• Journal of Welding and Joining
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• v.35 no.2
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• pp.58-62
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• 2017

A319 aluminum alloy containing 6.5% Si and 3.5% Cu as major alloying elements has been widely used in machinery parts because of its excellent castability and crack resistance. However it needs more wear resistance to extend its usage to the severe wear environments. It has been known that hyper-eutectic Al-Si alloy having more than 12.6% Si contains pro-eutectic Si particles, which give better wear resistance and lubrication characteristics than hypo-eutectic Al-Si alloy like A319 alloy. In this study, it was tried to clad hyper-eutectic Al-Si alloy on the surface of A319 alloy. In the experiments, Al-36%Si alloy powder was mixed with organic binder to make a fluidic paste. The paste was screen-printed on the A319 alloy surface, melted by pulsed Nd:YAG laser and alloyed with the A319 base alloy. As experimental parameters, the average laser power was changed to 111 W, 202 W and 280 W. With increasing the average laser power, the melting depth was changed to $142{\mu}m$, $205{\mu}m$ and $245{\mu}m$, and the dilution rate to 67.2 %, 72.4 % and 75.7 %, and the Si content in the cladding layer to 16.2 %, 14.6 % and 13.7 %, respectively. The cross-section of the cladding layer showed very fine eutectic microstructure even though it was hyper-eutectic Al-Si alloy. This seems to be due to the rapid solidification of the melted spot by single laser pulse. The average hardness for the three cladding layers was HV175, which was much higher than HV96 of A319 base alloy. From the block-on-roll wear tests, A319 alloy had a wear loss of 5.8 mg, but the three cladding layers had an average wear loss of 3.5 mg, which meant that an increase of 40 % in wear resistance was obtained by laser cladding.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.13 no.4
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• pp.205-220
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• 2000

북동태평양 C-C지역의 우리나라 광구에서 산출되는 망간단괴의 내부조직을 크게 주상조직 층상대, 첨상조직 층상대, 첨상조직 괴상대, 첨상조직 다공질대 및 괴상조직 괴상대로 구분하였다. 주상조직 층상대에서는 버나다이트(vernadite)가 가장 우세하게 산출되며, 첨상조직 층상대에서는 부서라이크(buserite)가 함께 산출된다. 첨상조직 괴상대는 부서라이트의 산출이 두드러지며, 부분적으로 토도로카이트(todorokite)가 수반된다. 첨상조직 다공질대는 첨상체 또는 구상체로 이루어지며 부분적으로 괴상조직으로 교대되는데 주로 토도로카이트와 부서라이트로 구성되어 있다. 괴상조직을 갖는 괴상대에서는 토도로카이트와 버네사이트(birnessite)가 부서라이트와 함께 산출된다. 각 조직대별로 미세조직을 이루는 엽리들에 대해 전자현미분석을 실시하였다. 엽리의 화학조성을 구성하는 요인은 상관계수 군집분석에 의해 Mn-K의 Mn군, Cu-Ni-Zn-Mg(Ca-Na)의 Cu-Ni-Mg군 Fe-Co-Ti(Ca-P)의 Fe군과 Si-Al의 Si군 등 네 개군으로 구분된다. 각 조직대는 세 개 또는 네 개의 군으로 구성되며 이들 각군은 단괴에서 산출되는 광물과 밀접한 관계를 가진다. Mn군은 토도로카이트, Cu-Ni-Mg군은 부서라이트, Fe군은 함코발트수산화철광물, 그리고 Si군은 규산염광물에서 주로 기인하는 것으로 생각된다. 엽리의 화학조성은 이들 광물의 조합과 구성광물의 화학조성에 따라 지배되고 한 조직대내에서도 여러종류의 조합을 보이는데 이는 각 조직대의 엽리들의 성인과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.189-190
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• 2011

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance (RC) delay나 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 SiO2와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 SiO2 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200 도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 SiO2와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장 했다. 이는 V의 oxide formation nergyrk Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, V+5 이온 반경이 Mn+2 이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.256-256
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• 2012

Cu가 기존 배선물질인 Al을 대체함에 따라 resistance-capacitance delay와 electromigration (EM) 등의 문제들이 어느 정도 해결되었다. 그러나 지속적인 배선 폭의 감소로 배선의 저항 증가, EM 현상 강화 그리고 stability 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 Cu alloy seed layer를 이용한 barrier 자가형성 공정에 대한 연구를 진행하였다. 이 공정은 Cu 합금을 seed layer로 사용하여 도금을 한 후 열처리를 통해 $SiO_2$와의 계면에서 barrier를 자가 형성시키는 공정이다. 이 공정은 매우 균일하고 얇은 barrier를 형성할 수 있고 별도의 barrier와 glue layer를 형성하지 않아 seed layer를 위한 공간을 추가로 확보할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, via bottom에 barrier가 형성되지 않아 배선 전체 저항을 급격히 낮출 수 있다. 합금 물질로는 초기 Al이나 Mg에 대한 연구가 진행되었으나, 낮은 oxide formation energy로 인해 SiO2에 과도한 손상을 주는 문제점이 제기되었다. 최근 Mn을 합금 물질로 사용한 안정적인 barrier 형성 공정이 보고 되고 있다. 하지만, barrier 형성을 하기 위해 300도 이상의 열처리 온도가 필요하고 열처리 시간 또한 긴 단점이 있다. 본 실험에서는 co-sputtering system을 사용하여 Cu-V 합금을 형성하였고, barrier를 자가 형성을 위해 300도에서 500도까지 열처리 온도를 변화시키며 1시간 동안 열처리를 실시하였다. Cu-V 공정 조건 확립을 위해 AFM, XRD, 4-point probe system을 이용하여 표면 거칠기, 결정성과 비저항을 평가하였다. Cu-V 박막 내 V의 함량은 V target의 plasma power density를 변화시켜 조절 하였으며 XPS를 통해 분석하였다. 열처리 후 시편의 단면을 TEM으로 분석하여 Cu-V 박막과 $SiO_2$ 사이에 interlayer가 형성된 것을 확인 하였으며 EDS를 이용한 element mapping을 통해 Cu-V 내 V의 거동과 interlayer의 성분을 확인하였다. PVD Cu-V 박막은 기판 온도에 큰 영향을 받았고, 200도 이상에서는 Cu의 높은 표면에너지에 의한 agglomeration 현상으로 거친 표면을 가지는 박막이 형성되었다. 7.61 at.%의 V함량을 가지는 Cu-V 박막을 300도에서 1시간 열처리 한 결과 4.5 nm의 V based oxide interlayer가 형성된 것을 확인하였다. 열처리에 의해 Cu-V 박막 내 V은 $SiO_2$와의 계면과 박막 표면으로 확산하며 oxide를 형성했으며 Cu-V 박막 내 V 함량은 줄어들었다. 300, 400, 500도에서 열처리 한 결과 동일 조성과 열처리 온도에서 Cu-Mn에 의해 형성된 interlayer의 두께 보다 두껍게 성장했다. 이는 V의 oxide formation energy가 Mn 보다 작으므로 SiO2와의 계면에서 산화막 형성이 쉽기 때문으로 판단된다. 또한, $V^{+5}$이온 반경이 $Mn^{+2}$이온 반경보다 작아 oxide 내부에서 확산이 용이하며 oxide 박막 내에 여기되는 전기장이 더 큰 산화수를 가지는 V의 경우 더 크기 때문으로 판단된다.

• Transactions of Materials Processing
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• v.14 no.6 s.78
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• pp.502-508
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• 2005

Hypereutectic Al-Si alloys have been regarded attractive for automotive and aerospace application, due to high specific strength, good wear resistance, high thermal stability, low thermal expansion coefficient and good creep resistance. Spray casting of hypereutectic Al-Si alloy has been reported to provide distinct advantages over ingot metallurgy (IM) or rapid solidification/powder metallurgy (RS/PM) process in terms of microstructure refinement. In this study, hypereutectic Al-25Si-2.0Cu-1.0Mg alloy was prepared by OSPREY spray casting process. The change of strain rate sensitivity and Creep transition were analyzed by using the load relaxation test and constant creep test. High temperature deformation behavior of the hypereutectic Al-Si alloy has been investigated by applying the internal variable theory proposed by Chang et al. Especially, the creep resistance of spray casted hypereutectic Al-Si alloy can be enhanced considerably by the accumulation of prestrain.

• Corrosion Science and Technology
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• v.17 no.3
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• pp.101-108
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• 2018

AA7010 is an Al-Zn-Mg-Cu alloy containing Zr, developed as an alternate to traditional AA7075 alloy owing to their high strength combined with better fracture toughness. It is necessary to improve the corrosion resistance and surface properties of the alloy by incorporating plasma electrolytic oxidation (PEO) method. AA7010-T7452 aluminum alloy has been processed through the forging route with multi-stage working operations, and was coated with $10{\mu}m$ thick $Al_2O_3$ ceramic aluminina coating using the plasma electrolytic oxidation (PEO) method. The corrosion, stress corrosion cracking (SCC) and nano-mechanical behaviours were examined by means of potentiodynamic polarization, slow strain rate test (SSRT) and nano-indentation tests. The results indicated that the additional thermomechanical treatment during the forging process caused a fully recrystallized microstructure, which lead to the poor environmental cracking resistance of the alloy in 3.5% NaCl solution, despite the overaging treatment. Although the fabricated PEO coating improved general corrosion resistance, the brittle nature of the coating did not provide any improvement in SCC resistance of the alloy. However, the hardness and elastic modulus of the coating were significantly higher than the base alloy.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• v.18 no.1
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• pp.25-37
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• 2002

The purpose of the study was to survey the distribution patterns of inorganic elements of PM-10 in the various indoor environments and analyze the pollution patterns of aerosol in various places of indoor environment using a pattern recognition method based on cluster analysis and disjoint principal component analysis. A total of 40 samples in the indoor had been collected using mini-vol portable samplers. These samples were analyzed for their 19 bulk inorganic compounds such as B, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Se, Cd, Ba, Ce, and Pb by using an ICP-MS. By applying a disjoint principal component analysis, four patterns of the indoor air pollutions were distinguished. The first pattern was identified as a group with high concentrations of PM-10, Na, Mg, and Ca. The second pattern was identified as a group with high concentrations B, Mg, At, Ca, Fe, Cu, and Ba. The third pattern was a group of sites with high concentrations of K, Zn. Cd. The fourth pattern was a group with low concentrations PM-10 and all inorganic elements. This methodology was found to be helpful enough to set the criteria standard of indoor air quality, corresponding pollutants, and classification of indoor environment categories when making an indoor air quality law.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.12 no.3
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• pp.94-98
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• 2002

Sputtering conditions and various underlayer such as Al, Cu, Ni, Cr, Ag, Mg, Fe, Co, Pd, Au, Pt, Mo and Hf were investigated for coercivity enhancement of 20 nm Ti/CoCrPt thin films in order to increase the coercivity of the films thinner than 20 nm. Among them, Ag and Mg were effective to increase the coercivity. Particularly 2 nm Ag was very effective to increase the coercivity and nucleation field as well as to reduce ${\alpha}$ value in CoCrPt thin film such that the coercivity of 2 nm Ag/18 nm Ti/10 nm CoCrPt film was 2200 Oe. However, it seemed that other coercivity enhancement mechanism operated in CoCrPt films because Ti (002) preferred texture was not developed with Ag underlayer contrary to a general expectation. And the coercivity and nucleation field were decreased when glass substrate with rougher surface was used.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.186-187
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• 2005

본 연구는 대구 ${\cdot}$ 울산을 대상으로 토양 내의 중금속 함량이 서로 다를 것으로 예상되는 주택지역, 도로와 인접한 주거지역, 공단지역으로 구분한 후 지역별 농도분포를 분석하고, 중금속 오염도의 실태를 파악하여 오염된 토양에 대한 효율적인 관리에 그 목적이 있다. 분석항목으로는 인체에 유해한 중금속인 As, Cr, Hg, Zn, Cd, Pb, Cu항목을 선정 하였으며, 기타 일반금속으로는 Fe, Si, Mg, Ca, Al, Na, K항목에 대해 분석하였다. 분석을 토양오염공정시험법에 따라 시행하였고 ICP로 측정하였다. 분석결과 대구 ${\cdot}$ 울산의 지역별 중금속 함량은 공단지역이 가장 높으며, 도로와 인접한 주거지역 및 주택지역 순으로 나타났다. 2003년 전국평균오염도와의 비교 분석 결과 대구의 경우 모든 지역이 전국평균오염도보다 낮게 검출되었으나, 울산의 경우 Cd, As, Zn의 함량이 1.619mg/kg, 75.05mg/kg, 238.707mg/kg으로 기준치보다 초과하여 검출되었다.

• Journal of Environmental Health Sciences
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• v.43 no.4
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• pp.257-266
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• 2017

Objectives: The hazardous metals content of medicinal herbs distributed in the Daegu area was investigated, and the place of origin and the content of herbicides and medicinal components were studied. Methods: An analysis of hazardous metals content (10 types) was carried out on 164 samples of 99 types of herbal medicines. Among the total samples, 45 were domestic and 119 were imported. Hg was analyzed by the amalgamation method. Other hazardous metals content (nine types) was digested using the microwave method and measured by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). Results: The mean values of the hazardous metals content in the herbal medicines were Pb 1.0833 mg/kg, As 0.0136 mg/kg, Cd 0.0840 mg/kg, Cr 3.7120 mg/kg, Cu 4.2666 mg/kg, Mn 40.080 mg/kg, Ni 1.4330 mg/kg, Sb 0.1053 mg/kg, Al 202.64 mg/kg and Hg 0.0062 mg/kg. Three of the samples violated the Ministry of Food and Drug Safety (MFDS) regulatory guidance on cadmium (less than 0.3 mg/kg). The measured values of heavy metals (Pb, As, Cd, Hg) showed levels below the recommended levels for herbal medicines in MFDS regulatory guidance. In the comparison of domestic samples with imported herbal medicines, it was found that one domestic and two imported samples surpassed the maximum residue limits for cadmium. The median values of the hazardous metals detected in the three medicinal parts of the root, leaf (branch), and flower (seed and fruit) were as follows. Cr, Ni, Sb and Al were highly detected in roots, Pb, Cd, Mn, Hg in leafs (branch), and As, Cu in flowers (seed and fruit). Conclusion: There were various kinds of hazardous metals which were detected at high levels according to the place of origin of the medicinal herb and the parts the plant. For hazardous metals for which no acceptance criteria have been established, safety standards should be further studied and managed to ensure the safety of herbal medicines.