• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제9권1호
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• pp.41-47
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• 2010

The effects of thermal treatment on CNTs, which were coated with a-$CN_x$ thin film, were investigated and related to variations of chemical bonding and morphologies of CNTs and also properties of field emission induced by thermal treatment. CNTs were directly grown on nano-sized conical-type tungsten tips via the inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD) system, and a-$CN_x$ films were coated on the CNTs using an RF magnetron sputtering system. Thermal treatment on a-$CN_x$ coated CNT-emitters was performed using a rapid thermal annealing (RTA) system by varying temperature ($300-700^{\circ}C$). Morphologies and microstructures of a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were analyzed by FESEM and HRTEM. Chemical composition and atomic bonding structures were analyzed by EDX, Raman spectroscopy, and XPS. The field emission properties of the a-$CN_x$/CNTs hetero-structured emitters were measured using a high vacuum (below $10^{-7}$ Torr) field-emission measurement system. For characterization of emission stability, the fluctuation and degradation of the emission current were monitored in terms of operation time. The results were compared with a-$CN_x$ coated CNT-emitters that were not thermally heated as well as with the conventional non-coated CNT-emitters.

• 정보저장시스템학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.129-134
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• 2007

Boron nitride (BN) is a highly attractive material for wear resistant applications of mechanical components. BN is super hard and it is the second hardest of all known materials. It also has a high thermal stability, high abrasive wear resistance, and in contrast to diamond, BN does not react with ferrous materials. The motivation of this work is to investigate the tribological properties of BN for potential applications in ultra-precision components for data storage, printing, and other precision devices. In this work, the wear characteristics of BN thin films deposited on DLC or Ti buffer layer with silicon substrate using RF-magnetron sputtering technique were analyzed. Wear tests were conducted by using a pin-on-disk type tester and the wear tracks were measured with a surface profiler. Experimental results showed that wear characteristics were dependent on the sputtering conditions and buffer layer. Particularly, BN coated on DLC layer showed better wear resistant behavior. The range of the wear rates for the BN films tested in this work was about 20 to $100{\mu}m^3$/cycle.

• 한국정밀공학회지
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• 제5권3호
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• pp.71-80
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• 1988

This paper dealt with experimentally the effect of $N_2$ and $H_2$ gas mixtures ratio in the fatigue characteristics of SM45C on Ion-nitrided. The specimen were treated water cooling after Ion-nitriding at $500^{\circ}C$ and 5 torr. in 80% $N_2$and 50% $N_2$gas mixtures ratio in the atmosphere for 3 hrs. The hardness distribution and the depth of nitriding layer shows more increase in 80% $N_2$gas mixture ratio than 50% $N_2$. Ion-nitrided specim- en for 80% $N_2$gas mixture ratio show more increase infatigue strenght in the $>1.5{\times}10^5$ cycles region than 50% $N_2$. In the $<1.5{\times}10^5$cycles region, fatigue failure is due to cracking of the brittle nitrided case, and the propergation of the surface cracks into the core. But in the $>1.5{\times}10^5$cycles region, it is found that cracks propagate from the non-metallic inclusions in the subsurface.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.744-744
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• 2009

The development of safe and suitable hydrogen storage materials is one of key issues for commercializing hydrogen as an energy carrier. Carbon based materials have been investigated for many years to store hydrogen by the adsorption of the gas on the surface of the carbon structure. Recently, it is reported that carbon nitride nanobells have high hydrogen storage capacity since the nitrogen atom plays an important role on attracting hydrogen molecules. Here we report carbon nitride microporous spheres (CNMS) which have the maximum surface area of 995.3 $m^2/g$. Melamine-Formaldehyde resin is the source of carbon and nitrogen in CNMS. Most of the CNMS pores have diameters in the range of 6 to 8 A which could give a penetration energy barrier to a certain molecule. In addition, the maximum hydrogen storage capacities of carbon nitride spheres are 1.9 wt% under 77 K and 1 atm.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.617-617
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• 2013

최근 그래핀 연구와 더불어 2차원 구조의 나노소재에 대한 관심이 급증하면서 육각형의 질화붕소(hexagonal boron nitride; h-BN) 박막(nanosheet) [1]이나 붕소 탄화질화물(boron caronitride; BCN) 박막 [2,3]과 같은 2차원 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 BCN은 반금속(semimetal)인 흑연(graphite)과 절연체인 h-BN이 결합된 박막으로 원소의 구성 비율에 따라 전기적 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 다양한 나노소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 폴리스틸렌(polystyrene, PS)과 보레인 암모니아(borane ammonia)를 고체 소스로 이용하여 열화학기상증착법으로 BCN 박막을 SiO2 기판 위에 직접 합성하였다. SEM과 AFM 관측을 통해 합성된 BCN 박막의 두께가 약 10 nm이며, RMS roughness가 0.5~2.6 nm로 매우 낮은 것을 확인하였다. 합성과정에서 PS의 양을 조절하여 BCN 박막의 탄소의 밀도를 성공적으로 제어하였으며, 이에 따라 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 또한 합성온도 변화에 따른 BCN 박막의 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 추가적으로 같은 방법을 이용하여 BCN 박막을 Cu 위에서 합성하여 SiO2 기판위에 전사하였다. 합성된 BCN 박막의 구조적 특징과 화학적 조성 및 결합 상태를 투과전자현미경(transmission electron microscopy), X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy)을 통해 조사하였고, 이온성 용액법(ionic liquid) [4]을 이용하여 전계효과 특성을 측정하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.701-705
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• 2007

The incorporation of N in a-C film is able to improve the friction coefficient and the adhesion to various substrates. In this study, a-C:N films were deposited on Si and steel substrates by closed-field unbalanced magnetron (CFUBM) sputtering system in $Ar/N_2$ plasma. The lubricant characteristics was investigated for a-C:N deposited with total working pressure from 4 to 7 mTorr. We obtained high hardness up to 24GPa, friction coefficient lower than 0.1 and the smooth surface of having the extremely low roughness (0.16 nm). The physcial properties of a-C:N thin film are related to the increase of cross-linked $sp^2$ bonding clusters in the film. However, the decrease of hardness, elastic modulus and the increase of surface roughness, friction coefficient with the increase of $N_2$ partial pressrue might be due to the effect of energetic ions as a result of the increase of ion bombardment with the increase of ion density in the plasma.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.255-255
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• 2013

최근 그래핀 연구와 더불어 2차원 구조의 나노소재에 대한 관심이 급증하면서 육각형의 질화붕소(hexagonal boron nitride; h-BN) 박막(nanosheet)이나 붕소 탄화질화물(boron caronitride; BCN) 박막과 같은 2차원 구조체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 BCN은 반금속(semimetal)인 흑연(graphite)과 절연체인 h-BN이 결합된 박막으로 원소의 구성 비율에 따라 전기적 특성을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 다양한 나노소자로의 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 폴리스틸렌(polystyrene, PS)과 보레인 암모니아(borane ammonia)를 고체 소스로 이용하여 열화학 기상증착법을 이용하여 BCN 박막를 SiO2 기판 위에 직접 합성하였다. SEM과 AFM 관측을 통해 합성된 BCN 박막을 확인하였으며, RMS roughness가 0.5~2.6 nm로 매우 낮은 것을 확인하였다. 합성과정에서 PS의 양을 조절하여 BCN 박막의 탄소의 밀도를 성공적으로 제어하였으며, 이에 따라 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 또한 합성온도 변화에 따른 BCN 박막의 전기적인 특성이 제어되는 양상을 확인하였다. 추가적으로 같은 방법을 이용하여 BCN 박막을 Ni 위에서 합성하여 SiO2 기판위에 전사 하였다. 합성된 BCN 박막의 구조적 특징과 화학적 조성 및 결합 상태를 투과전자현미경(transmission electron microscopy), X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)을 통해 조사하였다.

• 공업화학전망
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• 제20권4호
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• pp.1-20
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• 2017

질화붕소나노튜브(BNNT: Boron Nitride Nanotubes)는 근래에 들어 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있는 나노신소재이다. CNT와 유사한 기계적 특성과 열전도, 열팽창 특성을 가지고 있지만 동시에 세라믹의 특성도 가지고 있어 열적/화학적 안정에 있어서는 CNT와 비교하여 매우 우수하다. 특히 BNNT를 구성하고 있는 붕소는 열중성자를 흡수할 수 있는 능력이 CNT를 구성하고 있는 탄소와 비교하여 20만 배나 높기 때문에, 우수한 기계적 특성을 이용한 경량화와 방사선 차폐능을 동시에 보유할 수 있는 미래 우주공학 물질로 매우 유용하다. 그러나 제조하는데 상대적으로 많은 에너지가 필요하고, 전 세계적으로 아직 대량생산이 이루어지지 않고 있으며, 제조 시 생성되는 불순물의 양이 많은 것이 단점이다. 또한 BNNT를 정제하는 것은 매우 어려워 산업적 응용은 아직 제한적이라 할 수 있지만, BNNT가 CNT와 세라믹의 특성을 동시에 보유하고 있다는 물질의 우수성과 활발한 연구개발 활동을 감안하면, 이에 대한 해결점을 찾을 수 있을 것으로 예상된다. 본 고찰에서는 다양한 BNNT의 제조방법과 각 방법의 장단점을 소개하고, 현재 연구되고 있는 BNNT의 산업적 응용에 대해 소개할 것이다. 이를 통해 국내에서 매우 미진한 BNNT 관련 연구가 활성화되는 계기가 될 것을 기대한다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.131-139
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• 1993

극저탄소 알루미늄 킬드강내에 합금원소로 첨가된 Al, Ti, Nb, B등은 열처리 공정중 질화물이나 탄화물로 석출되어 강의 재결정집합조직을 변화시킴으로써 강판재의 디입드로잉 특성에 결정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 Ti및 Nb를 단독으로 또는 동시에 첨가한 데 이어, B, P, Si 및 Mn등을 추가로 첨가한 극저탄소 고강도 강판의 집삽조직에 미치는 질화물, 탄화물과 같은 미세 석출물의 영향을 TEM, SEM, 광학현미경분석에 의하여 조사하였다. Nb 및 Ti를 동시에 첨가한 강에서는 미세한 N$b_2$C 및 T$i_2$AIN가 주로 석출되는 반면, Nb를 단독으로 첨가한 강에서는 미세한 AIN 및 조대한 BN이 석출되고,Ti를 단독으로 첨가한 강에서는 비교적 조대한 T${i_4}{N_3}$및 조대한 ${N_10}{N_22}$/T$i_68$이 석출되는 것으로 관찰되었다. 또한 이러한 탄질화물들의 석출에 의하여 세 강이 서로 다른 결정입도를 나타내는데, 결정입도는 Nb 및 Ti동시첨가강과 Nb단독첨가강이 서로 비슷하고, Ti단독첨가강이 가장 큰 것으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권3호
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• pp.731-743
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• 2018

바이오항공유 제조 공정 내 수첨업그레이딩 공정의 운전조건 선정은 반응물로부터 얻고자 하는 주생성물인 탄화수소 화합물에 대하여 바이오항공유로서 원하는 탄소수 분포의 물성을 갖도록 하기위한 중요한 인자이다. 본 연구에서는 식물성 오일 유래 노말 파라핀계 탄화수소 화합물에 대한 수첨 업그레이딩 반응이 0.5 wt.% Pt/Zeolite 촉매 하에서 수행되었으며, 이를 통해 크래킹 반응과 이성질화 반응이 동반됨으로써 바이오항공유로서 물성을 갖는 탄소수 분포인 $C_8-C_{16}$에 해당하는 노말 파라핀계와 이소 파라핀계가 혼합된 탄화수소류 화합물이 제조되었다. 반응온도, 반응압력, 반응물 몰비와 공간속도를 변화하여 얻어진 생성물의 수율 및 조성을 분석하였다. 상기 공정 조건에 대한 정보는 수첨 업그레이딩 반응특성의 이해뿐 아니라 향후 증류를 통한 바이오항공유 제조에 도움을 줄 수 있다.