R.F. PACVD법을 이용하여, 벤젠을 반응기체로 사용하여 순수한 DLC필름을 증착하였다. DLC필름의 마찰마모특성은 시험 환경을 제어하기 위하여 챔버로 고립된 ball-on-disk형식의 마모시험기를 이용하여 측정하였다. 상대습도에 따른 필름의 마찰특성을 관찰하기 위하여, 상압에서 챔버 내의 습도를 0-90%로 조절하면서 관찰하였다. 그리고 상대면 물질의 영향을 알아보기 위하여 스틸볼과 함께 DLC필름이 코팅된 스틸볼을 사용하였다. 스틸볼을 사용시 습도가 0%에서 90%로 증가함에 따라 마찰계수가 0.025에서 0.2로 크게 증가하였다. Ferich debris가 생성되지 않는 DLC가 코팅된 볼을 사용하여 실험한 경우에, 마찰계수는 상대 습도가 90%인 경우에도 0.08정도로, 스틸볼을 사용하였을 경우보다 훨씬 더 낮은 습도의존성을 보여주었다. 스틸볼 사용시 나타나는 DLC필름의 마찰계수의 큰 습도의존성은 습도가 증가함에 따라 debris의 크기 증가와 함께 스틸볼의 마모로 인한 Fe-rich debris의 생성과 밀접한 관계가 있음을 확인 할 수 있었다. 그리고 스틸볼을 사용하여 90%의 습도에서 마모시험을 하는 중간에 습도를 0%로 변화시키며 관찰한 결과, 마찰계수 값이 급격히 감소하였다. 이와 같은 결과를 통하여, Fe-rich debris가 마찰계수에 미치는 영향은 debris내의 Fe원소가 습도에 매우 민감한 흑연상의 전이층을 형성시킨다는 것을 확인 할 수 있었다.
새로운 감습성 단량체인 N-methacryloyl-N'-ethyl-N'-propyl piperazinium bromide(MANEPPB)를 N-methacryloyl-N'-ethyl piperazine(MANEP)와 1-bromopropane의 4차염화 반응에 의하여 합성하였다. MANEPPB/MMA/AA=60/35/5, 70/25/5, 80/15/5, 90/5/5 및 95/0/5 조성의 전해질 공중합체를 감습막으로 사용하기 위하여 제조하였다. 상기 감습액에 아지리딘 가교제인 trimethylolpropane tris(2-methyl-1-aziridinopropionate)(TTAP)를 혼합하여 금 전극 위에 침적법에 의하여 도포하고 가교반응을 진행하여 습도센서를 제조 하였다. 상대습도에 대한 습도센서의 저항을 측정하였을 때, $20{\sim}90%RH$ 상대습도 영역에서 $10^3$의 저항 값이 변화하였으며, 이것은 상용 습도센서로서 대기의 습도를 측정하는데 요구되는 특성을 보여주었다. 그 밖에 온도 의존성, 주파수 의존성, 히스테리시스, 응답 및 회복 속도 그리고 내수성을 측정하여 습도센서로서 특성을 평가하였다.
본 논문에서는 polyimide를 감습물질로 한 정전용량형 정밀습도센서를 개발하여 실용화한 결과를 보고한다. 유리기판에 제작된 습도센서는 상대습도 11%RH${\sim}$96%RH 범위에서 다음과 같은 특성을 나타내었다. 감도; 0.5689 pF/%RH, 비선형성; 1.5%RH 미만, 히스테리시스; 약 1.5%RH, 감도특성의 온도 의존성; 0.08pF/$^{\circ}C$, 주파수 특성; 10, 100kHz에서 직선적.
암모늄염을 포함하는 고분자 습도센서를 2-methacryloxyethyl dimethyl 2-hydroxyethyl ammonium bromide (MDHAB)/MMA/DAEMA=6/3/1의 공중합체로부터 제조하였다. 감습막은 금/알루미나 전극에 침적법에 의하여 도포하였으며 $5^{\circ}C$, 40%RH, 70%RH, 그리고 90%RH에서 전형적인 임피던스는 각각 $298k{\Omega},\;11k{\Omega}$, 그리고 $2.3k{\Omega}$을 나타내어 감습특성은 저온에서 사용되는 습도 센서로서의 특성에 적합하였다. 온도 의존성 계수는 $5{\sim}20^{\circ}C$에서 $-0.80%RH/^{\circ}C$이었으며 히스테리시스는 ${\pm}2%RH$ 이내에 존재하였다. 응답 속도는 34%RH에서 88%RH로 변화할 때 38초였다. 신뢰성 시험으로서 온도 사이클, 습도 사이클, 고온 고습 저항성, 전기 인가, 장기 방치, 그리고 내수성을 측정하여 습도센서로서의 응용성을 평가하였다.
The vacuum evaporated Au films on soda-lime glasses were measured by the electrical conductivity with the variation of the annealing time, relative humidity, and temperature. Au films structures were observed by scanning Electron Microscope and X-ray Diffractometer. As the annealing time and temperature increased, the electrical conductivity was increased due to the migration or annihilation of defects, but the electrical conductivity was decreased as with the relative humidity increased. Au films by XRD and SEM examination showed the negligible effect of chemical reactions.
저항형 습도센서를 제조하기 위하여 [2-[(methacryloyloxy)ethyl]dimethyl] propylammonium bromide(MEPAB), [2-[(methacryloyloxy)ethyl]-2-hydroxyethyl]dimethylammonium bromide(MEHDAB), 2-[(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium chloride(METAC), 그리고 n-butyl methylacrylate(BMA)의 공중합체를 사용하였다. 4가지 종류의 4원 공중합체 MEPAB/BMA/MEHDAB/METAC=4/4/1/1, 3/5/1/1, 2/6/1/1, 1/7/1/1을 blocked-isocyanate가교제를 사용하여 Ag/Pd 전극/알루미나에 도포한 후 좋은 내수성을 보여주었다. 습도센서의 상대습도에 대한 주파수 의존성, 온도 의존성, 히스테리시스, 응답속도 그리고 내수성을 평가하였다. MEPAB/BMA/MEHDAB/METAC=2/6/1/1 공중합체의 경우, $30{\sim}90%RH$에서 $1.4\;M{\Omega}{\sim}2.9\;k{\Omega}$의 저항을 보여주었으며 좋은 직선성과 작은 히스테리시스를 보여주었다.
최근 들어 무선 센서네트워크는 온/습도 관리와 같은 단순한 기능의 저전력 모니터링 서비스에서 시의성과 무선 전송의 신뢰성을 요구하는 산업 자동화 서비스 및 스마트 그리드와 같이 통신 거리를 확장한 옥외 서비스를 위한 기술로 서비스 영역을 넓혀가고 있다. 무선 센서네트워크 기술은 자원의 제약에 기인한 고유의 특성을 갖는다. 특히 전송 계층 기술은 이러한 제약 사항을 고려하여 설계되어야 하며, 상위 계층 기술의 성능은 전송기술에 대한 성능적 의존성을 가질 수 밖에 없다. 본 고에서는 최근 무선센서 네트워크 서비스 확대를 위한 시장의 요구사항을 반영하여 표준화가 진행되고 있는 시의성/신뢰성 향상을 위한 IEEE 802 WG15의 TG4e MAC 기술과 스마트 유틸리티 네트워크를 위한 TG4g SUN PHY 기술에 대한 표준화 활동을 중심으로 표준 기술 동향을 소개하고 이에 대한 표준 전략을 분석한다.
Epoxy 복합재료의 충전제 및 수분함유의 유전특성에 대한 영향을 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) ${\varepsilon}_\tau$의 주파수 의존성은 시편1과 시편2의 경우에서 $140^{\circ}C$이하에서 직선적인 특성을 나타내고 있으며 수분의 함유시에도 직선적인 변화를 하고 있으므로 주파수나 습도 센서소자로서 개발이 가능하다. 2) 100[Hz]~3[kHz]의 범위에서 $tan{\delta}$ 주파수 의존성은 캐리어 이동에 의한 도전손실 보다 쌍극자완화에 의한 손실이 지배적이며 수분에 영향은 낮은 주파수에서 크게 받는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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