보석용 다이아몬드의 기술발전에 따라 고온고압법으로 만들어진 합성다이아몬드 인지, 또는 고온고압법(high temperature high pressure:HTHP)으로 향상처리된 천연다이아몬드 인지의 여부를 처리하지 않은 천연다이아몬드와 비교하여 명확히 확인할 필요가 있다. 본 연구에서는 합성다이아몬드를 진동시편자력계를 이용하여 강자성 특성을 보이는 경우 합성다이아몬드로 감별하는데 성공하였다. 또한 HTHP 향상처리 된 TypeIa, TypeIIa 다이아몬드를 FTIR(Fourier Transform Infrared) 분광기를 이용하여 HTHP 처리 공정 전후의 스펙트럼 분석으로 감별할 수 있음을 확인하였다.
Synthetic diamond films were deposited on pretreated silicon substrate in activated gas phase using RF plasma-assisted CVD. We investigated the influence of $O_2$ gas on facets of diamond crystal. In $H_2-CH_4-O_2$ gas mixture, the increase of oxygen concentration lead to well-faceted diamond particles and increasing crystallinity of diamond films. The deposited diamond films were analyzed by SEM, XRD, Raman spectroscopy.
Ni-diamond composite powders with nickel layer of round-top type on the surface of synthetic diamond (140/170 mesh) were prepared by the electroless plating method (EN) with semi-batch reactor. The effects of nickel concentration, feeding rates of reductant, temperature, reaction time and stirring speeds on the weight percentage and morphology of deposited Ni, mean particle size and specific surface area of the composite powders were investigated by Atomic Adsortion Spectrometer, SEM-EDX, PSA and BET. It was found that nucleated Ni-P islands, acted as catalytic sites for further deposition and grown into these relatively thick layers with nodule-type on the surface of diamond by a lateral growth mechanism. The weight percentage of Ni in the composite powder increased with reaction time, feeding rate of reductant and temperature, but decreased with stirring speed. The weight percentage of Ni in Ni-diamond composite powder was 55% at 150 min., 200 rpm and 7$0^{\circ}C$ .
천연, 합성, 그리고 처리된 보석용 다이아몬에 대한 NMR과 EPR 실험을 수행하였다. 동일한 실험조건에서 비교적 짧은 100 분의 실험시간 동안에 얻어진 $^{13}C$ NMR 스펙트럼을 통해 천연과 합성다이아몬드, 처리된 다이아몬드와 처리되지 않은 다이아몬드, 그리고 고온고압 처리된 다이아몬드와 전자빔 처리된 다이아몬드가 각각 서로 구별될 수 있는 가능성을 확인하였다. 보석용 합성 다이아몬드는 촉매제로 흔히 사용되는 전이금속의 상자기성 영향으로 $^{13}C$ NMR의 선폭이 1.6 ppm 이상으로 얻어졌고, 보석용 천연 다이아몬드는 처리방법에 무관하게 그 선폭이 0.5 ppm 이하로 얻어졌다. 고온고압 처리된 보석용 천연 다이아몬드의 선폭(0.5 ppm)은 전자빔 처리된 다이아몬드의 선폭(0.2 ppm) 보다 두 배 이상 넓은 것으로 나타났다. 처리된 보석용 천연 다이아몬드의 $^{13}C$ NMR 신호 세기는 처리되지 않은 보석용 천연 다이아몬드의 신호 세기에 비해 10배 이상 높게 얻어졌다. EPR 스펙트럼을 이용해 얻은 각 다이아몬드의 상자기성 결함(전자)의 농도와의 상관성을 검토해 본 결과, $^{13}C$ NMR 신호의 상대적 세기는 각 시료들에 함유되어 있는 상자기성 전파의 농도에 비례하여 증가하지만 전자빔 처리된 다이아몬드의 경우는 예외임이 밝혀졌다. 이를 통해 전자빔 처리된 다이아몬드의 경우 NMR 신호의 세기를 정하는 인자로 상자기성 불순물 성분 이외에 격자 성분도 고려해야 됨을 알 수 있었다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권1호
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pp.1-7
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2014
기본유체에 나노분말을 분산시킨 나노유체는 기본유체보다 높은 열전도도를 보인다. 이러한 특성으로 인해, 에너지 효율을 향상시키기 위한 대안으로서 나노유체가 주목받고 있으며, 고효율을 필요로 하는 열교환기의 작동유체로 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 상용 열교환기의 작동유체로서 많이 사용되고 있는 증류수, 에틸렌글리콜, 에틸알코올에 나노다이아몬드 분말을 적용한 나노유체의 열전도도를 측정하였다. 나노유체는 매트릭스 합성 분산법을 이용하여 제조하였으며, 나노다이아몬드의 혼합량은 0.1, 0.3, 0.5, 1vol%로 하였다. 측정결과 모든 기본유체 조건에서 나노유체의 열전도도가 증가하였으며, 특히 증류수에 분산된 1vol%의 나노유체에서 23%의 높은 열전도도 향상 경향을 보였다.
보석질 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 $^{15}N$와 $^{13}C$에 대하여 다양한 스핀 이완 시간과 반복 시간을 적용한 NMR 실험을 수행하였다. $^{13}C$에 대해서는 보석질 천연 다이아몬드는 실험 반복 시간이 30초에서 34.1 ppm의 미약한 신호를 얻었으며 합성 다이아몬드에서는 실험 반복 간격이 0.5초에서부터 34.2 ppm의 신호를 얻었으며 실험 반복 시간이 50초에서는 더 뚜렷한 34.7 ppm의 신호를 얻을 수 있었다. 천연 및 합성 다이아몬드의 극히 낮은 함량에 기인하여 $^{15}N$는 NMR 신호가 감지되지 않았다. 천연 다이아몬드와 합성 다이아몬드의 이완 시간과 불순물의 성분 함량은 서로 밀접한 관련성이 있음을 확인하였으나 $^{13}C$의 NMR 특성의 유사성으로 신호의 강약의 차이를 제외하고는 천연 혹은 합성 여부의 구별은 가능하지 않았다.
In our study we consider Al2O3 ceramic substrates for Plasma Surface Treatments in order to improve deposited diamond surface and increase diamond deposition rate by applying DBD (Dielectric Barrier Dischrge) system. Because Plasma Surface Treatments was used as a modification method of material surface properties like surface free energy, wettability, and adhesion. By applying Plasma Surface Treatments diamond films are deposited on the Al2O3 ceramic substrates. DC Arc Plasmatron with mathane and hydrogen gases is used. Deposited diamond films are investigated by SEM (Scanning Electron Microscopy), AFM (Atomic Force Microscopy) and XRD (X-ray Diffractometer). Then the C-H stretching of synthetic diamond films by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) is studied. As a result, nanocrystalline diamond films were identified by using SEM and diamond properties in XRD peaks at (111, $43.8{\Box}$, (220, $75.3{\Box}$ and (311, $90.4{\Box}$ were shown. Absorption peaks in FTIR spectrum, caused by CHx sp3 bond stretching of CVD diamond films, were identified as well. Finally, we improved such parameters as depostion rate ($2.3{\mu}m$/h), diamond surface uniformity, and impurities level by applying Plasma Surface Treatments. These experimental results show the importance of Plasma Surface Treatments for diamond deposition by a plasma source.
Synthetic diamond films have been deposited on the silicon(100) surface and molybdenum substrates using an microwave plasma enhanced vapor deposition (MWPECVD) method. The effect of deposition time, surface morphology, X-ray diffraction pattrm, infrared transmittance and Raman Scattering have been studied, The diamond film deposited on Mo substrate for (100) hours at 40 torr H$_2$-CH$_4$O$_2$ gas system have been shown 1${\mu}{\textrm}{m}$/h of growth rate and good crystallization
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[게시일 2004년 10월 1일]
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