• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.370-370
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• 2010

최근 자연모사를 통한 초저마찰 연구가 활발히 진행되고 있으며 리소그라피, 레이져 가공법 등의 다양한 방법을 통해 표면구조 제어가 시도되고 있다. 본 연구에서는 자장여과 아크 플라즈마 이온 소스를 이용한 WC-Co 및 SCM 415 금속소재의 표면구조 형상제어를 통해 저마찰 특성을 시도하였다. 자장여과 아크 소스는 90도 꺽힘형이며 5개의 자장 코일을 통해 아크 음극에서 발생된 고밀도($10^{13}\;cm^{-3}$ 이상) 플라즈마를 표면처리 대상 기판까지 확산시켰다. 공정 압력은 알곤가스 1 mTorr, 아크 방전 전류는 25 A, 플라즈마 수송 덕트 전압은 10 V이다. 기판 전압은 비대칭 펄스 (-80 %/+5 %)로 -600 V에서 -800 V까지 인가되었으며 -600 V 비대칭 펄스 인가시기판으로 입사하는 알곤 이온 전류 밀도는 약 $4.5\;mA/cm^2$ 이다. WC-Co 시편의 경우 -600 V 전압 인가시, 이온빔 처리 전 46.4 nm(${\pm}12.7\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 5분, 10분, 20분동안 이온빔 처리함에 따라 72.8 nm(${\pm}3\;nm$), 108.2 nm(${\pm}5.9\;nm$), 257.8 nm(${\pm}24.4\;nm$)의 조도를 나타내었다. SCM415 시편의 경우 -800 V 인가시, 이온빔 처리 전 20.4 nm(${\pm}2.9\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 20분동안 이온빔 처리함에 따라 275.1 nm(${\pm}43\;nm$)의 조도를 나타내었다. 또한 주사전자현미경을 통한 표면 형상 관찰 결과, 이온빔 식각을 통해 생성된 거친 표면에 $3-5\;{\mu}m$ 직경의 돌기들이 산발적으로 생성됨을 확인했다. 마찰계수 측정 결과 SCM415 시편의 경우, 이온빔 처리전 마찰계수 0.65에서 조도 275.1 nm 시편의 경우 0.48로 감소하였다. 본 연구를 통해 이온빔 식각을 이용한 금속표면 제어 및 저마찰 특성 향상의 가능성을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.28-28
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• 2003

고온가압소결(Hot Pressing) 된 다이아몬드 공구용 Co-Fe, Co-Ni계 금속본드의 상온 건식 미끄럼 마멸시험을 행하고, 조성에 따른 각 본드의 마멸 특성을 비교하고 마멸 기구를 규명하였다. 미끄럼 마멸시험은 pin-on-disk 형태의 마멸시험기를 사용하여 각 조성의 성분, 적용하중 그리고 마멸상대재를 변수로 상온, 대기 중에서 실시되었다. 마멸속도는 마멸시험 전후의 시편의 무게 감량을 이론밀도와 거리로 나누어 계산되었다. 마멸기구의 규명을 위하여 시험된 시편의 마멸면과 마멸단면을 SEM과 EDS를 이용하여 분석하였다. 시험 결과 Co-Fe system의 경우 그 마멸속도는 마멸상대재의 영향보다는 Fe 첨가에 따른 시편의 미세조직과 기계적 성질의 차이에 따라 크게 변화하였다. 그러나 Co-Ni system의 마멸속도는 마멸 상대재에 따라 크게 변화하는 것이 관찰되었다. $Al_2$O$_3$를 상대재로 마멸된 경우에는 마멸속도가 시편/상대재 접촉면에서 형성되는 산화층의 영향을 크게 받았고, glass bead(83% SiO$_2$)를 상대재로 한 경우에는 시편의 경도와 마멸속도는 서로 반비례하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권4호
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• pp.223-231
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• 2022

금속 적층제조 공정 중 발생할 수 있는 잔류응력은 3D 프린팅을 통한 정밀한 금속 부품 제작을 위해 적절히 통제되어야 하는 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 잔류응력에 영향을 끼치는 요인에 대하여 실험적인 방법을 이용하여 고찰하였다. 실험을 위해 적층제조 공정을 통해 시편을 제작하고 이를 절단하여 변형량 측정을 수행하였으며, 측정된 데이터를 curve fitting 등의 방법을 이용하여 적절히 보정함으로써 공정 파라미터 및 금속 분말 재사용 여부가 금속 적층제조 공정에서 발생한 잔류응력으로 인한 변형에 끼치는 영향을 정량적으로 분석할 수 있는 자료를 확보하였다. 이 결과로부터 금속 적층제조 공정에서 잔류응력으로 인한 변형의 크기에 가장 큰 영향을 끼치는 요소는 금속 분말 재사용 여부임을 확인하였다. 또한 레이저의 패턴, 적층 회전 각도와 같은 공정 파라미터도 변형 크기에 영향을 줄 수 있는 것을 확인하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제30권2호
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• pp.112-120
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• 2014

목적: 이 논문의 목적은 열가압법을 이용한 도재의 축성이 금속과 어떠한 결합력을 나타내는지 알아보는 것이다. 연구 재료 및 방법: 90개의 비귀금속 시편($4{\times}4{\times}8mm$)을 제작하여 세 개의 군으로 나누었다. 모든 시편은 군에 따라 2종류의 다른 방법으로 포세린 축성($4{\times}4{\times}3mm$)하였다: Group I : $Inspiration^{(R)}$, Group II : Ivoclar, IPS $Inline^{(R)}PoM$, Group III: GC Initial IQ-One $Body^{(R)}PoM$. 각 군의 시편의 반은 열순환시켰다. 모든 시편의 전단 결합 강도는 Instron universal testing machine을 이용하여 측정하였다. 통계학적 분석을 위해, 2-way ANOVA가 사용되었다. 결과: 열순환을 하지 않은 시편의 전단결합강도는 모든 실험군에서 유사한 값으로 나타나 통계적 유의성이 없었다(P > 0.05). 각 실험군에서 열순환 처리 한 시편에서는 전단결합강도의 감소가 나타났으나 통계적 유의성은 없었다(P > 0.05). 열순환 처리한 시편의 실험군간 전단결합강도 비교에서 실험 III군에서 높게 나타났으나 유의한 차이는 없었다(P > 0.05). 결론: 전단결합력의 관점에서 보았을 때 열가압성형 도재는 임상적으로 유의한 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.219-219
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• 1999

플라즈마 이온 주입은 진공 chamber 내에 주입하려는 이온이 포함된 플라즈마를 발생시킨 후 처리하고자 하는 시편에 negative high voltage pulse를 인가함으로써 시편 주위에 형성되어 있는 이온들을 시편에 주입하는 방법이다. 이러한 플라즈마 이온 주입 방법은 금속의 내마모성, 내부식성, 강도 및 경도를 증가시키고, 고분자 화합물의 표면 개질에 있어서 친수성 또는 소수성과 같은 표면 처리를 쉽고 간단하게 처리할 수 있다. 그리고 반도체 공정의 shallow junction doping을 효과적으로 처리할 수 있으며 특히, 대면적의 시편에 균일하게 이온을 주입할 수 있다. 플라즈마 이온 주입 방법에서 중요한 요소는 dose, 즉 이온 주입한 양과 처리하려는 시편에 주입되는 이온의 에너지이다. 여기서, 플라즈마내에 생성된 이온들의 비율을 정확히 안다면 시편에 주입되는 이온의 양과 주입되는 이온의 에너지를 충분히 예견할 수 있다. 질소 플라즈마의 경우에는 N+와 N2+가 생성되므로, 시편에 주입된 질소 이온의 실질적인 이온당 질소 원자수는 1$\times$N+% + 2$\times$N+%가 되고, N2+의 경우는 N+ 주입 에너지의 1/2 로 시편내에 주입되게 된다. 또한 질소 플라즈마의 경우 N2+ 이온이 상대적으로 N+이온보다 많다면 N+가 많은 경우보다 이온 주입 깊이는 얕아지게 된다. 본 실험에서는 Dycor M-100 residual gas analyzer와 potical emission spectrometer (Ocean Optics SQ 2000)를 사용하여 압력과 RF power를 변화시키며 플라즈마내에 생성되어지는 질소 이온의 비율을 측정하였다. 또한 Langmuir probe를 이용하여 속도차에 의한 각 이온들의 존재비율을 계산하였다. 여기에서 질소 가스의 압력이 낮을수록 N+보다 N2+의 존재비율이 높음을 보였다. 이것은 압력이 낮은 영역에서 일반적으로 전자의 평균온도가 높기 때문으로 여겨진다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권6호
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• pp.530-538
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• 2003

110 K 상의 산화물 고온초전도체를 B $i_{1.84}$P $b_{0.34}$S $r_{1.91}$C $a_{2.03}$C $u_{3.06}$ $O_{10+}$$\delta$의 출발조성비로 고상반응법에 의해 합성하였다. 합성된 Bi계 110 K 상의 산화물 고온초전도 물질을 다시 분말 상태로 만든 후, MgO 금속산화물 분말을 5~50 wt%의 각 비율로 혼합하였다. MgO 금속산화물 분말이 혼합된 시편들을 820~86$0^{\circ}C$로 24시간동안 최종 소결시켰다. 그 후, 각 시편들에 대하여 x-선, $T_{c}$, SEM 등을 측정하여 MgO 금속산화물 혼합량에 대한 초전도특성 및 표면의 입자 크기 변화 등에 대한 조사를 진행하였다. MgO 금속산화물의 혼합량이 증가됨에 따라 MgO 관련 피크들의 강도 및 2212 상들의 피크들의 비율은 증가되었고, 시편 내 2223 상의 비율은 감소하고 2212상의 비율은 증가되었다.다.은 증가되었다.다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.75-75
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• 2000

플라즈마 화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)을 이용하여 양질의 Si3N4 금속-유전막-금속(Metal-Insulator-Metal, MIM) 커페시터를 구현하였다. Fig.1에 나타낸 바와 같이 p형 실리콘 웨이퍼의 열 산화막 위에 1%의 실리콘을 함유하는 알루미늄을 스퍼터링으로 증착하여 전극을 형성하고 두 전극사이에 Si3N4 박막을 증착하여 MIM구조의 박막 커패시터를 제조하였다. Si3N4 유전막은 150Watt의 RF 출력하에서 반응 가스 N2/SiH4/NH3를 각각 300/10/80 sccm로 흘려주어 전체 압력을 1Torr로 유지하면서 40$0^{\circ}C$에서 플라즈마 화학증착법을 이용하여 증착하였으며, Al과 Si3N4 층의 계면에는 Ti과 TiN을 스퍼터링으로 증착하여 확산 장벽으로 이용하였다. 각 시편의 커패시턴스 및 바이어스 전압에 따른 누설 전류의 변화는 LCR 미터를 이용하여 측정하였고 각 시편의 커패시턴스 및 바이어스 전압에 따른 누설 전류의 변화는 LCR 미터를 이용하여 측정하였고 각 시편의 유전 특성의 차이점을 미세구조 측면에서 이해하기 이해 극판과 유전막의 단면 미세구조를 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 이용하여 분석하였다. 유전체인 Si3N4 와 전극인 Al의 계면반응을 억제시키기 위해 TiN을 확산 장벽으로 사용한 결과 MIM커패시터의 전극과 유전체 사이의 계면에서는 어떠한 hillock이나 석출물도 관찰되지 않았다. Fig.2와 같은 커패시턴스의 전류-전압 특성분석으로부터 양질의 MIM커패시터 특성을 f보이는 Si3N4 의 최소 두께는 500 이며, 그 두께 미만에서는 대부분의 커패시터가 전기적으로 단락되어 웨이퍼 수율이 낮아진다는 사실을 알 수 있었다. TEM을 이용한 단면 미세구조 관찰을 통해 Si3N4 층의 두께가 500 미만인 커패시터의 경우에 TiN과 Si3N4 의 계면에서 형성되는 슬릿형 공동(slit-like void)에 의해 커패시터의 유전특성이 파괴된다는 사실을 알게 되었으며, 이러한 슬릿형 공동은 제조 공정 중 재료에 따른 열팽창 계수와 탄성 계수 등의 차이에 의해 형성된 잔류응력 상태가 유전막을 기준으로 압축응력에서 인장 응력으로 바뀌는 분포에 기인하였다는 사실을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1317-1323
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• 2010

본 연구에서는 최근 원자력 발전소에서 이종금속용접 접합 소재로 많이 사용되고 있는 SA 508과 Type 304 스테인리스강의 이종금속 용접잔류응력 분포특성을 살펴보기 위하여 이종금속 용접시편을 제작하여 직접 용접을 실시하고 X-선 회절법을 이용하여 용접시험편의 표면에서 용접 잔류응력을 측정하였다. 또한 3차원 유한요소해석을 통하여 이종금속 맞대기용접을 전산모사하고 시편의 용접잔류응력 분포를 구하였다. 측정한 잔류응력과 유한요소해석 결과 계산된 잔류응력을 고찰함으로써 3차원 평판 이종금속 맞대기 용접부의 잔류응력분포 특성을 살펴보았다.

• 보존과학회지
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• 제37권3호
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• pp.302-311
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• 2021

본 연구는 전통 옻칠 기법을 이용하여 금속표면을 코팅하고, 물성을 평가하여 옻칠의 금속코팅 적용성 여부를 알아보고자 했다. 이를 위해 SS275 금속 시편(60*60 mm)과 원주 생칠을 이용하였다. 또한 칠 횟수(1, 2, 3)와 가열온도(120℃, 150℃)를 변이조건으로 설정하여 총 6개의 시편을 제작하였다. 분석은 색도측정, 접촉각 및 표면에너지 측정, 내약품성 시험, Cross-cut 시험을 이용하였다. 분석결과 부식성이 개선되고 금속표면에 대한 옻칠의 밀착력이 우수함을 확인하였다. 접촉각 및 표면에너지는 큰 변화를 보이지 않았다. 또한 색도 역시 큰 차이는 보이지 않았다. 본 연구를 통해 금속 표면에 옻칠이 진행되면 방수성 및 방식성이 좋아짐을 확인하였으며, 적정한 옻칠 횟수와 가열온도를 확인하였다. 차후 경도와 마모율과 같은 물리적인 특성 연구와 일정한 두께로 옻을 칠하는 방안을 연구하여 금속의 적용 가능성을 확인하고자 한다.

• 보존과학회지
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• 제31권4호
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• pp.361-372
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• 2015

항균 방충제가 은(Ag), 구리(Cu), 납(Pb), 철(Fe) 등의 재질로 구성된 문화재에 미치는 영향을 알아보고자 Oddy test를 실시하였다. 금속시편으로는 은(99.9%), 구리(99.9%), 납(99.9%), 철(99.5%)을 사용하였다. 항균 방충제를 60ml 제조 시 주요성분인 B77 Essential oil mixture에 대하여 표준물질 농도인 17.5%를 기준으로 ${\pm}1{\sim}2%$의 농도로 제조하였으며, 저농도의 B77 Essential oil mixture에 항균성분인 BS-2와 BS-3를 각각 첨가하여 제조하였을 때 금속시편에 미치는 영향도 조사하였다. Oddy test 실험 후의 표면관찰, 중량측정, 색도측정 및 SEM-EDS분석으로 표면의 변화를 알아보았다. 실험 결과 납(Pb)시편이 가장 큰 표면변화를 보였으며, 색측계 측정결과 구리(Cu)의 색차가 가장 컸다. 또한 이 실험을 통해서 B77 Essential oil mixture의 농도 19%에서 실험 전과 후의 시편에서 변화가 가장 컸으며, B78 Essential oil mixture가 포함된 약품에서 비교적 큰 변화가 나타났다. 즉, B77 Essential oil mixture의 농도가 높을 경우에는 표면 변화가 컸으며, B77 Essential oil mixture가 저농도일 경우 B78 Essential oil mixture가 포함되어 제작된 약품에서 비교적 큰 변화를 확인할 수 있었다. 그러나 B78 Essential oil mixture를 첨가하지 않은 저농도의 B77 Essential oil mixture에서는 표면변화가 크지 않음을 확인할 수 있었다.