• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.131-131
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• 2018

최근 절삭공구산업은 자동차, 항공기, IT, 선박, 에너지 등 첨단산업의 증가로 인해 CGI, CFRP, 내열합금 등 난삭재의 수요가 증가하고 있다. 난삭재는 고내열, 고경도, 초경량 같은 특성을 지니며 우수한 기계적 물성을 갖지만 가공의 어려움이 있어 산업에 적용하는데 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 가공기술 중 하드 코팅은 공구코팅비용 대비 공구의 표면경도와 수명을 효율적으로 향상시킬 수 있다고 알려져 있다. 대표적인 하드코팅으로는 AlN계, TiN계 코팅이 있다. 이러한 코팅의 경우 높은 기계적 물성과 우수한 내마모성으로 인해 절삭공구의 성능을 향상시킬 수 있기 때문에, 많은 연구가 진행되고 있으며 절삭공구산업에서 각광받고 있다. 기존 선행연구 결과에 따르면 질화물 코팅의 우수한 물성은 질화물(Nitride) 생성 및 질화 공정에 의한 코팅층의 고밀도화에 의해 나타난다고 알려져 있다. 그 중에서 AlCrN coating은 우수한 내마모성 및 향상된 고온경도를 갖고 있다. AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가하여 기존 AlCrN coating의 기계적 특성을 더욱 향상 시킨 coating은 일반적인 고성능 코팅 대비 공구수명이 길다고 알려져 있으며, 전반적으로 우수한 특성에 의해 전 세계적으로 습식 및 건식 기계 가공 용도로 사용되고 있다. 본 연구에서는 AlCrN based coating에 미량의 원소를 첨가한 coating의 우수한 기계적 특성의 원인을 규명하기 위해 텅스텐카바이드(WC) 기판 위에 아크 이온 플레이팅 장비를 이용하여 AlCrN based coating을 증착 시킨 sample을 분석하였다. 결정구조 및 상 분석을 위해 X선 회절분석(XRD)을 실시하였으며, 미세 구조를 분석하기 위해 전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM), 투과 전자현미경(TEM) 분석을 실시하였다. 또한 코팅층의 화학적 성분 분석을 위해 EDX분석을 실시하였으며 기계적 특성 평가를 위해 나노압입시험(Nano-indentation test)을 진행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.86-86
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• 2018

볼트, 너트 등의 파스너는 건축 재료나 기계부품을 고정하는 데 사용하는 기계요소로, 건축, 철도, 조선 등 전 산업분야에 걸쳐 사용되고 있다. 그 중 스테인리스 소재의 볼트, 너트는 뛰어난 내식성과 저렴한 가격으로 널리 사용되고 있는데, 소재의 특성 및 작업현장의 상황, 온도의 변화 등의 원인에 의해 고착현상(galling)이 발생한다. 고착현상이란 성분 혹은 표면경도가 비슷한 금속의 나사산을 조이는 과정에서 발생하는 압력의 증가 및 마찰력에 의해 냉간 용접(cold welding)이 일어나는 것으로 나사산의 표면이 눌어붙게 된다. 이러한 고착현상은 스테인리스 소재에서 많이 발생하는데, 한번 발생한 후에는 비파괴 해소가 불가능한 상태가 되어 경제적 손실을 야기한다. 이러한 고착현상의 해소를 위해 본 연구에서는 주석과 알루미늄을 사용한 새로운 열 확산 코팅 기술을 개발하고 이를 304 스테인리스강에 적용하여 열처리 온도에 따른 특성변화를 확인하였다. 열 확산 코팅을 위해 팩 세멘테이션 방법을 이용하여 아르곤 분위기 하에서 열처리 하였고, 온도는 $200{\sim}250^{\circ}C$에서 코팅을 수행하였다. 이에 따른 코팅 전과 후의 표면 및 단면 분석을 통해 성공적으로 코팅층이 형성됨을 확인하였고, 온도가 증가함에 따라 코팅성분의 양이 증가하는 현상을 보임을 알 수 있었다. 또한, 고착방지성능을 확인하기 위하여 ASTM G196-08 시험을 통해 코팅조건에 따른 고착현상을 분석하였으며, 그 결과 기존에 코팅되지 않은 304 스테인리스강보다 고착현상이 개선됨을 확인하였다. 따라서 304 스테인리스강 소재의 볼트, 너트 제품에 주석-알루미늄 코팅층을 적용시키면 기존의 고착현상을 개선하고 서비스 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Polymer(Korea)
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• v.37 no.2
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• pp.177-183
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• 2013

Surface properties such as morphology, crystalline structure, and chemical composition of poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/poly(methyl methacrylate) (PMMA) blend coatings prepared by dispersion coating on poly(ethylene terephthalate) (PET) film have been investigated. It was observed that the surface properties were greatly influenced by the coating temperature and blend composition according to SEM, ATR-FTIR and XPS analysis. The typical surface morphology of ${\alpha}$-crystalline structure of PVDF could be observed when the coating temperature was lower than $120^{\circ}C$ or the amount of PVDF was higher than 80 wt% in the blend. Otherwise, the crystalline structure was changed from ${\alpha}$-crystal to ${\gamma}$-crystal or amorphous state. Based on the XPS analysis, the surface segregation of PVDF chains in the blend coating was confirmed.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.1
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• pp.79-85
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• 2002

Plasma-sprayed Cr$_2$O$_3$-based coatings containing MoO$_3$were studied to gain a better understanding of the influence of MoO$_3$composition in the coatings on their tribological behaviour. A reciprocal type tribo-tester was employed to examine friction and wear behavior of the specimens at room temperature. The physical characteristics of worn surfaces were investigated by scanning electron microscopy and chemical composition of the coating surfaces was analyzed using a X-ray photoelectron spectrometer. The results showed that friction coefficient of the MoO$_3$-added coatings were lower than those without MoO$_3$addition. However pure Cr$_2$O$_3$coating showed the lowest wear loss at the self-mated test. The larger protecting layers were observed at the worn surface of plasma spray coated specimens with MoO$_3$addition. XPS analysis of the protecting layer indicated that MoO$_3$composition was dominantly formed at the surface. MoO$_3$composition in the protecting layer appears to be more favorable in reducing the friction.

• Membrane Journal
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• v.14 no.1
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• pp.57-65
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• 2004

The effect of porous support layer resistance and PDMS (polydimethylsiloxane) coating thickness on ethylene/nitrogen separation of composite membranes was studied with the model of Pinnau and Wijmans〔1〕. To control the support resistance (or permeance), PES porous membranes were prepared by phase inversion process with various PES/NMP dope concentrations. The thickness of selective PDMS top layer was controlled by using a spin coater. Its cross-section and coating thickness were observed by scanning electron microscope (SEM). Pure gas permeation test was done with ethylene and nitrogen, respectively. The experimental result for olefin/nitrogen separation process matched well with theoretical result from the model used. The result shows that optimization between PDMS coating thickness and support resistance is important to get PDMS composite membranes with best performance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.464.2-464.2
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• 2014

태양 에너지는 미래 에너지원으로 각광받고 있는 중요한 에너지원이다. 다양한 태양전지 중 CuInS2(CIS) 박막형 태양전지는 높은 광흡수율과 조절가능한 밴드갭에너지를 가지고 있으며, 높은 장기 안정성과 광변환효율 등으로 많은 관심을 받고 있다. 최근 20.3%에 달하는 높은 광변환효율이 보고된 바 있으나, 이는 고진공 장비를 요구함으로 인해 초기 투자비용이 늘어남과 동시에 대량생산 측면에서 한계점이 지적되고 있다. 본 연구는 CIS계 태양전지를 보다 저온, 상압에서 제조하기 위해 Cu, In, S 전구체를 용매에 녹여 전구체 용액을 제조하였다. 이를 스핀코팅을 이용하여 CdS 버퍼층이 증착된 ZnO 나노구조에 코팅 후, 건조 및 열처리하여 광흡수층 박막을 증착하는 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 superstrate 형태의 태양전지 구조를 이용하기 위하여window 층으로 쓰이는 ZnO 박막을 수열합성법을 통해 나노구조화하였다. 이를 통해 CIS 흡수층과의 접촉면적 증가에 따른 빛 흡수효율 증가 및 전하 이동 효과를 증가시킬 수 있었다. 각각의 나노구조의 SEM, XRD, UV-transmittance 분석을 통하여 살펴 보았으며, 결과적으로 상온, 상압에서 증착이 가능한 용액 공정을 통해 superstrate방식의 CIS 태양전지를 만들 수 있었다. 소면적 태양전지 제작을 통해 박막 구조에 비해 향상된 광변환 효율을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.244.1-244.1
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• 2014

디스플레이 패널의 터치 스크린에 가장 널리 사용되는 ITO 전극은 사용자의 눈에 전극 면이 시각적으로 구분되지 않도록 해야 한다. 따라서 최근에는 ITO 전극 면이 구분되지 않도록 하기 위해 다층 박막으로 이루어진 인덱스 매칭(index matching, IM) 기술을 이용하여 ITO 전극 필름을 제작하고 있다. 이러한 인덱스 매칭된 ITO 필름은 기판이나 공정 조건, 인덱스 매칭 층의 물질 종류에 따라 ITO 박막의 전기적 광학적 특성이 각각 다르게 나타나기 때문에 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 롤투롤 스퍼터링(roll to roll sputtering) 방법으로 고굴절과 저굴절이 순차적으로 코팅 처리된 PET 기판 위에 ITO 박막을 증착하여 IM-ITO 필름을 제작하고 전기적 광학적 특성을 관찰하였다. 이를 위해 습식(wet) 코팅 방법으로 저굴절층과 고굴절층을 PET 필름 위에 코팅하여 IM층을 제작한 PET 필름 위에 ITO 박막을 증착하고, $150^{\circ}C$로 후 열처리를 하여 인덱스 매칭된 ITO 필름을 제작하였다. 제작된 필름은 GIXD를 이용하여 박막의 구조와 결정성을 조사하였고, 면저항 측정기와 홀측정 장치를 이용하여 전기적 특성을 관찰하였다. 그리고 분광광도계와 탁도(haze) 측정기를 이용하여 광학적 특성을 조사하였다. 본 연구를 통해 롤투롤 스퍼터링 방법으로 유무기 복합막으로 구성된 IM-ITO 박막의 전기적 광학적 구조적 특성에 대해 보고하고자 한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.10
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• pp.975-980
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• 2000

스테인레스 스틸 기판 위에 Pb($Zr_{0.45}$ $Ti_{0.55}$) $O_3$후막을 졸-겔 스핀 코팅법으로 제조하였다. 스테인레스 스틸은 그 자체로 좋은 도체이지만 PZT 후막의 강유전 특성을 개선하고자 Ru $O_2$박막을 중간층 겸 하부전극으로 사용하였다. PZT 전구체 용액을 코팅하고 급속 열처리하였을 때 5$50^{\circ}C$ 이하에서 pyrochlore 상이 먼저 나타났고 이 transient 상은 61$0^{\circ}C$에서 모두 perovskite 상으로 변화하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리된 PZT 후막은 잔존하는 pyrochlore로 인해 걸어준 전기장에 무관하게 5-7$\mu$C/$ extrm{cm}^2$의 낮은 $P_{r}$값을 나타내었으나 61$0^{\circ}C$ 이상에서 열처리된 시편들은 모두 25$\mu$C/$\textrm{cm}^2$ 이상의 잔류분극을 가지고 있었다. 또한 Ru $O_2$중간층이 PZT의 강유전성에 미치는 영향을 조사하였을 때 잔류분극 값은 거의 영향을 받지 않았으나 항전계 값은 상당한 영향을 받았다. 즉 100nm 두께의 Ru $O_2$박막을 중간층으로 사용할 경우 중간층 없이 직접 스테인레스 스틸 위에 코팅할 때에 비해 항전계 값을 45% 가량 줄일 수 있었다.

• Membrane Journal
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• v.25 no.5
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• pp.422-430
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• 2015

The present study announces that the pH value of seed coating solution makes a significant effect on the microstructure of silicalite-1 zeolite layer formed on ${\alpha}$-alumina support. Seed with an average diameter of 75 nm was dispersed in ethanol to prepare three kinds of seed coating solutions with different pH values, and dip-coated on the support. The pH value was controlled to be 2.2, 7.0, and 9.3, respectively. In the secondary growth process, pH 7 seed solution resulted an uniform, 3 to $4{\mu}m$ thick, completely covered, and 100 nm grained silicalite-1 zeolite separation layer. The uniformity and completeness were explained by a uniform, closely packed, multi-layered, and completely covered seed coating in the pH 7 condition. In the condition, ${\alpha}$-alumina support and seed are oppositely charged: support is positively charged (8.4 mV) and seed, negatively (-1.7 mV). The opposite charging induced a strong electrostatic attraction between seed and support, which made the good seed coating state. On the other hand, pH 2.2 and pH 9.3 seed solutions resulted non-uniform, partially covered, and around $1{\mu}m$ grained zeolite separation layer, since seed and support are the same sign charged in the conditions. The same sign charging induced a strong electrostatic repulsion between seed and support which caused a low coverage of seed. It could be concluded that the pH value of seed coating solution is a key parameter to determine the microstructure of silicalite-1 zeolite separation layer.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.23 no.2
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• pp.97-104
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• 2016

In the preparation of Ag-coated Cu flakes using L-ascorbic acid as a reductant for the electroless Ag plating, the effects of pretreatment methods and the reductant concentration on the uniformity of Ag coating layer and the anti-oxidation property of Ag-coated Cu flakes during the heating in air were evaluated. It was found that the removal degree of surface oxide layer during the pretreatment has great influence on the uniformity of Ag coating layer and the formation degree of hole defects in the flakes has slight effect on the anti-oxidation property of Ag-coated Cu flakes. It was also verified that the reductant concentration has great influence on the coverage uniformity and thickness of Ag coating, thus it was could be considered a main process parameter. When the reductant concentration was 0.04 M, high-quality Ag-coated Cu flakes was obtained. When the concentration increased to 0.06 M, however, the anti-oxidation property of Ag-coated Cu flakes became remarkably worse owing to remnant of Cu surface non-coated with Ag by the formation of pure Ag fine particles.