chemical states along depth was studied with XPS (X-ray photo-electron spectroscopy). A cross-sectional TEM study was also conducted to investigate the nature of implanted metal ions. The ion-implanted glass samples showed increased hardness of ~1.5 times at short implantation times. However, with increasing the implantation time, the surface hardness was decreased due to the accumulation of implantation damage.
Purpose: The purpose of this study was to evaluate whether three-dimensional (3D)-printed flexible denture resin has suitable mechanical properties for use as a thermoplastic denture base resin material. Materials and Methods: A total of 96 specimens were prepared using the 3D printed flexible denture resin (Flexible Denture). Specimens were designed in CAD software (Tinkercad) and printed through a digital light-processing 3D printer (Asiga MAX UV). Post-polymerization process was conducted according to air exposure or glycerin immersion at 35℃ or 60℃ and for 30 or 60 minutes. The maximum flexural strength, elastic modulus, 0.2% offset yield strength, and Vickers hardness of 3D-printed flexible denture resin were assessed. Result: The maximum flexural strength ranged from 64.46±2.03 to 84.25±4.32 MPa, the 0.2% offset yield strength ranged from 35.28±1.05 to 46.13±2.33 MPa, the elastic modulus ranged from 1,764.70±64.66 to 2,179.16±140.01 MPa, and the Vickers hardness ranged from 7.01±0.40 to 11.45±0.69 kg/mm2. Conclusion: Within the limits of the present study, the maximum flexural strength, 0.2% offset yield strength, elastic modulus, and Vickers hardness are sufficient for clinical use under the post-polymerization conditions of 60℃ at 60 minutes with or without glycerin precipitation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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