• The Korean Journal of Ceramics
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• 제2권4호
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• pp.216-220
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• 1996

In the present paper, a new type of DC arc plasma torch is disclosed. The principles of the new magnetic and fluid dynamic controlled large orifice long discharge tunnel plasma torch is discussed. Two series of DC Plasma Jet diamond film deposition equipment have been developed. The 20kW Jet equipped with a $\Phi$70 mm orifice torch is capable of deposition diamond films at a growth rate as high as 40$\mu\textrm{m}$/h over a substrate area of $\Phi$65 mm. The 100kW high power Jet which is newly developed based on the experience of the low power model is equipped with a $\Phi$120 mm orifice torch, and is capable of depositing diamond films over a substrate area of $\Phi$110 mm at growth rate as high as 40 $\mu\textrm{m}$/h, and can be operated at gas recycling mode, which allows 95% of the gases be recycled. It is demonstrated that the new type DC plasma torch can be easily scaled up to even higher power Jet. It is estimated that even by the 100kW Jet, the cost for tool grade diamond films can be as low as less than ＄4/carat.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권12호
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• pp.1240-1246
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• 2010

내경 1.5 mm, 외경 4.8 mm를 갖는 엔탈피 탐침을 설계 제작하고, 17 kW급 비이송식 직류 아크히터로부터 나오는 고엔탈피 Ar 아크 플라즈마 유동의 중심축을 따라 삽입하면서 탐침 첨두가 파괴될 때까지 온도와 속도를 측정하였다. 이 실험으로부터, 설계된 엔탈피 탐침은 대기압 조건에서 최대 12,000 K 의 온도와 600 m/s 의 속도를 갖는 고엔탈피아크 플라즈마 유동장에 대해 탐침 첨두의 파괴 없이 동작할 수 있음을 관찰하였다. 탐침첨두에서 형성되는 비압축성 열경계층 및 열속 방정식으로부터 이 경우의 아크 플라즈마 유동은 약 ${\sim}5{\times}10^7\;W/m^2$의 열속 부하를 전달한 것으로 추측되었다. 이로부터, 설계된 엔탈피 탐침은 $0{\sim}5{\times}10^7\;W/m^2$의 열속 범위 내에서 다양한 형태의 아크히터로부터 발생되는 넓은 범위의 플라즈마 온도, 속도 및 농도를 동시에 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제2권4호
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• pp.212-215
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• 1996

This paper focuses the strength and wear resistance of CVD diamond films. The strength of free-standing CVD diamond films synthesized by microwave plasm CVD, DC plasma CVD, RF plasma CVD and arc discharge plasma jet CVD has been measured by three-point bending test. The wear resistance of CVD diamod films has been evaluated by the pin-on-disk type testing. diamond films coated on the base of sintered tungsten carbide pin by hot filament CVD have been rubbed with a sintered diamond disk in muddy water. Volume removed wear of CVD diamond has been compared with stellite, WC alloy and bearing steel.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.31-38
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• 2013

A pulse driven atmospheric plasma jet controlled by external ballast capacitor is developed. Unlike the most commonly use DBD sources, the proposed device utilizes bare metal electrode. The discharge energy per pulse can precisely be determined by changing voltage and capacitance of the ballast capacitor. It is shown that the device can provide wide range of plasma, from stable glow mode to near arc state. Current-voltage waveforms, optical emission spectra and discharge images are investigated as a function of an injection energy. The OES shows that He and oxygen lines are increased as a function of the external ballast capacitor. Ozone and rotational temperature have similar tendency with a power consumption. The feeding gas is He and the applied DC voltage is from 400V to 800V when the gap distance is $500{\mu}m$.

• 열처리공학회지
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• 제13권5호
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• pp.318-323
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• 2000

The planarization of rough polycrystalline diamond films synthesized by DC arc discharge plasma jet CVD (chemical vapor deposition) was attempted using KrF excimer laser pulses. The effects of laser incidence angle and reaction gases (ozone and oxygen) on etching rate of diamond were studied. The temperature change of diamond and graphite with different laser fluences was calculated by computer simulation to explain the etching behavior of diamond films. The threshold energy density from the experiment for etching of pure crystalline diamond was about $1.7J/cm^2$ and fairly matched the simulation value. Preferential etching of a particular crystallographic plane was observed through scanning electron microscopy. The etching rate of diamond with ozone was lower than that with oxygen. When the angle of incidence was $80^{\circ}$ to the diamond surface normal, the peak-to-valley surface roughness was Significantly reduced from $20{\mu}m$ to $0.5{\mu}m$.

• 공업화학
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• 제19권3호
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• pp.270-276
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• 2008

$TiO_2$의 가장 큰 특징은 광촉매적 특성을 들 수 있으나 순수한 $TiO_2$는 자외선 영역에서만 활성을 보이는 단점이 있다. 단점을 보완하고자 본 연구에서는 초고온, 고활성을 이용한 열플라즈마 공정으로 질소가 도핑된 $TiO_2$를 합성하여 $TiO_2$의 광촉매적 특성을 높이고자 하였다. 직류 플라즈마 제트를 이용하여 비금속이온인 질소와 반응 가스인 산소를 $TiCl_4$와 함께 플라즈마 반응기 안에서 반응시켜 질소가 도핑된 $TiO_2$ 나노 분말을 합성하였다. 합성 조건으로 질소의 유량을 변화하였다. 합성 변수에 따른 입자의 상조성, 크기를 분석하였고 아세트알데히드와 곰팡이를 광분해하는 실험을 통해 광촉매 활성을 살펴보았다. 한편 $TiO_2$의 분말 상태와 코팅된 상태의 광촉매 특성을 비교하고자 합성한 분말의 스핀 코팅과 PLD (Pulsed Laser Deposition)을 통해 $TiO_2$를 코팅하였다. 아세트알데히드 분해 실험의 결과 질소가 도핑된 $TiO_2$ 분말의 경우가 순수한 $TiO_2$ 분말에 비해 가시영역에서의 광촉매 활성이 두 배 이상 뛰어난 것을 확인하였으며, 곰팡이 분해 실험 결과 역시 질소가 도핑된 $TiO_2$ 분말에 곰팡이가 분해되는 것을 확인하였다. 분말과 필름을 제조하여 메틸렌블루 광분해 실험한 결과 분말의 경우 100% $TiO_2$입자가 메틸렌블루 분해에 이용되며, 반면 스핀 코팅의 경우 바인더의 함량 때문에 20~30%의 $TiO_2$만이 분해에 이용되기 때문에, 분말의 경우 초기 30 mL 메틸렌블루를 한번에 분해할 수 있었다.