• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.101-101
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• 2016

DLC(Diamond Like Carbon)막은 그 물성의 다양함으로 인하여 산업기계, 금형, 공구, 광학 및 수송기기의 파워셀 부품등 많은 산업분야에 활용되고 있다. 일반적으로 DLC막은 증착에 사용되는 카본의 원료에 따라 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 이는 탄화 수소계 가스(CxHy)를 사용하여 증착된 a-C:H(amorphous Hydro-Carbon)과 고체 카본을 사용하는 a-C(amorphous Carbon)이다. 또한 a-C 중 진공 아크 공법으로 제작된 막(ta-C : tetrahedral amorphous-Carbon)은 다이아몬드 성분인 sp3의 분률이 높아, 그 경도는 40 - 85 GPa 이상이며, 무수소화로 500도 이상의 고온에서도 그 물성의 변화가 적어 그 활용도가 높아지고 있다. 하지만 높은 경도와 더불어 막의 잔류응력이 높아 3 um 이상 후막화하는 것은 어렵다. 이는 높은 잔류응력으로 인한 막의 증착시, 막 자체가 파손되거나, 기판과 막사이의 계면 밀착력이 약하여 박리되거나, 또는 높은 밀착력으로 인하여 모재가 파손되는 등 다양한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 이 고경도 무수소 DLC막(ta-C)의 후막화하는 방안으로 주요 코팅 변수와 잔류응력과의 관계를 에너지 관점에서 파악하고 이를 활용 잔류응력을 제어하여 할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1989.11a
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• pp.41-58
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• 1989

현재 자동차엔진유를 비롯한 각종윤활유에 마찰마모방지제 및 산화방지제로 사용되고 있는 유용성 몰리부덴계 화합물은 윤활제의 첨가제로서 주목받고 있다. 이와 같은 유용성 몰리부덴계 화합물은 윤활제의 첨가제로서 마찰부분의 고온에 의해 열분해함으 2 유화몰리부덴($MoS_2$)을 생성하기 위해서 합성한 것이다. $MoS_2$는 마찰마모 감소제로서 잘 알려져 있지만 고체이기 때문에 마찰면에 COATING 하거나 윤활유에 분산시켜 사용하고 있다. 그러나 윤활유에 분산시키는 것과 마찰면에 흡착시키는 것과는 계면화학적 반대현상이므로 문제가 발생하게 된다. 그러므로 윤활유중에 안정한 분산계를 만들어 사용시에는 비교적 안정한 COLLOID 계가 파손되지 않아야 한다. 그러나 열가학적으로 불안정한 COLLOID 계를 유지하기는 어려운 문제이다. 그러므로 유용성인 몰리부덴계 화합물을 윤활유에 용해시켜 열적 혹은 TRIBOCHEMICAL 적으로 분해해 줌으로서 마찰표면에 $MoS_2$의 생성이 필요하다. 이와같은 목적으로 개발된 유용성 몰리부덴화합물은 마찰마모감소작용 및 산화방지작용의 메카니즘에 관해서는 불투명한 점이 많다. 본 논문은 유용성 몰리부덴계 화합물중 Molybdenum dialkyl dithiocarbamate (이후 MoDTC로 명함)를 윤활유 첨가제로 사용해 마찰실험을 통하여 마찰감소작용의 메카니즘을 해명하고, 특히 마찰표면에 생성될 $MoS_2$막의 효과에 관해 중점을 두고 분위기의 효과로 부터 MoDTC의 마찰감소작용의 인자에 대한 고찰을 행하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.4
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• pp.83-92
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• 1999

A numerical analysis of two phase flow in the solid rocket nozzle was conducted. Stoke number was defined over the various aluminum oxide($AI_2$$O_3$) particle sizes and particle trajectories were treated by Lagrangian approach. Particle stability was considered by the definition of Weber number in a rocket nozzle. Large particles are divided after the nozzle throat as the flow accelerates rapidly. The division of particles changes the particle distribution at the nozzle exit. From the above results, it was found that the nozzle converge section surface might be affected by aluminum oxide particles. Also, Mechanical erosion rate of nozzle surface was predicted for different materials.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2001.06a
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• pp.13-13
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• 2001

현재 초고속 가공 공구의 국내 시장은 150억원이며 향후 3년 내에 1500억원으로 급성 장활 전망이다. 무윤활 초고속 가공을 실현하기 위해서는 윤활특성이 우수한 초고경도 코팅의 개발이 필요하며 이를 통해 기계설비의 수명향상과 폐유문제 해결을 기대할 수 있다. 기존의 고체윤활 코팅은 초고경도 코팅의 상부에 $MoS_2$, Graphite 등 윤활성 박막을 합성하였으나, 이들은 Hexagonal 구조의 연질 박막이며 수분이 존재하는 대기중에서는 윤활 및 내마모 특성이 급격히 저하된다. 환경친화 대체소재 개발의 일원으로 TiN, ZrN 박막 등이 이미 개발되었고 기계적 특성이 우수하여 널리 응용되고 있으나 아직 경도(약 20GPa 내외) 및 윤활성의 한계 (마찰계수 $\mu=O.6$)를 극복하지 못하고 있다. TiN박막 위의 Cu의 첨가는 TiN의 구조와 성질을 크게 변화시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 TiN 기지 위에 Cu를 도핑함으로써 경도의 상승을 통환 내구력의 향상과 마찰계수의 감소를 통한 윤활성의 향상을 보고자하였다. TiN합성의 안정화를 위하여 magnetron sputtering과 arc ion pIatingd을 병용한 hybrid 공정을 이용하였다. Cu첨가에 따른 결정 성장 거동의 변화를 보기 위해 XRD 분석을 실행하였고, EDS 분석을 통해 Cu target 전류밀도에 의한 기지내의 Cu의 함량변화를 고찰하였으며, 경도 및 윤활특성을 고찰하기 위해서 경도 시험과 마모 시험(ball-on disc type test)를 하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.1
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• pp.84-92
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• 2001

(La,Sr)MnO$_3$(LSM)-YSZ 복합체 양극의 산소환원 반응기구에 대해 고찰하였다. YSZ를 첨가함에 따라 복합체 양극의 ohmic 저항이 증가하고, 분극 저항은 YSZ를 40 wt%~50 wt% 혼합하였을 때 최소값을 나타내었다. 또한 LSM-YSZ 복합체 양극의 산소환원 반응기구는 1가 산소이온의 표면확산과 산소이온전달반응에 의해서 지배됨을 알 수 있었다. 임피던스 분석 결과에 따르면 고주파수 영역에서 나타나는 반원은 산소이온전달반응으로 산소분압 의존성이 거의 없고, YSZ가 40 wt% 첨가되었을 때 최소값을 나타내었다. 중간주파수 영역에서 나타나는 반원은 1가 산소이온의 표면확산반응으로 산소분압 의존성은 약 1/4이고, YSZ가 40~50 wt% 첨가되었을 때 최소값을 나타냈다. 한편, 저주파수 영역에 나타나는 반원은 가스확산반응으로 산소분압 의존성이 1이고, 온도에 따른 의존성이 거의 없었다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.1
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• pp.93-99
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• 2001

(La,Sr)MnO$_3$(LSM)-YSZ 복합체 양극에 있어서 소결온도 및 전극두께와 cathodic potential이 전극 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 양극의 소결은 삼상계면의 양을 결정하는 중요한 변수로 LSM 단미 양극과 YSZ가 40 wt% 포함된 LSM-YSZ 복합체 양극 모두 120$0^{\circ}C$에 소결했을 때 가장 낮은 분극저항을 나타내었다. 또한 양극 후막의 두께가 얇아지면 양극의 in-plane 저항이 증가하여 ohmic 저항이 증가하였는데, LSM-YSZ 복합체 양극의 경우 약 30$mu extrm{m}$ 정도의 전극두께가 가장 효과적인 전극 특성을 나타내었다. 한편, LSM-YSZ 복합체 양극에 -0.5 V의 cathodic potential을 인가함에 따라 양극에서 일어나는 산소환원반응의 활성이 증가하였는데, 1가 산소이온의 표면확산반응의 분극저항은 감소하였으나, 고주파수 영역에서 나타나는 산소이온전달반응의 저항은 거의 변화하지 않았다. 이것은 Mn의 환원에 의한 양극표면에 생성된 산소공공에 기인한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.155-155
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• 2011

그래핀(graphene)은 모든 탄소 원자가 표면에 존재하는 이차원 결정이기 때문에 다른 고체 표면에 고착될 때 인장 및 압축 변형(tensile & compressive strain)과 전하 도핑(charge doping)에 취약하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 산화실리콘(SiO2/Si) 기판 위에 기계적으로 박리된 그래핀에 혼재되어 나타나는 기계적 변형과 전하 도핑 현상을 분석할 수 있는 라만 분광법 기술을 개발하고자 하였다. 대부분의 시료에서 기계적 변형으로 인해 라만 G-band와 2D-band의 진동수(${\omega}$)가 특별한 상관관계(${\Delta}{\omega}2D/{\Delta}{\omega}G$ = 2.0 ${\pm}$ 0.2)를 가진다는 사실을 확인하였다. 전자 친화도가 큰 F4-TCNQ (tetrafluorotetracianoquinodimethane)를 증착하여 화학적으로 p-형 전하 도핑을 유도한 그래핀에서는 기계적 변형과는 분명히 구별되는 상관관계(${\Delta}{\omega}2D/{\Delta}{\omega}G$ = 1.0 ${\pm}$ 0.3)가 관찰되었다. 본 연구는 라만 분광법을 통해 그래핀의 기계적 변형과 전하 도핑 정도를 정량적으로 분리해서 분석할 수 있는 방법을 제시해 준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.61-62
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• 2006

본 연구에서는 대표적인 양친매성분자인 Arachidic acid를 이용하여 박막을 제작하였으며, 층수 변화에 따른 표면이미지와 전압-전류 특성을 측정하였다. Arachidic acid 는 포화지방산으로 ($CH_3(CH_2)_{18}$ COOH)의 구조를 가지며, 크기가 $27.5{\AA}$으로 $CH_3(CH_2)_{18}$의 소수기와 COOH의 친수기로 구성되어 있어, Langmuir-Blodgett (LB) Trough을 사용하여 박막제작과 분자제어가 쉽다. Chloroform을 용매로 하여 2 mmol/l의 농도를 조성하여 ${\pi}$-A 등온선을 통해 기체 상태, 액체 상태, 고체 상태를 관찰하였다. LB 막의 제작 및 평가에서 막의 안정성은 ${\pi}$-A 곡선, AFM(Atomic force microscopy) 등을 통하여 확인하였다. 또한 LB 막을 Metal/유기물 LB막/Metal 구조의 소자로 제작하여 전압-전류 특성을 측정하였다.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.30 no.5
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• pp.333-346
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• 1997

Plasma spray processes for functional coatings of tubular SOFC ( Soild oxide Fuel Cell).consisting of air electrode, oxide electrolyte, an fuel electrode, are optimized by fully saturated fractional factorial testing. Material and electric characteristics of each coating are analtsed by the implementation of SEM and optical microscope for evaluating microstructure and porosity, X-ray diffraction method for investigating compositional change between raw powder and sprayed coating, and Van der Pauw method for measuring electrical conductivity. LSM ($La_{0.65}Sr_{0.35}MnO_3$air electrode and Ni-YSL fuel electrode coatings have porosities of around 23~30% sufficient for effective fuel and oxidant gas supply to electrochemical reaction interfaces and electrical conductivities of around 90 S/cm and 1000 S/cm, respectively, enough for acting as current collecting electrodes. YSZ($ZrO_2-8mol%Y_2O_3$) electrolyte film has a high ionic conductivities of 0.05~0.07 S/cm at $1000^{\circ}C$ in air atmosphere, but appears to be somewhat too porous to reduce the thickness. for enhancing the cell efficiency. A unit tubular SOFC has beem fabricated by the optimized plasma spray processes for each functional coating and the cell. Its electrochemical chracteristics are investigated by measuring voltage-current and power density with variation of operationg temperature, radio of fuel to air gas flowrates, and total gas flowrate of reactants.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.53 no.5
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• pp.505-511
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• 2009

Water soluble ZnS nanocrystals were synthesized by capping the surface of the nanocrystals with valine and alanine molecules, which are structurally simple and bio friendly amino acids. The obtained ZnS nanocrystal powders were characterized by XRD, HR-TEM, and EDXS spectroscopies. The measured particle sizes by HR-TEM images were in the range of 3.3 to 3.6 nm. In addition, the surface capping amino acids molecules were characterized by FT-IR and FT-Raman spectroscopies.