• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.105-105
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• 2018

스테인리스강은 내식성과 내구성이 우수하여 파이프 및 일반 구조용 고온재료에 널리 사용된다. 그러나 선박 및 해양플랜트 등의 고부가가치 산업에 사용될 경우 내피로성, 내구성 및 내식성이 더욱 요구되고 있다. 특히 해수 환경 하에서 스테인리스강은 재료 표면의 부동태 피막 파괴로 공식 또는 틈부식에 의한 국부부식을 초래하여 해양환경용 재료로 사용하는데 제한적이다. 플라즈마 이온질화는 저온에서 열처리가 가능하며 재료의 변형이 없어 스테인리스강에 널리 적용되는 열화학적 표면처리 기술이다. 플라즈마 이온질화는 일반적으로 고온에서 실시하여 스테인리스강의 기계적 특성을 향상시키는 목적으로 주로 적용하였으나, 저온-플라즈마 이온질화 처리 시 질소의 확산계수 증가로 표면에 S-phase 생성에 기인하여 부식 저항성이 향상된다고 알려져 있다[1-2]. 그러나 해수 펌프, 밸브, 스트레이너(Strainer) 등의 해양 환경용 기자재로 널리 사용되고 있는 주조 스테인리스강에 대한 플라즈마 이온질화 적용과 그 연구는 미비하다. 따라서 본 연구에서는 주조용 스테인리스강에 대하여 플라즈마 이온질화 기술을 적용하여 공정온도에 따른 해수 내 전기화학적 부식 특성을 규명하였다. 플라즈마 이온질화 공정은 $25%N_2$와 $75%H_2$ 비율로 $350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$의 공정온도에서 10시간 동안 실시하였다. X-선 회절분석을 통해 공정온도 변수에 따른 표면에 형성된 질화층의 상변화를 분석하였다. 또한 비커스 경도계를 이용하여 표면경도를 측정하여 기계적 특성 향상을 확인하였다. 전기화학적 부식 실험 후 표면 손상 형상 관찰, 무게 감소량 및 손상 깊이 계측을 통해 공정 온도와 부식 저항 특성을 규명하였다. 또한 타펠 분석을 통해 모재와 플라즈마 이온질화 온도 변수에 따른 부식 속도를 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.443-443
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• 2010

액체 표면을 전극으로 하는 플라즈마 방전은 생물학적 살균, 분해 처리 등에 필요한 UV 및 화학적 활성종의 생성에 유리하여 널리 활용되고 있다. 하지만 그 특성 등에 관한 연구는 액체막의 유동 및 기하학적 구조 상 진단의 제한으로 인하여 아직 미비한 상태이다. 전해질 내 방전은 전극 표면의 기포 막 에 인가되고 그 두께에 따라 변한다. 따라서 본 연구에서는 액상 전해질의 인가 전압 및 점성도를 독립적으로 조절하여 기포 막 크기와 인가 전력간의 관계와 이에 따른 전해질 내 플라즈마의 특성이 음극 글로우 방전임을 밝혔다. 실험에서는 전기 전도도 1.6-3.2 S/m의 NaCl 수용액 전해질에 양극성 전극을 삽입하고 350 kHz의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생하였다. 인가된 전압은 230 - 280 V이며 전해질의 점성도는 젤라틴을 첨가하여 1E-4-1.1 kg/m${\times}$sec로 조절하였다. 기포 막의 두께 및 변화는 고속카메라를 통하여 관측하였으며 인가되는 전압 및 전류는 고전압 프로브와 전류 프로브를 통하여 관찰하였다. 기포 막은 전극표면에서 막 비등을 통하여 발생됨을 밝혔다. 인가 전력과 손실 열에너지간의 비율에 따라 기포막은 수축과 확장의 진동을 반복하였으며 전기 유체적 모델을 통하여 기포 막의 동적 거동에 따른 플라즈마에 인가된 전력의 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다. 기포 막의 평균적인 두께는 인가 전압과 비례하여 약 $150\;{\mu}m$에서 $200\;{\mu}m$로 증가하였으며 진폭은 점성의 증가 시 약 $50\;{\mu}m$에서 $20\;{\mu}m$로 감소하였다. 순간적인 플라즈마 인가 전력은 평균적인 두께에 따른 평균적인 두께에 대해서는 15 - 20 W의 변화를 보였으나 진폭의 감소 시 17 - 70 W의 보다 큰 폭으로 증가하였다. 이를 통하여 점성도가 큰 조건에서 기포 막의 확장이 억제되어 방전이 유지됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.6
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• pp.301-311
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• 2012

Discharge property of plasma jet devices is investigated for the application to the doping processes of crystalline solar cells and others. Current-voltage characteristics are shown as the typical normal-glow discharge in the various gas pressure of plasma jets, such as in the atmospheric plasma jets of Ar-discharge, in the ambient pressure of atmospheric discharge, and in the ambient Ar-pressure of Ar-discharge. The discharge voltage of atmospheric plasma jet is required as low as about 2.5 kV while the operation voltage of low pressure below 200 Torr is low as about 1 kV in the discharge of atmospheric and Ar plasma jets. With a single channel plasma jet, the irradiated plasma current on the doped silicon wafer is obtained high as the range of 10~50 mA. The temperature increasement of wafer is normally about $200^{\circ}C$. In the result of silicon wafers doped by phosphoric acid with irradiating the plasma jets, the doping profiles of phosphorus atoms shows the possibility of plasma jet doping on solar cells.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2002.04a
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• pp.293-296
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• 2002

소수성인 폴리올레핀계를 친수성화하여 고분자의 표면특성을 개량하거나 고분자 재료 표면에 새로운 기능을 부여하고자 하는 연구가 1970년대부터 계속되고 있다. 이러한 고분자의 표면 특성개질에 대한 연구는 보통 고분자의 도장성, 인쇄성, 접착성, 젖음성 들을 개선하기 위한 것이다. 그 중 재료의 표면층 만을 효율적으로 개질 시키는 저온 플라즈마 처리법은 낮은 기압에서 행하는 글로우 방전법과 대기압 부근에서 행하는 코로나 방전법으로 나눌 수 있으며, 특히 대기압하에서 코로나 방전을 이용한 표면개질법은 산업현장에서 연속적이면서 고속으로 처리할 수 있고 취급이 용이하다는 장점 때문에 표면개질에 있어서 현재 널리 사용되고 있는 방법중 하나이다[1]. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.11a
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• pp.59-61
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• 2002

In this study we attempted to diagnose the distribution of nitrogen plasma density generated using PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition). The distribution of plasma density formed in a PECVD chamber were measured by DLP2000. The experiment results showed that the plasma density is related to RF power and gas flow rate. As RF power gets higher, the plasma density linearly increased. And the experimental results revealed that a pressure in chamber affects plasma density.

• The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.43 no.3
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• pp.478-484
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• 1994

Facing target dc sputtering system developed by Hoshi et al. has simple configuration and high deposition rate under moderate substrate temperature in the range of pressure 5x10S0-4T - 1x10S0-2T torr. In this system, magnetic field should be applied perpendicular to the target surface in order to confine high energy secondary electrons between two targets. Because of this magnetic field, the glow discharge characteristics are very different from dc planar diode system showing some unstable discharge region. In this paper, the glow discharge characteristics of this system have been studied under the condition of Ti targets with Ar-NS12T(10%) as working gas. It is found that this system has stable discharge region under the discharge current density of 15-30(mA/cmS02T). The plasma density and electron temperature are in the range of 10S010Y - 10S011T(CMS0-3T) and 2.5-5(eV), respectively.

• Analytical Science and Technology
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• v.7 no.4
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• pp.483-492
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• 1994

Direct solid analysis of various kinds of metal samples has been conducted by glow discharge. In this laboratory, the gas-jet assisted glow discharge(GJGD) device has been developed and characterized. The effect of changes in applied current, cell pressure and flow rate on atomic emission signals obtained from a jet-assisted cathodic sputtering was investigate. The emission intensities of Cu, Zn, and Ar were measured. They were increased with the current. But the intensities were decreased by increasing the flow rate of argon due to the diffusion and transportation of particles into plasma. By increasing the pressure of the cell, the intensities were greatly decreased because of enhancement of redeposition onto the surface of the sample.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.40-47
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• 1999

We have established a pulsed low-energy large-aIXTture electron beam(LELAEB) generation system with an energy of 2OO[keV], current of 1[A], pulse repetition rate of 200[Hz], and several tens of ${\mu}s$ pulse width. The system is characterized by a cold cathode that is simpler than the hot cathode. Electron beam does not need to be scanned over target objects because of large beam aIXTture of $300[\textrm{cm}^2]$. Electron source is secondary electrons that are generated when the ions from the glow discharge collide on the cathode surface. In this paper, We report about the design and manufacture of LELAEB generation system based on the theoretical analysis in order to study lXlssibility of increasing the efficiency of IELAEB accelerator. We also report on the possibility of large aperture beam current generation and the current density uniformity based on the experiIrental results.esults.

• Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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• v.25 no.1
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• pp.154-161
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• 2001

We have treated polyester fabric with $CF_4,\;C_2F_6,\;SF_6\;and\;C_3F_6$ glow discharge plasmas to develop functional fabrics which preserve moisture transportation and water proofing nature. Modified properties were evaluated by water vapor permeation rate and breakthrough water pressure. The change of surface morphology was observed by SEM. Fiber interstice of the plasma treated fabric was calculated as $0.32{\mu}{\textrm}{m}$, and this value was sufficiently ideal as water repellent material. The moisture transportation of ${CF_4}-treated$ fabric was good as much as untreated fabric, and those of $C_2$F(sub)6-treated, SF(sub)6-treated fabrics were reduced by 1~3%, and that of ${C_3F_6}-treated$ fabric was reduced by 15%. The best treatment condition were 0.06 torr 120 seconds in $CF_4$, 0.05 torr 30 seconds in $SF_6$, 0.08~0.15 torr 90 seconds in $SF_6$ and 0.1 torr 45 seconds in $C_3F_6$ respectively. The grade of moisture transportation effect was $CF_4>C_2F_6>SF_6>>C_3F_6$, and water proofing effect was $C_2F_6{\approx}CF_4>C_3F_6>SF_6$. It was observed by SEM that the thin film was formed on the surface of the treated substrate by the fluorocarbon plasma treatment.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.6
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• pp.495-500
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• 2008

The amount of vapor mercury for the generation of glow discharge plasma has been calculated in a fine tube fluorescent lamp having a mixed gas of Ne+Ar including a mercury. When the ionization of atom is considered by the collision between neutral atoms (Ne, Ar, Hg) and electrons of energy $kT_e{\sim}1\;eV$, the density of vapor mercury atom has been obtained as $n(Hg){\sim}3.43{\times}10^{22}m^{-3}$ for the plasma density $n_o{\sim}10^{17}m^{-3}$. In the fluorescent lamps of out diameter 4 mm used for $32{\sim}42$-inch LCD-TVs having a mixture gas of Ne(95%)+Ar(5%) with the pressure of 50 Torr, the quantity of vapor mercury for the glow discharge has been caculated as 0.02{\sim}0.08\;mg$.