• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.77-77
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• 2010

그래핀(Graphene)은 한 겹(layer)의 2차원 판상 구조에 탄소원자들이 육각형의 기본 형태로 배열되어 있는 나노재료로서, 우수한 역학적 강도와 화학적, 열적 안정성 및 흥미로운 전기 전자적 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 최근, 이러한 특징적이고도 우수한 물성으로 인하여 기초물성 연구에서부터 차세대 응용까지 고려한 각종 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀을 얻는 방법에는 물리 화학적 박리, 열화학증기증착법(TCVD), 탄화규소의 흑연화, 흑연산화물의 환원 등의 방법들이 알려져 있다. 그 중 TCVD법이 두께의 균일성이 높은 그래핀을 합성하는데 가장 적절한 것으로 알려져 있다. 그러나 TCVD법은 탄소를 포함하는 원료가스를 분해하기 위하여 고온의 공정을 필요로 하게 되지만, 향후 산업적 응용을 고려한다면 대면적 그래핀의 저온합성법 개발은 풀어야 할 시급한 과제로 인식되고 있다. 현재는 메탄을 원료가스로 사용하여 $900^{\circ}C$ 이상에서 그래핀을 합성하는 추세이고, 최근 아세틸렌등의 활성원료가스를 이용하여 $900^{\circ}C$ 이하에서 저온 합성한 연구결과들도 속속 보고되고 있다. 본 연구에서는 고주파 플라즈마를 이용하여 비교적 저온에서 탄소원료가스를 효율적으로 분해하고, 확산플라즈마 영역에 TCVD 챔버를 결합한 하이브리드 화학증기증착법을 이용하여 그래핀의 저온합성을 도모하였다. 원료가스로는 메탄을 사용하였고, 기판으로는 전자빔증착법으로 증착한 니켈 박막 및 구리포일을 사용하였다. 실험결과, 그래핀은 $600^{\circ}C$ 부근의 저온에서도 수 층으로 이루어진 그래핀이 합성된 것을 확인하였다. 합성한 그래핀은 분석의 용이함 및 향후 다양한 응용을 위하여 실리콘산화막 및 투명고분자 기판 위에 전사(transfer)하였다. 합성된 그래핀의 구조평가를 위해서는 광학현미경과 Raman분광기를 주로 사용하였으며, 원자힘현미경(AFM), 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM) 등도 이용하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권2호
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• pp.89-95
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• 2021

현재 리튬이온 배터리에 사용되는 고니켈계 양극재의 수요 증대에 따라 수산화리튬(LiOH) 제조 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 탄산리튬(Li2CO3)으로부터 수산화리튬의 제조를 위하여, 탄산리튬의 열분해를 통한 산화리튬(Li2O)의 전환 공정에 대해 연구하였다. 열처리 시 탄산리튬과 알루미나, 석영 그리고 흑연 도가니 사용에 따른 반응 메커니즘을 확인하였으며, 흑연 도가니를 사용했을 경우 온전한 산화리튬 분말을 얻었다. TG 분석 결과를 바탕으로 열처리 온도를 700℃, 900℃ 그리고 1100℃로 설정하였으며 유지시간 및 분위기를 제어하여 시약급 탄산리튬의 열처리를 진행하였다. XRD 분석 결과, 제조된 산화리튬은 질소 분위기에서 1시간 동안 1100℃의 온도로 열처리를 하였을 때 높은 결정성을 보였다. 또한 수산화리튬으로 전환하기 위해 시약급 산화리튬을 100℃에서 수반응하였다. XRD 분석을 통해 수산화리튬(LiOH)과 수산화리튬 일수화물(LiOH·H2O)이 생성됨을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-66
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• 2012

반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 화학적-기계적 연마(CMP: Chemical-Mechanical Planarization) 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 화학적-기계적 연마 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. 화학적-기계적 연마공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 화학적-기계적 연마 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리(Slurry), 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 화학적-기계적 연마 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 화학적-기계적 연마 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 스크래치(Scratch) 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 유기박막을 표면에 증착하여 부식을 방지하고자 하였다. 컨디셔너 제작에 사용되는 금속인 니켈과 니켈 합금을 기판으로 하고, 증착된 유기박막으로는 자기조립단분자막(SAM: Self-Assembled Monolayer)과 불화탄소(FC: FluoroCarbon) 박막을 증착하였다. 자기조립단분자막은 2가지 전구체(Perfluoroctyltrichloro silane(FOTS), Dodecanethiol(DT))를 사용하여 기상 자기조립 단분자막 증착(Vapor SAM) 방법으로 증착하였고, 불화탄소막은 10 nm, 50 nm, 100 nm 두께로 PE-CVD(Plasma Enhanced-Chemical Vapor Deposition, SRN-504, Sorona, Korea) 방법으로 증착하여 표면의 부식특성을 평가하였다. 표면 부식 특성은 동전위분극법(Potentiodynamic Polarization)과 전기화학적 임피던스 측정법(Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. 또한 측정된 임피던스 데이터를 전기적 등가회로(Electrical Equivalent Circuit) 모델에 적용하여 부식 방지 효율을 계산하였다. 동전위분극법과 EIS의 결과 분석으로부터 유기박막이 증착된 표면의 부식전류밀도가 감소하고, 임피던스가 증가하는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.189-201
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• 2014

합성가스를 생산하기 위한 부분산화, 이산화탄소 리포밍, 메탄에 의한 산화$CO_2$ 리포밍 공정들은 니켈 하이드로탈사이트($Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$) 촉매를 이용하여 수행되었고 안정한 이중층 구조를 형성시키기 위한 금속지지체(Mg, Ca)의 영향에 대해서도 다양한 연구가 진행되었다. 지지체전구물질(Mg, Ca)에 따라 메탄 리포밍의 안정성은 활성니켈이온과 지지체금속이온 사이의 결합강도차이에 의해 영향을 받는다. Ni-Mg-Al 구성체는 가장 안정한 하이드로탈사이트 이중층 구조이지만 Ni-Ca-Al 구성체는 그렇지 않다. 이산화탄소 리포밍 장기테스트에서 Ni-Mg-Al 촉매는 약 100시간 동안 80%의 효율을 유지하면서 탁월한 안정성을 보였지만 Ni-Ca-Al 촉매는 반응초기에 불활성화됨을 확인할 수 있었다. 활성금속 Ni과 지지체 Mg-Al 사이의 결합강도를 확인하기 위해 승온 환원(temperature-programmed reduction, TPR) 분석을 시행하였다. 이를 통해 Ni-Mg-Al 촉매가 Ni-Ca-Al 촉매보다 Ni의 환원온도가 더 높음을 확인할 수 있었다. $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매는 가장 높은 초기반응성을 보였지만 코크형성으로 인해 반응성이 빠르게 감소하였다. 결론적으로 $Ni_{0.5}Ca_{2.5}Al$ 촉매가 코크형성에 대한 강한 저항성을 갖고 있기 때문에 다른 촉매들보다 높은 반응성과 안정성을 갖는 것으로 보여진다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권5호
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• pp.218-224
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• 2018

Alloy 617 is a candidate Ni-based superalloy for intermediate heat exchanger (IHX) of a high-temperature gas reactor (VHTR), because of its good creep strength and corrosion resistance at high temperature. Small amount of impurities such as $H_2O$, $H_2$, CO and $CH_4$ are introduced inevitably in helium, as a coolant during operation of a VHTR. Reactions of material and impurities are accelerated with increase of temperature to $950^{\circ}C$ of operating temperature of a VHTR, leading to material corrosion aggravation. In this circumstance, high-temperature corrosion tests were performed at $950^{\circ}C$ in air and impure helium environments, up to 250 hours in this study. Oxidation rate of $950^{\circ}C$ in an air environment was higher than that of impure helium, explained by difference in outer oxide morphology and microstructure as a function of oxygen partial pressure. An equiaxed Cr-rich surface oxide layer was formed in an air environment, and a columnar Cr-rich oxide was formed in an impure helium environment.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.26-33
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• 2011

To evaluate steam oxidation behaviours of Alloy 617 and Haynes 230, oxidation test were performed at $900^{\circ}C$ in steam and $steam+20\;vol.-%\;H_2$ environments. Oxidation rate in steam condition was similar to that in air for Alloy 617, while it was slightly lower for Haynes 230. When hydrogen was added to steam, oxidation rate was enhanced. Isolated $MnTiO_3$ particle were formed on $Cr_2O_3$ oxide layer and sub layer $Cr_2O_3$ were formed in steam and $steam+20\;vol.-%\;H_2$ for Alloy 617. On the other hands, $MnCr_2O_3$ layer were formed on top of $Cr_2O_3$ oxide layer for Haynes 230. The extensive sub layer $Cr_2O_3$ formation was resulted from the oxygen inward diffusion in such environments. When hydrogen was added, the oxide morphology was changed from polygonal to platelet because of the accelerated diffusion of cations under the oxide layer. In addition, decarburized zone was extended as hydrogen participated into the reactions causing carbide dissolution.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.667-672
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• 2005

In order to effectively utilize visible light in the photocatalytic reaction, nanaocomposite of Ni doped $TiO_2$ and $NiTiO_3$ powders were synthesized by mechanical alloying and heat treatment. About 5.4 wt% of $NiTiO_3$ with particle size less than 15nm was uniformly formed in the Ni-doped rutile $TiO_2$ matrix. The UV/VIS-DRS and PL investigation showed that the nanocompasite $TiO_2$ powders had a longer absorpt ion wavelength (600$\sim$650nm, 2.0$\sim$1.9eV) than that of Ni-doped $TiO_2$ or rutile $TiO_2$ powder. The carbon decomposition of 4-CP by the nanocompasite $TiO_2$ powders were higher than other $TiO_2$ (P-25).

• Tribology and Lubricants
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• 제26권1호
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• pp.68-72
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• 2010

A ceramic coating is a surface treatment method that is being used widely in the industrial field, recently. Ni-P plating is also being used widely because of its corrosion resistance and low cost. An anodizing method is applicable to aluminum alloy. An anodizing method generates a thick oxide layer on the surface and then, that heightens hardness and protects the surface. These surface treatments are applied to various mechanical components and treated surfaces relatively move one another. In this study, tribological characteristics of Ni-P plating and TiAlN coating on anodized Al alloy are compared. The counterpart, anodized Al alloy, is worn out abrasively by Ni-P plating and TiAlN coating that have higher hardness. Abrasively worn debris accumulated on the surfaces of Ni-P plating and TiAlN coating, and then transferred layer is formed. This transferred layer affects the amplitude of variation of friction coefficient, which is related to noise and vibration. The amplitude of variation of friction coefficient of Ni-P plating is lower than those of TiAlN coating during the tests.

• 동력기계공학회지
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• 제2권3호
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• pp.41-48
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• 1998

This study was aimed at development of fabrication process of functionally graded materials(FGM), consisting of metal and ceramic by thermal spraying method. NiCrAIY/$Al_2O_3$ FGM were made by using plasma spraying onto the SS400 carbon steel substrate. And mechanical properties such as microhardness, thermal shock resistance and adhesive strength of the coating layer were investigated. Adhesive strength was evaluated by acoustic emission method. It was resulted that NiCrAIY/$Al_2O_3$ FGM made by thermal spraying method showed excellent thermal shock resistance and adhesive strength compared to the other lamellar structures of sprayed coatings and that AE is useful tool to evaluate the defect of thermal sprayed coating layer.

• 전기화학회지
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• 제12권3호
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• pp.251-257
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• 2009

In this study, we fabricated nickel oxide thin film for lithium based electrolyte using sol-gel method. This film was deposited by dip-coating method with mixed solvent of DameH (N,N-dimethylaminoethanol) and DI water. As changing the ratio between DmaeH and DI water, nickel oxide thin film was presented in different charge density and optical transmittance because they were shown various thickness. It was accounted for changing viscosity and density by the ratio of DmaeH and DI water. The thin film synthesized with 1 : 1 ratio of DmaeH and DI water was expressed best electrochromic performance in lithium based electrolyte, because of thick thickness but porous structures.