• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.784-789
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• 1997

전도성 고분자인 폴리피롤(PPy)을 전해질로 하는 알루미늄(Al)고체전해 캐패시터를 제작하기 위하여 알루미늄 산화피막($Al_2O_3$) 위에 화학산화중합(CP)법으로 얇은 PPy층을 형성시키고, 이 층을 양극으로 이용하여 피롤(Py)을 전해산화중합(EP)시켰다. 캐패시터 특성에 영향을 미치는 중합조건을 조사한 결과, 지지전해질로서 sodium p-toluenesulfonate (TsONa)를 사용하고, 소자당 2.0~4.0 mA의 정전류를 인가, 전해중합 후 제작한 캐패시터의 전기적 특성 및 임피던스 특성이 가장 우수하였다.

• 전기화학회지
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• 제4권2호
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• pp.47-52
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• 2001

황산 전해질에서 고순도의 알루미늄 판재를 양극산화 시켜 이방성이 큰 나노기공을 보유한 AAO를 제조하였다. 나노선재를 제조하기 위한 template재료로서 가장 적합한 AAO를 제조하기 위해 AAO의 나노기공의 크기와 분포 등에 영향을 미치는 양극산화 변수의 영향을 조사하였다. 제조된 AAO의 SEM관찰을 통해 나노기공의 직경과 분포를 확인할 수 있었고, AAO를 template로 사용하여 교류 전주법으로 제조한 Fe 나노선재를 TEM 관찰하여 나노기공의 길이와 내부 표면상태를 확인하였다. AAO를 SEM으로 확인한 결과 전해질의 온도나 양극산화 전압 등의 변수에 따라 기공의 크기와 분포의 변화가 분명하게 관찰되었으며, 제조된 나노선재는 평균 길이 $10{\mu}m,\;300\~1000$범위의 종횡비를 갖고 있음이 TEM으로 확인되었다.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.145-152
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• 2003

전해 캐패시터와 supercapacitor의 특성을 함께 가지는 하이브리드 캐패시터의 용량은 표면이 산화물로 피복된 양극에 의해서 좌우된다 본 연구에서는 고전압 하이브리드 슈퍼캐패시터의 제조를 위해 양극의 용량 최적화를 수행하였다. $40{\mu}m$의 입자경을 갖는 알루미늄 분말과 NaCl분말을 4:1의 무게비로 혼합하여 디스크 형태의 전극을 만들고 열처리를 하였다. 열처리 후 $50^{\circ}C$의 증류수에서 NaCl을 용해시켜 열처리 온도에 따른 용량과 저항을 비교하였다. 최적의 열처리 과정을 거친 후 electropolishing 및 화학처리, 1차 및 2차 에칭을 단계별로 행하였고 각각의 단계에서 최적의 조건을 조사하였다 각각의 단계에서의 용량과 저항은 ac impedance analyzer를 사용하여 측정하였으며 전극의 표면은 SEM을 이용하여 관찰하였다. 2차 에칭 후 내전압이 300V급인 전극으로 만들기 위하여 365V로 양극산화 시켰으며, 산화된 알루미늄 디스크 전극을 사용하여 단위 셀을 제조하여 주파수에 따른 용량과 저항 특성을 기존의 300V급 알루미늄 전해 캐패시터와 비교하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.190.1-190.1
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• 2016

봉공처리법은 다공성 알루미나를 제조 후에 내마모성의 증가, 침지된 염료의 봉인 등을 필요로 하여 이용하는 후처리 공정 중 하나이다. 상업적으로는 물 봉공처리나 니켈-아세트산 용액을 이용한 봉공처리를 주로 이용하지만 고온을 필요로 하거나 인체에 유독한 용액을 사용, 혹은 추가적인 봉공처리를 해주어야 한다는 단점들을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 독성이 적고 상온에서도 다공성 알루미나와 쉽게 반응할 수 있는 알루미늄 음이온 용액을 봉공처리에 이용하였다. 알루미늄 음이온 용액을 이용한 봉공처리는 알루미늄의 양극 산화를 진행한 이후에 알루미늄 음이온을 포함한 봉공처리제를 제조 후, 침지 처리하는 방식으로 봉공처리하였다. 봉공처리제의 pH 변화, 온도 변화, 침지 시간 등의 변수 요소에 따라서 최적화를 진행하였으며, 이 용액으로 봉공처리가 가능한지 주사 전자 현미경 분석을 통해 평가하였다. 이후 최적화된 조건과 기존에 상업적으로 사용하던 봉공처리법을 거친 후에 경도, 부식전위 검사, 내화학성 검사를 통해 성능의 변화를 확인하였으며 광전자 분광기를 통해 성분과 메카니즘을 예측하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.144-149
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• 2004

Porous anodic alumina has been used widely for corrosion protection of aluminum surfaces or as dielectric material in micro-electronics applications. It exhibits a homogeneous morphology of parallel pores which can easily be controlled between 10 and 400nm. It has been applied as a template for fabrication of the nanometerscale composite. In this study, mechanical properties of the AAO structures are measured by the nano indentation method. Nano indentation technique is one of the most effective method to measure the mechanical properties of nano-structures. Basically, hardness and elastic modulus can be obtained by the nano-indentation. Using the nano-indentation method, we investigated the mechanical properties of the AAO structure with different size of nano-holes. In results, we find the hole effect that changes the mechanical properties as size of nano hole.

• 공업화학
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• 제9권7호
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• pp.1030-1035
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• 1998

본 연구에서는 시판용 99.8% 금속알루미늄을 황산전해액에서 정전류 방식에 막을 제조하는 실험을 하였다. 반응온도 $20^{\circ}C$에서 $150C/cm^2$의 전기량으로 양극산화를 함에 있어 전해질에 의한 막의 용해작용을 저하시킬 목적으로 전해질 속에 알루미늄 이온의 형태로 존재할 수 있는 $Al_2(SO_4)_3$, $AlPO_4$, $Al(NO_3)_3$를 첨가제로 사용하였다. 황산 전해질의 농도를 5, 10, 15, 20 wt%로 전류밀도를 10, 20, 30, 40, $50mA/cm^2$로 조절하여 양극산화를 할 때 각 전해조에 첨가제를 각각 5, 10, 15, 20 g/L를 용해시켜 막제조에 따른 첨가제의 종류 및 양의 영향을 고찰하고자 하였다. 전해질과 공통이온으로 존재하는 $Al_2(SO_4)_3$를 첨가제로 사용하여 양극산화를 하여 막 표면에 손상이 없는 다공성 알루미나 막을 얻을 수 있었으며, 그 외 첨가제에서는 각 실험조건에서 막의 표면이 심하게 손상되어 첨가제로서 효과를 얻을 수 없었다. 한편, 동일한 전해질의 농도, 전류밀도 조건에서 $Al_2(SO_4)_3$의 첨가량에 따른 세공직경의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1837-1841
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• 2008

The purpose of this study is to investigate the properties of the AAO nanohoneycomb structure. Especially the Elastic modulus and hardness play important role in determining the mechanical deformation of ceramic materials. The mechanical properties of the AAO nanononeycomb structure were investigated using indentation test.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.625-630
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• 2013

본 연구는 직경 45 nm인 원통형 나노동공을 가진 산화알루미늄(AAO) 박막에 오일을 함침시켰을때 동점도가 마찰 마멸에 미치는 영향을 규명하고자 실시하였다. 양극산화법으로 제조한 AAO 박막을 직경 1 mm의 440C 스테인리스 강구를 상대재로 하여 왕복동 미끄럼 접촉시험을 실시하였다. 마찰면과 마멸입자는 주사전자현미경과 에닥스(Energy-dispersive X-ray)를 이용해 분석하였다. 높은 동점도 오일의 윤활효과가 저점도 오일에 비해 크게 향상되었다. 동점도가 낮은 경우엔 모든 하중조건에서 심한 마찰흔적과 함께 두꺼운 소성변형층이 넓게 형성되었으며 경계윤활막의 손상으로 접촉면에 물질전이와 화학적 반응 현상이 모두 발생하였다. 오일의 점도가 높은 경우 마찰면에 존재하는 경계윤활막이 파괴되지 않아 마찰흔적과 소성변형층의 형성이 매우 적었으며 물질전이와 화학적 반응이 방지되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권4호
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• pp.13-16
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• 2013

양극산화(anodization)공정으로 제작된 규칙성 나노구조의 다공성 산화알루미늄(Aluminum Anodic Oxide, AAO)는 공정이 적용된 LED 모듈은 비교적 쉽고 경제적이므로 최근 LED용 방열소재로 응용하기 위하여 다양하게 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 LED 모듈은 알루미늄/폴리머/구리 회로층으로 구성되며 절연체 역할을 하는 폴리머는 히트스프레더로 구성되어있다. 그러나 열전도도가 낮은 폴리머로 인하여 LED부품의 열 방출이 원활하지 못하므로 LED의 수명단축 및 오작동에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 폴리머 대신 상대적으로 열전도도가 우수한 AAO를 양극산화 공정으로 제작하여 히트스프레더(heat spread)로 사용하였다. 이때, AAO와 금속인 구리 회로층간의 접착력을 향상시키기 위하여 스퍼터링 DBC(direct bonding copper)법으로 시드층(seed layer)을 형성한 뒤 최종적으로 전해도금공정으로 구리회로층을 형성하였다. 본 연구에서는 양극 산화공정으로 AAO와 금속간의 접착강도를 개선하여 1.18~1.45 kgf/cm와 같은 우수한 peel strength 값을 얻었다.