• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.73-73
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• 2013

모재의 기계적인 특성을 향상하기 위한 표면처리 소재로 가장 많이 활용되고 있는 TiN을 빗각 증착으로 코팅하여 TiN 코팅층의 기계적 특성변화를 관찰하였다. 빗각 증착과 음극 아크 공정을 이용하여 TiN 코팅층을 제조하면 기울어진 주상구조가 형성되는 현상을 관찰하였다. TiN 코팅 공정 시 기판 홀더에 직류 전압을 인가하면 빗각 증착임에도 불구하고 주상정이 기울어지지 않고 기판에 수직하게 형성되는 현상을 확인하였다. 기울어진 주상정과 수직한 주상정을 다층으로 배열할 경우, TiN 코팅층의 기계적 특성 변화를 관찰할 수 있었다. 일반적인 공정으로 제조한 TiN과 비교하여 경도는 증가하고 탄성계수는 증가하지 않아 $H^3/E^2$의 값이 증가하는 현상을 관찰하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.89.2-89.2
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• 2012

$150^{\circ}$ 이상의 접촉각을 가지는 초소수성 표면은 self-cleaning, anti-fingerprint, anti-contamination 등의 특성을 가지므로 전자, 도료, 자동차 등 다양한 산업에서 활용될 수 있다. 재료 표면의 친/소수성은 물리적 요인과 화학적 요인 두 가지 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 즉, 표면의 거칠기를 크게 하거나 표면에너지를 낮춰줌으로써 초소수성 표면을 구현할 수 있다. 실리카는 자연계에 매우 풍부하게 존재하고 있으며, 생체무해하며 내구성과 내마모성, 화학적 안정성, 고온 안정성 등을 지니고 있어 박막소재로 이용하기에 우수한 특징을 지니고 있다. 이러한 실리카 초소수성 코팅층을 형성하는 방법으로 본 연구에서는 전기분무법으로 마이크로 크기의 실리카 입자로 형성된 코팅층을 형성하였다. 이러한 마이크로 구조의 표면거칠기를 더욱 높이기 위하여 금 나노입자를 부가적으로 형성시켜 마이크로-나노구조 혼성의 계층구조를 만들고자 하였다. 금 나노입자는 자외선 조사 광환원법을 사용하였고, 이러한 계층구조에 플루오린 처리를 하여 계층구조 초소수성 코팅층을 형성하였다. 계층구조를 가지는 실리카 코팅층은 물 이외에 표면장력이 낮은 용액에서도 높은 접촉각을 보였고, 이러한 코팅층의 고온 안정성과 내구성, UV 저항성 등을 조사하여 실제 응용 가능성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.121-121
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• 2012

산업이 고도화, 다원화, 세계화되고 있는 현대사회는 다기능성, 고물성, 극한 내구성을 가지며 환경 친화적이면서 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 다기능 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 시점에서 다양한 물성을 동시에 발현이 가능한 코팅 소재는 향후 미래에 중요한 원천 소재로서 주목되고 있다. 특히, 환경에 의해 쉽게 물성 및 구조의 변화가 쉬운 종래의 코팅소재와는 달리, 다양한 외부환경에서도 미세 구조 및 물성을 안정적으로 유지할 수 있는 신개념의 코팅 소재의 개발이 절실히 요구되고 있다. 이를 위해서는 코팅소재의 다 성분화가 필수적이다. 최근의 코팅 기술은 2가지 이상의 물성, 특히 서로 상반되는 물성을 동시에 구현할 수 있는 소재의 개발을 요구하고 있다. 이러한 물성의 구현을 위하여 더 많은 성분으로 구성되며 더욱 복잡한 조직으로 구성된 코팅층에 대한 개발이 진행이 필요하다. 본 연구에서 목표로 하는 신 개념의 원천소재기술은 4성분계 이상의 원료 물질을 단일 타겟으로 제조하여, 단순한 공정으로서 단일 코팅층 내에 다양한 성분과 10 nm 미만 크기의 나노 결정립/나노 비정질로 구성된 나노 복합 구조의 형성이 가능하도록 하는 기술을 개발하고자 한다. 이를 통해 복합기능 3 이상의 다기능성 부여는 물론, 그림 1에 정리된 기존 코팅재에서 결여된 특성을 포함한 극한 기능성(광대역 윤활성, 전자 이동 제어에 의한 온도 저항 계수 및 전기 저항 조절, 고온 열적 안정성, 내산화성, 고열전도율, 초저마찰/내구성/초고경도성 등)의 구현이 가능한 복잡한 형태의 나노 복합 코팅층 소재 개발이 가능하도록 하는 기술이다. 또한 기존 코팅재의 구조적 결함을 통해 발생하는 내식성 문제를 방지할 수 있는 기술이다. 다성분계 모물질의 개발이 중요한 이유는 다수의 성분 원소를 합금 상태로 형성시킴으로서, 단일 소스에 의해 다양한 원소를 동시에 스퍼터링 및 증착이 가능하도록 할 수 있다는 장점을 가지기 때문이다. 특히, 타겟의 미세구조를 나노구조화 하는것을 통해, 스퍼터링 yield의 차이가 큰 원소일지라도 균일하게 증착시킬 수 있는 방법을 개발하고자한다. 또한 다수의 타겟을 이용하여 균일한 다성분 코팅층 형성하는 기존의 PVD 코팅방법으로는 다수의 성분타겟을 사용함으로서 장비의 복잡성, 코팅의 재현성, 대형화 등의 문제점을 본질적으로 갖고 있다. 이를 위한 해결방법으로 본 발표에서는 3가지 이상의 다기능성 구현을 위한 가장 중요한 원천기술이라 할 수 있는 다성분계 타겟 모물질 제조 기술의 개발 진행 사항에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.4
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• pp.328-333
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• 2004

Hydroxyapatite (HAp) and HAp-Ag composite layers were coated on ZrO$_2$and Si wafer substrates by RF magnetron sputtering technique. The thickness of coating layers was in the range of 0.7∼1.0$\mu\textrm{m}$ and its roughness was 3∼4nm. The heat treated HAp coating layers were composed with nano-sized crystallines. However, the HAp-Ag composite layers showed the mixed structure with crystalline and amorphous phases. The Ca/P ratio of the as-received HAp coating layer was 1.9, but, the value was decreased as the Ag content with increased. Also, the Vickers hardness of HAp coating layer decreased as the Ag content increase.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.3
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• pp.259-265
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• 2004

The microstructure of nano-sized hydroxyapatite (HAp) powders coating layer on ZrO$_2$ substrate was investigated, which was formed by plasma spray process. The nano-sized HAp powders were successfully synthesized by precipitation of Ca(NO$_3$)$_2$$.$4H$_2$O and (NH$_4$)$_2$HPO$_4$ solution. The HAp coating layer with thickness of 150∼250 $\mu\textrm{m}$ was free from the cracks at interfaces between the coating and ZrO$_2$ substrate. In the plasma sprayed HAp coating layer, the undesirable phases were not found, while in the HAp coating layer heat-treated at 800$^{\circ}C$, TTCP, and ${\beta}$-TCP phase were detected as well as HAp phase. However, at 900$^{\circ}C$, they were completely disappeared. At 1100$^{\circ}C$, XRD analysis revealed that the coating layer was composed of the highly crystallized HAp.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.118-127
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• 2012

TiN or Ti/TiN was coated on stainless steel as bipolar plate in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) to improve their corrosion resistance and electric conductivity, and their properties were examined under fuel cell operating condition. After 200 hours operation, the behaviors for the corrosion, crack and dissolution of coating layer were investigated by various techniques. The corrosion and exfoliation of coating layer were considerably generated except for SUS316L-Ti/TiN after fuel cell operation even if the electric conductivity and corrosion resistance of coated stainless steel bipolar plates were improved. The adoption of Ti layer between TiN layer and the surface of stainless steel enhanced the adhesion of TiN layer and decreased the possibility of corrosion by the increase of coating layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.173-173
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• 2015

고온에서 우수한 기계적 물성을 보이는 CrZrSiN 코팅은 공구분야에 적용 가능성이 크지만, 공구의 수명과 밀접한 연관이 있는 밀착력에 대한 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 텅스텐 카바이드(WC) 모재와 CrZrSiN 코팅 사이의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층이 합성되었으며, 중간층의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)이 코팅의 밀착 특성에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.147-147
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• 2015

물리기상증착을 이용하여 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 조성이 다른 2층 구조를 갖는 박막을 강판 위에 코팅한 후 열처리를 실시하여 박막의 미세구조 변화와 합금상을 관찰하였다. Al-Mg 코팅강판의 내부식성을 평가하여 Al-Mg 코팅층의 미세구조와 합금상 변화가 내부식 특성에 미치는 영향을 확인하였다. Al-Mg 박막의 조성은 Al 박막과 Mg 박막의 증착율과 두께 변화를 이용하여 조절하였다. 대기 중에서 350, 400, $450^{\circ}C$의 온도로 2, 3, 10분 동안 열처리를 실시하였다. Al-Mg 코팅 강판은 열처리를 실시하면 치밀한 구조로 변화하였으며 Al-Mg 코팅층 내부에 작을 알갱이 구조가 나타나는 것을 확인하였다. 열처리를 통해서 Al-Mg 합금상이 생성되었다. 합금상의 생성으로 Al-Mg 코팅강판의 내식성에도 영향을 미친 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.34 no.5
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• pp.924-926
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• 2002

The effects of inlet air temperature and atomizing pressure on the coating efficiency were evaluated using peanuts. Broken peanut pieces were coated with dextrin and sodium caseinate solution by a fluidized bed coater. The coating efficiency was significantly influenced by inlet air temperature and atomizing pressure, with the optimal efficiency achieved at $70^{\circ}C$ and 3 bar, respectively. The coating material consisting of dextrin and sodium caseinate could be used for preventing rancidity of broken peanut.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.130-130
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• 2018

산업 발전으로 특수합금들이 발달함에 따라 가공할 수 있는 새로운 절삭공구소재들이 개발되어지고 있다. 또한 공구소재보다 코팅개발이 상대적으로 더욱 효과적이기 때문에 코팅 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 일본에서는 새로운 코팅층 물질 개발보다는 기존의 코팅물질을 조합하거나 개량하여 성능을 향상시키는 추세이다. TiAlSiN 박막은 스퍼터링과 음극 아크 소스를 이용한 hybrid 공정을 이용하여 코팅 후 특성을 평가하였다. Ti-50at.%Al의 조성을 갖는 TiAl 합금 타겟은 음극 아크 소스를 이용하여 코팅하였다. 공정 가스는 Ar과 N2의 혼합 가스를 사용하였으며 공정 압력은 $1.0{\times}10^{-2}Torr$이었다. 음극 아크 소스에 인가된 전류는 70 A이었다. TiAlSiN 박막의 Si 함량을 조절하기 위해서 Si은 스퍼터링으로 코팅하였으며 스퍼터링 소스에 인가되는 전력의 세기를 0.29 kW ~ 1.05 kW까지 변화시켰다. 코팅 공정에 사용된 Si 타겟의 순도는 4N이다. TiAlSiN 박막의 Si 함량은 스퍼터링 전력에 따라 3.4 ~ 14.4at%까지 변화하는 것을 확인하였다. TiAlSiN 코팅층의 경도는 초미소 경도계를 이용하여 측정하였으며, Si 함량이 증가하면 TiAlSiN 박막의 경도도 증가하는 것을 확인할 수 있다. TiAlSiN 박막의 Si 함량이 9.2at.%일 때 3000 Hv 이상의 경도를 보였다. TiAlSiN 코팅층의 Si 함량이 14.4at%로 높아지면 경도가 낮아지는 현상을 보였다. TiAlSiN 박막의 Si 함량이 증가하면 내산화성이 향상되는 현상을 확인할 수 있었다.