• Title/Summary/Keyword: 기계-화학적 반응

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Water Leaching of Tungsten and Vanadium through Mechanochemical Reaction of Their Oxides and Alkali-Compounds (알칼리화합물과 텅스텐/바나듐산화물의 기계화학반응을 이용한 수 침출 연구)

  • Kim, Byoungjin;Kim, Suyun;Lee, Jaeryeong
    • Resources Recycling
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    • v.27 no.4
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    • pp.57-64
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    • 2018
  • Water leaching of tungsten(W) and vanadium(V) was researched from their oxides through mechanochemical (MC) reaction with alkali compounds. Intensive grinding for the mixture of tungsten/vanadium oxide and alkali compounds (NaOH, $Na2CO_3$) was carried out with change of their mixing ratios and grinding duration. Water soluble compounds, $Na_2WO_4$ and $NaVO_3$, were synthesized through MC reaction and their solubilities increased in proportion to the mixing ratio of sodium compound and grinding times. Whereas vanadium leachability was less affected by the mixting ratio and grinding times. The leachabilities of 99.0% were accomplished by a short period of MC treatment, W (30 min.) and V (5 min.). This process enable us to extract W and V from their oxides via a water leaching, and can be applied to the selective recovery of W and V from $DeNO_x$ spent catalysts.

CMP 컨디셔닝 공정에서의 부식방지를 위한 자기조립 단분자막의 적용과 표면특성 평가

  • Jo, Byeong-Jun;Gwon, Tae-Yeong;Venkatesh, R. Prasanna;Kim, Hyeok-Min;Park, Jin-Gu
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.33.2-33.2
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    • 2011
  • CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.

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Chemical Degradation of e-PTFE Support Used in PEMFC after Fenton Reaction (고분자연료전지에 사용되는 e-PTFE 지지체의 펜톤반응 후 화학적 열화)

  • Oh, Sohyeong;Lim, Daehyun;Lee, Mooseok;Lee, Donghoon;Park, Kwonpil
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.58 no.4
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    • pp.536-540
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    • 2020
  • The support of the PEMFC membrane plays a key role in improving mechanical durability. The e-PTFE used as a support is chemically stable, so electro-chemical degradation in the PEMFC driving process has been rarely studied. In this study, we investigated whether e-PTFE is chemically stable to radicals and hydrogen peroxide during Fenton reaction. After the Fenton reaction, the main chain of e-PTFE broke, resulting in a change in the chemical structure and morphology of the support, resulting in a decrease in tensile strength. The results of this study showed that electrochemical degradation of the membrane ionomer in the PEMFC process occurs inside the membrane by radicals and hydrogen peroxide, so that electrochemical degradation may also occur at the e-PTFE support in the cell.

Voltage-Activated Electrochemical Reaction of Chemical Mechanical Polishing (CMP) Application (CMP공정의 전압 활성화로 인한 전기화학적 반응 특성 연구)

  • Han, Sang-Jun;Park, Sung-Woo;Lee, Sung-Il;Lee, Young-Kyun;Choi, Gwon-Woo;Lee, Woo-Sun;Seo, Yong-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2007.06a
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    • pp.81-81
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    • 2007
  • Chemical mechanical polishing (CMP) 공정은 deep 서브마이크론 집적회로의 다층배선구조률 실현하기 위해 inter-metal dielectric (IMD), inter-layer dielectric layers (ILD), pre-metal dielectric (PMD) 층과 같은 절연막 외에도 W, Al, Cu와 같은 금속층을 평탄화 하는데 효과적으로 사용되고 있으며, 다양한 소자 제작 및 새로운 물질 등에도 광범위하게 응용되고 있다. 하지만 Cu damascene 구조 제작으로 인한 CMP 응용 과정에서, 기계적으로 깨지기 쉬운 65 nm의 소자 이하의 구조에서 새로운 저유전상수인 low-k 물질의 도입으로 인해 낮은 하력의 기계적 연마가 필요하게 되었다. 본 논문에서는 전기화학적 기계적 연마 적용을 위해, I-V 특성 곡선을 이용하여 active, passive, transient, trans-passive 영역의 전기화학적 특성을 알아보았으며, Cu 막의 표면 형상을 알아보기 위해 scanning electron microscopy (SEM) 측정과 energy dispersive spectroscopy (EDS) 분석을 통해 금속 화학적 조성을 조사하였다.

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Performance Evaluation of Mortar Containing Mechanochemical Treated Self-Healing Admixtures (기계·화학 처리 자기치유 혼화재가 포함된 모르타르의 성능평가)

  • Park, Dong-Cheol;Kwon, Hyuk;Lee, Jung-Woo;Hwang, Moo-Yeon;Kim, Tae-Hyung
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.9 no.3
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    • pp.367-374
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    • 2021
  • In this study, the applicability of mechanochemical process for the manufacture of self-healing admixtures and the effect of mechanochemical process on the self-healing performance were evaluated. The self-healing admixtures were adopted as a highly reactive materials(expansive agent, swelling material and crystal growth agent) for mechanochemical processes. The self-healing admixtures for the mechanochemical process application were evaluated by X-Ray Diffraction and Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis, water permeability performance was used to evaluate self-healing performance of mortar. As a result of the evaluation, the self-healing performance of the WM(With-Mortar)3 sample to which mechanochemical process increased by 4.1% compared to the WM1 sample that was not treated, and the average healing index was 94.3%.

Korean Dust Prediction using R Machine Learning Software (R기계학습 소프트웨어를 이용한 미세먼지 예측)

  • Jang, Jae-Ho
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.491-492
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    • 2019
  • 최근, 한국에서는 사람들이 미세먼지로 많은 고통을 받고 있으며, 특히, 초미세먼지(PM2.5)의 경우에는 생성될 때, 화학적인 2차 반응에 의하여 생성되는 것으로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 R에서 제공하는 기계학습 프로그램을 이용하여 초미세먼지를 예측하기 위한 실험을 진행하였다. R소프트웨어는 빅데이터 및 통계 분석을 위해서 많이 사용되고 있는 프로그램이다. 최근에는 인공지능의 기계학습을 위한 기능도 제공하고 있는데, 데이터 예측을 할 때, 사용하면 매우 유용하다.

Safety Analysis for Petrochemical Plant by Nondestructive Test (비파괴검사에 의한 석유화학설비의 안전진단)

  • 이주석
    • Journal of the KSME
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    • v.34 no.11
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    • pp.859-866
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    • 1994
  • 석유화학플랜트에서 운용되는 반응로, 저장탱크, 열교환기 등의 압력용기 그리고 배관 등의 시 설물은 장기간 사용함에 따라 고온, 고압, 부식성 분위기, 열응력, 피로 등 여러 가지 요인으로 경년열화되어 노후화 된다. 일반적으로 이들 설비들에서 작용하는 유체나 가스의 누출은 화재나 폭발과 같은 재해 뿐만아니라 주위 환경을 오염시켜 공해를 유발하게 되며, 이들 시설물에 대한 신뢰성 및 안전성 확보는 국가기간 산업에서 매우 중요하며 이와 관련된 장치의 설계, 시공 뿐만 아니라 시험검사 및 평가기술 측면에서도 중요시되고 있다. 플랜트 시설물에 대한 가동중 주기적인 안전진단은 현상의 파악 뿐만 아니라 인명과 재산의 손실을 미연에 예방하고 경제적 이고 효율적인 운영계획 수립에 필수적인 것이다. 이 글에서는 국내 석유화학플랜트의 검사현 황을 알아보고 앞으로 플랜트의 효율적 운영 및 안전 운전을 위한 가동중검사 기술 및 개선대 책에 대하여 기술하고자 한다.

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Raman and Photoluminescence Studies of Plasma-Induced Defects in Graphene and MoS2

  • Na, Yun-Hui;Go, Taek-Yeong;Ryu, Sun-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.194.2-194.2
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    • 2014
  • 기저면에 구조적 결함을 도입함으로써 그래핀과 $MoS_2$와 같은 이차원 결정의 물리, 화학, 전기 및 기계적 성질을 제어하려는 연구가 폭넓게 수행되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 속의 산소 래디컬을 이용하여 기계적 박리법으로 만들어진 단일층 그래핀과 $MoS_2$ 표면에 구조적 결함을 유도하고 제어하는 방법을 개발하였다. 라만 및 광발광 분광법을 통해 생성된 결함 밀도를 측정하고 전하 밀도 등의 화학적 변화를 추적하였다. 그래핀의 경우 산소 플라즈마 처리 시간에 따라 결함(defect)의 정도를 보여주는 라만 D-봉우리의 높이와 넓이가 커짐을 확인하였고 이를 G-봉우리의 높이와 비교하여 정량하였다. $MoS_2$의 경우 $E{^1}_{2g}$$A_{1g}$-봉우리의 높이가 점점 감소하고 광발광의 세기 또한 감소함을 확인하였다. 또한 본 연구에서는 기판의 편평도가 결함 생성 속도에 미치는 영향을 비교 및 분석하여 반응 메커니즘을 제시하고자 한다.

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