• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.225-225
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• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.47-47
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• 1999

2.45 GHz 마이크로웨이브를 이용하는 electron cyclotron resonance plasma enhanced chemical vapor deposition(ECR-PECVD)방법으로 다이아몬드성 탄소박막(diamond-like carbon, DLC)을 증착하였다. DLC 박막의 산업 응용을 위해서는 높은 경도와 밀착력이 필요하다. 그래서 본 실험에서는 DLC 박막의 산업 응용을 위하여 ECR-PECVD 방법으로 증착된 DLC 박막의 분석결과로부터 DLC 박막의 물성과 증착조건의 관계를 조사하였다. 기판으로는 실리콘 웨이퍼와 실험용 SUS 판을 사용하였다. 아르곤 가스를 주입하여 ECR 마이크로 웨이브 플라즈마와 negative DC bias로 기판을 플라즈마 세척한 후, 수소와 메탄가스를 반응기체로 하여 DLC 박막을 증착하였다. 박막 증착시에 13.56MHz RF 전원 공급장치로 기판에 전원을 공급하였다. DLC 박막 증착의 변수는 반응기체의 호합율, 마이크로웨이브 파워, 프로세스 압력 및 RF 전원공급장치에서 유도되는 negative self DC bias 등이다. 이때 사용된 반응기체의 혼합율(메탄/수소)은 10~50%이고, 수소 가스 흐름율은 100sccm, 메탄은 10~50sccm이다. 마이크로웨이브의 크기는 360~900W, negative self DC bias는 -500~-10 V였다. 그리고 본 실험에서는 높은 증착율을 고려하여 프로세스 압력을 10~30mTorr까지 조절하였다. ER-PECVD 방법으로 증착된 DLC 박막은 SEM으로 단면, $\alpha$-Step으로 두께, Raman 분광계로 탄소 결합구조, FTIR 분광계로 탄소와 수소 결합구조, Micro-Hardness로 경도 그리고 Scratch Tester로 밀착력 등을 분석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.103-106
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• 2004

플라스틱 무선부품에서 발생하는 전자파를 차폐하기 위한 도금연구를 하였다. ABS 수지상에 습식도금법과 기상도금법을 이용하여 전기전도도가 우수한 Ag를 도금하였다. Sputtering공정시 압력, 시간, 전력이 증가함에 따라 Ag 입자가 조대화되고 증착속도가 증가되었다. 그리고 탈지 후 plasma, 탈지 후 Etching, 인가 전력 70W$\~$110W, 증착압력 4×10-2torr이하, 증착시간 5min$\~$6min에서 5B의 밀착력과 100dB 이상의 차폐효과가 계산되었다. 무전해 Ag 도금의 경우 최고 0.47$\mu$m/min의 도금속도와 plasma를 이용한 도금 전처리가 깨끗한 도금표면을 나타냈고 모든 조건에서 5B의 밀착력을 나타냈으며 100dB 이상의 차폐효과가 계산되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.69-71
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• 2004

새로운 기술인 Momentary mold surface heating(MmSH)은 기존의 사출성형법으로 제조된 Acrylonitrile Butadiene Styrene(ABS)의 단점을 개선한 사출성형법이다. MmSH로 제조된 ABS와 기존의 사출성형법으로 제조된 ABS의 도금특성을 도금욕 pH 변화에 따라 연구하였다. Sodium hypophosphite가 첨가된 무전해 Ni 도금욕의 PH가 증가할수록 도금 두께가 증가하였고 기존의 사출성형법으로 제조된 ABS의 경우 pH 5이상에서 4B의 밀착력을 가졌다. MmSH로 제조된 ABS의 경우 pH 6이상에서 5B인 12.3N/25mm 이상의 가장 우수한 밀착력을 나타내었다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권3호
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• pp.247-258
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• 2023

본 연구는 덱스트린팔미테이트와 아이소프로필티타늄트라이아이소스테아레이트 코팅 기재를 티타늄다이이옥사이드에 복합화하여 내수성 향상과 피부와의 밀착력 개선에 관한 것이다. 최근 야외 활동을 즐기는 소비자의 증가로 내수성이 우수한 자외선 차단제에 대한 수요가 늘고 있다. O/W, 피커링, W/O/W 멀티플 제형으로 선행 연구가 진행되었으나, 내수성에 한계가 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 내수성 향상 및 피부와의 밀착력을 높일 수 있는 복합 무기 분체를 개발하는 것이 목적이다. 우선 덱스트린팔미테이트와 아이소프로필티타늄트라이아이소스테아레이트 코팅 기재를 이용하여 티타늄다이옥사이드를 복합화시켰다. 무기 분체의 코팅은 FE-SEM과 FT-IR을 이용하여 확인하였다. 복합체의 in vitro내수성은 월등히 높았다. 코팅된 무기 분체의 소수성은 접촉각을 측정하여 비교하였다. 코팅된 무기 분체를 W/O 선크림 제형에 적용하고 대조군으로 코팅되지 않은 무기 분체를 W/O 선크림 제형에 적용했을 때 코팅된 무기 분체가 들어있는 선크림의 SPF가 더 크게 나타났다. 이러한 결과는 UV 카메라로 관찰했을 때도 같은 결과를 나타냈다. 마지막으로 코팅된 무기 분체의 피부 밀착력은 파운데이션 제품에 적용하여 확인하였다. In vivo연구에서 코팅되지 않은 무기 분체를 사용한 파운데이션 제품보다도 코팅된 무기 분체를 적용한 제품에서 묻어남이 적게 나타났다. 본 연구를 통해 개발된 무기 분체는 피부와의 밀착력이 우수한 사용감과 소수성이 향상된 뛰어난 내수성 효과를 보여주었다. 향후 본 연구는 내수성 향상을 위한 다양한 자외선 차단제 제품 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.225-225
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• 2009

천연해수 중에서 음극방식에 의해 형성된 석회질 막은 장기적으로 외부 부식 환경을 차단하여 피방식체인 강재를 부분적으로 보호하거나 음극방식에 필요한 전류밀도를 감소시키는 역할을 하기도 한다. 한편 이렇게 형성된 석회질막 자체의 밀착력은 매우 취약하여 정상적인 막으로의 기능 수행이 곤란하다. 본 연구에서는 해수 환경 중 형성된 석회질 코팅막의 성분, 조직 및 결정구조 등을 분석하여 밀착성 향상에 기여할 것으로 추정되는 인자를 평가 선정함은 물론 제작 제어를 검토하였다.

• 열처리공학회지
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• 제30권6호
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• pp.264-270
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• 2017

본 연구에서는 다이아몬드의 기계적 화학적 연마(MCP) 에 주목하여 기존에 알려진 다이아몬드 가공연마판을 주물 또는 파우더 소결 방식이 아닌 플라즈마 열분사 기법을 통하여 경제성이 높게 제작하고 이를 상용화 하고자 하였다. 저렴한 주철 모재에 연성이 높고 밀착성이 우수한 Al을 중간 코팅층으로 코팅하고, 상부 코팅층으로 다이아몬드와 화학반응을 하게 되는 Fe-Cr-Ni 및 Ti 코팅층을 플라즈마로 코팅하여 다이아몬드 연마판을 제작하였다. 또한, 물리적인 코팅방법인 플라즈마 열분사 코팅층의 밀착력을 개선 하기 위하여 $550^{\circ}C$ 6시간 동안 열처리를 수행하고 모재와 Al 코팅층 사이에 약 $5{\mu}m$ 정도의 확산층을 형성하여 밀착력을 개선할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.275-275
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• 2012

실용금속 중 가장 경량이고, 치수 안정성, 절삭성 등이 우수한 Mg과 각종 산업의 구조물, 전기전자 부품 등의 분야에서 방식용 코팅 제품으로 많이 사용되고 있는 Zn를 혼합박막으로 Zn-Mg 박막을 제작하였다. 또한 여기서는 모재와 Zn-Mg 박막 사이에 결합력 강화를 위하여 Al중간층을 삽입하고 (Zn-Mg)/Al 박막을 제작하였다. 이와 같이 혼합박막을 제작하는 것은 Zn, Mg, Al 등과 같은 단일박막의 밀착성과 내식성의 한계를 극복-향상시키기 위한 것이었다. 한편, 이와 유사한 혼합박막에 많이 사용되고 있는 희생양극의 성분적인 측면이나 구조적인 분석에 있어서는 연구의 진척이 많이 이루어지고 있지만, 밀착성과 내식성의 상관관계의 규명에 있어서는 기초 단계이다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 증착 조건에 따라 제작한 막에 대한 표면 몰포로지, 결정배향성, 밀착성과 내식성에 미치는 영향을 분석하여 이들의 상관관계를 규명함은 물론 Al 중간층의 유무에 따른 서로간의 특성을 분석하였다. 분석결과에 의하면 Zn, Mg, Al 단일박막과 Zn-Mg 혼합박막에 비해 Al 중간층을 삽입한 (Zn-Mg)/Al이 내식성은 물론 밀착성이 우수하게 나타났다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.742-748
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• 1997

초경공구(WC-Co)의 성능 향상을 목적으로 고경도, 높은 열전도도의 특성 등을 가진 다이아몬드 막을 코팅하고 있으나 WC-Co 기판표면의 특성상 문제점으로 인하여 코팅의 어려움이 있다. 이 문제의 해결을 위하여 WC-Co기판위에 중간층을 도입한 후 다이아몬드 막을 증착시키는 새로운 방법을 고려하였으며 중간층의 제조에 무전해 Ni-P도금법을 사용하였다. 무전해도금을 위한 WC-Co기판의 전처리, 무전해도금 및 열처리, 다이아몬드 막 증착의 공정에 대하여 조사하였다. 형성되는 계면의 구조와 성분, 계면간의 밀착력 등을 Scratch Tester, Roughness Tester, SEM/EDS, XRD, Raman Spectroscopy를 사용하여 분석하였다. 무전해도금의 전처리로서 산에 의한 방법과 다이아몬드 분말에 의한 방법을 사용하였으며 두 경우에 모두 WC-Co기판의 표면조도의 감소, 표면 Co성분의 감소, 그리고 밀착력 저하가 관찰되었다. 무전해도금층의 열처리시 영향을 조사하였으며 온도 증가에 따라 Ni 결정이 형성되며 이로 인하여 도금의 밀착력이 증가되며 Ni 결정이 성장함을 관찰하였다. 또한 열처리된 Ni-P도금 위에서 다이아몬드막 증착 실험을 실시하였으며 증착온도를 증가시킴에 따라 다이아몬드 형성이 증가되어 $800^{\circ}C$일때 양호한 다이아몬드 막을 얻을 수 있었다. 본 연구의 방법 및 실험조건은 WC-Co를 비롯하여 다이아몬드 막 형성이 어려운 소재들의 코팅에 효과적으로 이용될 수 있다.