• Title/Summary/Keyword: Cr 층

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아크 이온플레이팅법으로 증착된 CrN계 박막의 특성 및 내마모성에 대한 연구

  • 백운승;여현동;박신민;채병규;김규호;권식철
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.37-37
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    • 1999
  • Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

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Applied Mineralogy for the Conservation of Dinosaur Tracks in the Goseong Interchange Area (35번 고속도로 고성 교차로 지역 공룡발자국의 보존을 위한 응용광물학적 연구)

  • Jeong Gi Young;Kim Soo Jin
    • Journal of the Mineralogical Society of Korea
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    • v.17 no.3
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    • pp.189-199
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    • 2004
  • Cretaceous sedimentary rocks bearing dinosaur tracks in the Goseong interchange area were studied for their conservation and public display in the aspect of applied mineralogy. Black clay layers alternate with silt layers in the sedimentary rocks. The verical and horizontal fissures are commonly filled with calcite veinlets, supergenetic iron and manganese oxides. The rocks are composed of quartz, albite, K-feldspar, calcite, chlorite, illite, muscovite, and biotite, with minor apatite and rutile. Silt layers are relatively rich in calcite and albite, whereas clay layers are abundant in quartz, illite, and chlorite. Al, Fe, Mg, K, Ti, and P are enriched in the clay layers, while Ca, Na, and Mn in silt. Most of trace elements including V, Cr, Co, Ni, Cs, Zr, REE, Th, and U are enriched in clay layers. Inorganic carbon are present in silt layers as calcite, while organic carbon in black clay layers. The black clay layers were partly altered to yellow clay layers along the fissures, simultaneously with the decrease of organic carbon. Selective exfoliation of clay-rich black and yellow clay layers, calcite matrix of silt layers and calcite infillings of fissures are estimated as the major weakness potentially promoting chemical and physical degradation of the track-bearing rock specimens.

Presentation and Characterization of Self-cleaning Steel Sheets Using TiO2 (광촉매를 이용한 자기세정 강판 제조 및 특성 분석)

  • Yu, Hye-Jin;Lee, Jeong-Hwan;Lee, Jae-Ryung
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.10a
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    • pp.182-182
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    • 2009
  • 실란, 실리카, 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매의 sol-gel 반응을 통하여 자기세정 기능과 Cr-free 기능을 동시에 나타낼수 있는 친수성 자기세정 강판용 공중합체를 제조하여용융 아연 도금 강판위에박막으로 코팅하여 그 특성을 분석하였다. 코팅층의 상부에 위치한 TI층에 의하여 광활성화를 통한 친수성표면을 형성하였으며, 코팅표면에서의 수(水) 접촉각 측정결과 10도 이하의 초친수성 특성을 나타내었다.

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Characteristics of (Sr,Ti)-doped $LaCrO_3$ Coating Layer for Ceramic Interconnect of Solid Oxide Fuel Cell (고체산화물 연료전지용 (Sr,Ti) 도핑된 $LaCrO_3$계 세라믹 연결재 코팅층의 특성 연구)

  • Kwon, Yong-Jin;Choi, Byung-Hyun;Ji, Mi-Jung;Ahn, Yong-Tae;Seo, Han;Nahm, Sahn
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.136.2-136.2
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    • 2010
  • 고전도성 세라믹 연결재용 $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{1-x}Ti_xO_3$ (X=0.1 and 0.2) 연결재 재료의 소결도와 전기전도도에 대해서 연구하였다. 이러한 목적으로 $LaCrO_3$, $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{0.8}Ti_{0.2}O_3$ (LSCT82), $La_{0.8}Sr_{0.2}Cr_{0.9}Ti_{0.1}O_3$ (LSCT91) 분말들을 공침법을 통해 합성하였으며, 결정구조는 X-ray Diffraction(XRD)를 통해 확인하였다. 소결 특성은 주사 전자현미경을 통해 분석하였고 전기 전도도는 직렬 4-단자 법으로 측정하였다. 상대 밀도 분석으로부터 도핑된 $LaCrO_3$$LaCrO_3$보다 더 높은 소결성을 나타내었고, 입자 크기가 작을수록 소결성이 향상하는 것을 확인 할 수 있었다. 다양한 소결온도에서 얻은 LSC, LSTC 시편들의 XRD 결과는 LSC와 LSTC의 소결성이 2차상의 상전이와 밀접한 관련이 있다는 사실을 나타내었다. 다시 말해, LSTC는 $1300^{\circ}$이상 LSC는 $1400^{\circ}C$ 이상에서 2차상이 융해됨으로써 소결성을 현저하게 향상시킨다는 것을 알 수 있었다. 그리고 비슷한 상대밀도를 가진 LSC와 LSTC의 전기 전도도를 비교 측정한 결과, LSTC가 LSC보다 더 높은 전기 전도도를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

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Grinding Characteristics of the Plasma-Sprayed $\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3$ Coating Layer (플라즈마 용사된 $\textrm{Cr}_2\textrm{O}_3$ 층의 연삭특성)

  • Kim, Byeong-Hui;Seo, Dong-Su
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.9 no.1
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    • pp.18-24
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    • 1999
  • This study was performed to observe the surface roughness and microstructural change of the grinding surface of plasma sprayed $Cr_2$$O_3$coating layer. The experimental condition were particle size of diamond grinding stone, depth of cut, rotating speed and coolant feed. As a results, the grinding conditions influencing on the surface roughness and microstructure were depth of cut and the particle size of diamond grinding stone. In addition to the conversion of brittle-ductile fracture of grinding surface on depth of cut is $5~10\mu\textrm{m}$ and rotating speed was 100 r.p.m after grinding

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Characteristics of Al2O3, Cr2O3, WC-Ni, and Chromizing Surface Coatingsunder Environment with HighTemperature, Wear, and Corrosion (고온, 마모 및 부식환경에 적용가능한 Al2O3, Cr2O3, WC-Ni 및 크로마이징 코팅층의 기계적 특성 평가)

  • Cho, Hee Keun
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.22 no.6
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    • pp.895-900
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    • 2013
  • Several plasma spray and metallurgical surface coatings such as $Al_2O_3$, $Cr_2O_3$, WC-Ni, and chromizing coating have been examined for their application in environments with high temperature, wear, and corrosion. The chromizing coating is different from others coatings in the manufacturing process the surface. These coatings' characteristics were tested experimentally, and the results were compared. WC-Ni shows good performance against thermal barrier, wear, and corrosion and is one of the best candidates for the environment considered herein. These coatings were studied for their application in the steel manufacturing industry. The most commonly required functions in this industry are thermal and wear resistance.

The Effected of Amorphous Si Underlayer to Crystallographic Characteristics for Prepared Perpendicular Magnetic Recording Media Thin Film (수직자기기록용 박막의 제작에 있어서 아몰퍼스 실리콘 하지층이 결정학적 특성에 미치는 영향)

  • 박원효;김용진;손인환;가출현;박창옥;김경환
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.463-465
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    • 2002
  • In order to increase perpendicular magnetic anisotropy of magnetic layer and prepare magnetic recording layer with a good quality by epitaxial growth between magnetic layer and, we prepared Co$\_$77/Cr$\_$20/Ta$_3$/Si doublelayer for perpendicular magnetic recording media which was promoted as next generation recording media on slide glass substrate. The thickness of magnetic layer and Underlayer were varied from 20 to 100 nm and 5 to 100 m, respectively. The surface morphology and crystal structure of the CoCrTa/Si film were examined with XRD and AFM. Prepared thin films showed improvement of dispersion angle of c-axis orientation Δ$\theta$$\_$50/ caused by inserting amorphous Si underlayer.

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Effect of cold rolling condition on sagging properties of Al 4343/3N03/4343 three-layer clad materials (Al 4343/3N03/4343 합금 3층 clad 재의 sagging 특성에 미치는 냉간압연조건의 영향)

  • 김목순
    • Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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    • 1999.03b
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    • pp.157-160
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    • 1999
  • Aluminum 4343(filler thickness ; 10${\mu}{\textrm}{m}$/Al 3N03(core 80${\mu}{\textrm}{m}$)/Al 4343(filler 10${\mu}{\textrm}{m}$) clad sheet which is recently developed as brazing sheet materials for automotive condensers was fabricated by castinglongrightarrowhot rollinglongrightarrowcold rollinglongrightarrowintermediate annealing(IA)longrightarrowfinal cold rolling(CR). and the effect of IA/CR conditions on microstructure and sagging resistance were investigated the sheet which were fabricated by optimum conditions (IA'ed at 42$0^{\circ}C$ followed by CR'ed to 20~45%) showed good sagging resistance because the core obtained a coarsely recrystallized grain structure during brazing and consequently inhibited filled alloy penetration into the core.

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Determination of Thermal Conductivity and Numerical Analysis of Al-Cr-N-O Composites Layer Formed by Hydro-thermal Process (수열합성된 Al-Cr-N-O계 도포층의 열전도 측정과 수학적 해석)

  • Kim, Ma-Ro;Yang, So-Eun;Lee, Jong-Jae;Kim, Byeong-Du;Choe, Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.215-215
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    • 2014
  • Composites layer of Al-Cr-Ni-O system was prepared on a steel plate by hydro-thermal process at $700^{\circ}C$ for 12 hours, which phase identification and thermal conductivity were determined. The composites layer consisted of aluminum nitride, alumina, chromium carbide and aluminium, which density was $3.7kg/m^3$. The thermal conductivity of the coating layer determined by thermal data acquisition system was about 98.0 W/m/ which depended on the AlN content. Numerical modelling of the heat transfer behavior of the coating layer was well agreement with the empirical data.

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The Study of Mechanical Properties on Cr-Zr-Si-N Coating with Various Ar/N2 Ratio (아르곤과 질소 가스 비율에 따른 CrZrSiN 박막의 물성 변화에 대한 연구)

  • Kim, Gyu-Seong;Ra, Jeong-Hyeon;Lee, Sang-Yul;Jeon, Jong-Beom
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2014.11a
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    • pp.226-226
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    • 2014
  • 난삭재에 대한 관심이 증가하면서 최근 공구시장에서는 고경도, 고내열성을 갖는 코팅물질에 대한 연구가 진행되고 있다. 따라서 두 장점을 모두 가진 나노복합구조를 가진 박막에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히 경도에 영향을 미치는 나노결정립과 내열성에 영향을 주는 비정질층의 비율을 조절하는 연구에 집중하고 있다. 따라서 본 연구에서는 질소분압이 변화시키며 CrZrSiN 박막의 물성 변화를 확인하였다.

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