• 한국진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.175-181
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• 2004

미소인장시험을 통해 304 스테인리스 스틸 판재 위에 증착된 DLC 박막의 안정성을 평가하였다. 모재의 소성 변형과 함께 코팅 층의 손상이 발생하기 시작하는데, 작은 규모의 모재 변형 시에는 인장축의 수직방향으로 박막의 균열이 발생하지만, 모재의 슬립변형이 발생하기 시작하면 인장 축과 $45^{\circ}C$의 각도를 갖는 슬립 면을 따라 필름의 박리가 발생하였다. DLC박막의 박리면적으로부터 필름의 접착력을 평가할 수 있었으며, 필름의 합성 전에 실시하는 Ar 플라즈마 스퍼터링 세척시간이 길수록 그리고 세척시 기판에 인가되는 전압이 높을수록 필름의 접착력은 향상되었다. 이러한 변화는 스테인리스 스틸 모재와 Si 접합 층간의 계면특성이 향상되면, 필름의 전체 접착력을 증진시킬 수 있음을 보여주고 있다.

• 보존과학회지
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• 제30권3호
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• pp.299-306
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• 2014

귀중한 보존물, 예술품, 증거서류 등의 오염에 의한 훼손을 복원하는 기술의 일환으로 아르곤을 이용한 저온 플라즈마 표면처리법의 적용 가능성을 산소 플라즈마 표면처리법과 비교 조사하였다. 이러한 목적으로 인위적 오염물인 brilliant green으로 염색된 셀룰로오스 아세테이트와 카본으로 코팅된 백상지에 아르곤 플라즈마와 산소 플라즈마로 처리했을 때, 색도계를 이용하여 색도변화를 측정한 후 ${\Delta}E^*ab$ 값의 변화와 표면형태의 변화로써 brilliant green과 카본 제거효과를 조사하였다. 오염물 제거효과는 산화반응에 근거한 산소 플라즈마가 스퍼터링에 의한 아르곤 플라즈마에 비해서 효과적이었으나 모재의 심각한 손상을 유발하였고 플라즈마 후반응에 의한 추가적인 모재의 손상이 예상되었다. 반면에 아르곤 플라즈마는 산소 플라즈마에 비해서 열세하였으나 모재의 손상이나 후반응에 대하여 무시할 수 있었으며 섬세한 복원 작업에 오히려 적합할 것으로 판단되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.126-126
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• 2000

다이아몬드상 카본(DLC) 필름은 경도가 높고, 마찰계수가 낮다는 장점을 가지고 있기 때문에 내마모성 코팅이나 윤활성코팅에 응용을 위한 연구가 활발히 진행중이다. 하지만 마찰계수가 주변환경에 매우 큰 영향을 받는다는 단점이 있다. 이러한 단점은 DLC필름의 응용에 대한 저해 요인이 되며, 이 점을 보완하기 위해서 DLC 필름에 Si을 첨가하는 연구들이 진행되고 있다. 본 실험에서는 r.f-PACVD 법을 이용하여 Si이 첨가된 DLC 필름의 주위 환경 변화에 따른 마찰특성의 변화를 연구하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H)과 희석된 Silane(SiH4 : H2 = 10 : 90)이며, 희석된 Silane과 벤젠의 첨가비율을 조절하여 필름내 Si의 함량을 조절하였고, 증착시 바이아스의 전압은 -400V로 하였다. 마찰테스트는 Ball-on-Disk type의 조건에서 대기, 건조공기, 진공의 세가지 분위기에서 마찰테스트를 실행하였다. 실험결과 마찰계수는 건조공기, 대기, 진공의 순으로 증가하였고, 필름내에 포함되어 있는 Si의 양이 증가할수록 마찰계수는 낮고 안정한 값을 나타내었다. Tribochemiacal 분석과, ball과 track의 전자현미경 사진 분석 결과, 진공에 비해서 건조공기와 대기중에서 마찰계수가 낮은 것은 DLC 필름내에 마모 track 중심부에 Si-C-O 계의 화합물이 형성되어, 이 화합물이 마찰계면에 존재하여 마찰계수를 낮추었음을 확인하였다. 그리고 대기중에서 실험한 경우, 습기의 존재로 인해 마모입자가 볼의 표면에서 엉김으로써 건조공기의 상태에서 보다 높은 마찰저항을 갖게 됨으로 인하여 마찰계수가 높아짐을 알 수 있었다.a)는 as-deposit 상태이며, 그림 1(b)는 45$0^{\circ}C$, 60min 열처리한 plan-view TEM 사진이다.dical의 영향을 조사하였으며 oxygen radical의 rf power에 따른 변화는 OES(Optical emission spectroscopy)를 사용하였다. 너무 적은 oxygen ion beam flux나 oxygen radical은 film의 전도도 및 투과도를 저하시켰고 반면 너무 과도한 flux의 증가 시는 전도도는 감소하였고 투과도는 증가하는 경향을 보였다. 기판에 도달하는 oxygen ion flux는 faraday cup을 이용하여 측정하였으며 증착된 ITO film은 XPS, UV-spectrometer, 4-point probe를 이용하여 분석하였다. 때문으로 생각되어진다. 또한, 성장 온도가 낮아짐에 따라 AlGaN의 성장을 저해하기 때문으로 판단된다. 성장 온도 변화에 따라 성장된 V의 구조적 특성 및 표면 거칠기 변화를 관찰하여 AlGaN의 성장 거동을 논의하겠다.034, 0.005 정도로 다시 감소하였다. 박막의 유전율은 약 35 정도의 값을 나타내었으며 X-선 회절 data로부터 분석한 박막의 변형은 증온도에 따라 7.2%에서 0.04%로 감소하였고 이 이경향은 유전손실은 감소경향과 일치하였다.는 현저하게 향상되었다. 그 원인은 SB power의 인가에 의해 활성화된 precursor 분자들이 큰 에너지를 가지고 기판에 유입되어 치밀한 박막이 형성되었기 때문으로 사료된다.을수 있었다.보았다.다.다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.801-807
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• 2021

전기 전자 부품을 기반으로 하는 통신장비, 컴퓨터, 이동 수단, 전산망, 군사용 장비 등 여러 산업 분야 및 사회기반시설에 있어 전자파 차폐의 필요성이 커지고 있다. 구조물의 전자파 차폐 방법은 차폐 콘크리트, 차폐 문, 차폐 창문과 같이 차폐성능을 가지고 있는 자재를 사용하여 시공하는 방법, 그리고 차폐성능이 없는 재료에 차폐 도료를 코팅하는 방법이 있다. 전자파 차폐 도료는 탄소나노튜브, 흑연, 카본 블랙, 탄소 섬유와 같은 전도성 물질을 사용하여 만들어지며, 일반적으로 사용되고 있는 수성도료에서 전자파 차폐 성능이 추가된 도료이다. 이 연구에서는 전자파 차폐 무기계 도료를 개발하기 위한 목적으로 전도성 흑연, 카본 블랙을 차폐원료로 사용한 도료의 차폐성능 및 부착성능을 평가하였다. 차폐 재료의 종류 및 사용량을 달리한 6개 배합에 대해 차폐성능과 부착강도를 평가하였다. 실험 결과, 전도성 흑연과 카본 블랙을 무게비 1:0.2로 혼합한 배합이 33.6 dB로 차폐성능이 가장 좋은 것으로 확인되었고, 부착성능은 전도성 흑연만 사용한 배합이 1.06 MPa로 가장 높은 것으로 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.32-38
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• 2023

본 연구에서는 리튬 이온 배터리 용 음극활물질인 실리콘의 사이클 안정성 및 율속 특성을 개선하기 위해 도파민이 코팅된 실리콘/실리콘카바이드/카본(Si/SiC/C) 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. Stöber 법에 CTAB을 추가하여 CTAB/SiO₂를 합성한 후 열 흡수제로써 NaCl을 첨가한 마그네슘 열 환원법을 통해 Si/SiC 복합소재를 제조하였으며, 도파민의 중합반응을 통해 탄소코팅을 하여 Si/SiC/C 음극소재를 합성하였다. 제조된 Si/SiC/C 음극소재의 물리적 특성 분석을 위해 SEM, TEM, XRD와 BET를 사용하였으며, 1 M LiPF₆ (EC : DEC = 1 : 1 vol%) 전해액에서 리튬 이온 배터리의 사이클 안정성, 율속 특성, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 제조된 1-Si/SiC는 100사이클, 0.1 C에서 633 mAh/g의 방전용량을 나타냈으며, 도파민이 코팅된 1-Si/SiC/C는 877 mAh/g으로 사이클 안정성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 또한 5C에서 576 mAh/g의 높은 용량과 0.1 C/0.1 C 일 때 99.9%의 용량 회복 성능을 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.71.1-71.1
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• 2010

고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)은 셀 내의 물 관리에 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 다공성 기제(GDBL) 위에 미세기공층(MPL)을 코팅한 2층 구조의 기체확산층이 사용되는데, 이 미세기공층은 카본파우더와 테프론의 혼합물로 이루어져 있으며 촉매층에서 발생한 물을 셀 밖으로 빠르게 배출하는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 다양한 기공분포를 갖는 미세기공층을 제조하여 고분자 전해질 연료전지 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 미세기공층 슬러리내에 암모늄염 계열의 기공형성제를 혼합하여 다공성 기제 위에 코팅한 후 다양한 온도조건에서 건조함에 따라 기공분포가 다른 미세기공층을 제조하였다. 이렇게 제조된 미세기공층의 물성은 수은기공도계, FE-SEM, 자체적으로 제조한 기체투과도 측정 장치를 사용하여 측정하였으며, 단위 전지 성능 측정은 두 개의 가습조건(RH100%, RH50%)에서 실시하였다. 기공분포 측정결과 건조온도가 높은 미세기공층은 건조온도가 낮은 미세기공층에 비해 직경이 1,000 - 20,000 nm 인 대공극(macropore)의 수가 많지만, 직경이 100 nm 이하의 미세공 (micropore)의 수가 적은 것을 확인하였다. 전지성능 측정 결과 고가습 조건 (RH100%)에서는 미세공 (micropore)이 발달한 미세기공층을 포함한 기체확산층을 사용한 경우 가장 우수한 성능을 보여고, 저가습 조건 (RH50%)에서는 대공극 (macropore)이 발달한 미세기공층을 포함한 기체확산층을 사용한 경우 가장 우수한 성능을 나타내었다. 이는 물배출에 유리한 미세공 (micropore)의 성질과 원료 기체의 이동에 유리한 대공극(macropore)의 성질에 의한 것으로 판단된다. 따라서 셀 운전 가습조건에 따라 최적화된 기공구조를 갖는 미세기공층을 사용함으로써 셀 운전 성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권1호
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• pp.51-56
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• 2009

Recently, with the increasing lightness and miniaturization of high resolution camera phones, the demand for aspheric glass lens has increased because plastic and spherical lens are unable to satisfy the required performance. An aspheric glass lens is fabricated by the high temperature and pressure molding using a tungsten carbide molding core, so precision grinding and coating technology for the molding core surface are required. This study investigates the effect of diamond-like carbon (DLC) and rhenium-iridium (Re-Ir) coating For aspheric molding core surface. The grinding conditions of the tungsten carbide molding core were obtained by design of experiments (DOE) for application in the ultra precision grinding process of the tungsten carbide molding core of the aspheric glass lens used in 5 megapixel, $4{\times}$ zoom camera phone modules. A tungsten carbide molding core was fabricated under this grinding condition and coated with the DLC and Re-Ir coating. By measurements, the effect of DLC and Re-Ir coating on the form accuracy and surface roughness of molding coer was evaluated.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.181-181
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• 2008

DLC (Diamond-like Carbon) 박막은 높은 내마모성과 낮은 마찰 계수, 화학적 안정성 및 적외선 영역에서의 높은 투과율과 낮은 광 반사도, 높은 전기저항과 낮은 유전율, 전계방출특성 등 여러 가지 장점을 가진 물질이다[1]. 최근에는 DLC 박막의 여러 장점들과 산과 염기 유기용매에 대한 화학적 안정성으로 인하여 인조관절에서 인공심장의 판막에 이르기까지 의공학 관련 부품소재로 응용되고 있으며 내구성과 안정성에 있어서 탁월한 성능을 보여주고 있다. 또한 DLC 박막의 높은 경도와 낮은 마찰 계수, 부드러운 박막 표면 (수nm의 RMS 거칠기)의 장점을 살려 마그네틱 미디어와 하드디스크의 슬라이딩 표면에 사용되어지고, MEMS (Micro-Electro Mechanical System) 소자와 MMAs (Moving Mechanical Assemblies)의 고체윤활코팅으로 활용하여 미세기계의 내구성과 성능 향상을 도모할 수 있다. 이와 같이 DLC 박막은 다양한 분야에 응용되고 있으며, 박막이 지닌 여러 가지 장점들로 인하여 더 많은 분야에 응용될 가능성을 지닌 물질이다. 그러나 수 ${\mu}m$이상의 두께에서 박막이 높은 잔류응력 (residual stress)을 가지고, 열에 취약하여 이의 개선에 관한 연구들이 진행되어 지고 있다 [2]. 따라서 사용되는 목적에 따라 용도에 맞는 양질의 DLC 박막을 합성하기 위해선 합성 장치의 개발과 다양한 실험을 통한 최적의 합성조건 도출 등의 노력이 요구된다. 또한 DLC 박막 합성시의 여러 가지 증착 방법에 따른 박막 물성에 대한 재현성 확보 및 박막 증착에 관한 명확한 메커니즘 규명이 아직까지는 불분명하여 이에 관한 연구가 시급하다. 따라서 본 연구에서는 MEMS 소자와 MMAs의 고체윤활코팅으로 사용가능한 DLC 박막을 RF PECVD (Plasma Enhanced Vapor Deposition) 방식으로 합성하고 후열처리 온도에 따른 DLC 박막의 마찰계수 변화를 박막에 훼손을 주지 않는 FFM (Friction Force Microscopy) 방식을 사용하여 분석하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권1호
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• pp.1-8
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• 2019

Demand for plastic gears are increasing in many industries due to their low production cost, light weight, applicability without lubricant, corrosion resistance and high resilience. Despite these benefits, utilizing plastic gears is limited due to their poor material properties. In this work, DLC coating was applied to improve the tribological properties of polyamide66 gear. 0 V, 40 V, and 70 V of negative bias voltages were selected as a deposition parameter in DC magnetron sputtering system. Pin-on-disk experiment was performed in order to investigate the wear characteristics of the gears. The results of the pin-on-disk experiment showed that DLC coated polyamide66 with 40 V of negative bias voltage had the lowest friction coefficient value (0.134) and DLC coated PA66 with 0 V of negative bias voltage showed the best wear resistance ($9.83{\times}10^{-10}mm^3/N{\cdot}mm$) among all the specimens. Based on these results, durability tests were conducted for DLC coated polyamide66 gears with 0 V of negative bias voltage. The tests showed that the temperature of the uncoated polyamide66 gear increased to about $37^{\circ}C$ while the DLC coated gear saturated at about $25^{\circ}C$. Also, the power transmission efficiency of the DLC coated gear increased by about 6% compared to those without coating. Weight loss of the polyamide66 gears were reduced by about 73%.

• 한국분말재료학회지
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• 제16권4호
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• pp.243-248
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• 2009

Carbon-coated Cu nanopowders with core/shell structure have been successfully fabricated by pulsed wire evaporation (PWE) method, in which a mixed gas of Ar/$CH_4$ (10 vol.%) was used as an ambient gas. The characterization of the samples was carried out using x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and high resolution transmission electron microscope (HRTEM). It was found that the nanoparticles show a spherical morphology with the size ranging of 10-40 nm and are covered with graphite layers of 2-4 nm. When oxygen-passivated Cu nanopowders were annealed under flowing argon gas (600 and 800$^{\circ}C$), the crystallinity of $Cu_2O$ phase and the particle size gradually increased. On the other hand, carbon-coated Cu nanopowders remained similar to as-prepared case with no additional oxide or carbide phases even after the annealing, indicating that the metal nanoparticles are well protected by the carbon-coating layers.