Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.52
no.2
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pp.53-57
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2019
Stability and activity of boron doped diamond (BDD) electrode are key factors for water treatment. In this study, BDD electrodes were prepared on various substrates such as Nb, Si, Ti, and $TiN_x/Ti$ by hot filament chemical vapor deposition (HFCVD) method. BDD/Ti film showed the delamination between BDD and Ti substrate due to the formation of TiC layer caused by diffusion of carbon. On the other hand, $BDD/TiN_x/Ti$ showed remarkably improved stability, compared to BDD/Ti. It was confirmed that $TiN_x$ intermediate layer act as barrier layer for diffusion of carbon. High potential window of 2.8 eV was maintained on the $BDD/TiN_x/Ti$ electrode and, better wastewater treatment capability and longer electrode working life than BDD/Nb, BDD/Si and BDD/Ti were obtained.
Kim, H.;D.H. Jung;Park, B.;K. C. Yoo;Lee, J. J.;J. H. Joo
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2003.10a
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pp.54-54
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2003
DLC films were deposited on Si(100) substrates by inductively coupled plasma (ICP) assisted chemical vapor deposition (CVD). A mixture of acetylene (C$_2$H$_2$) and argon (Ar) gases was used as the precursor and plasma source, respectively. The structure of the films was characterized by the Raman spectroscopy. Results from the Raman spectroscopy analysis indicated that the property change of the DLC films is due to the sp$^3$ and sp$^2$ ratio in the films under various conditions such as ICP power, working pressure and RF substrate bias. The hydrogen content in the DLC films was determined by an electron recoil detector (ERB). The roughness of the films was measured by atomic force microscope (Am). A microhardness tester was used for the hardness and elastic modulus measurement. The DLC film showed a maximum hardness of 37㎬. In this work, the relationship between deposition parameters and mechanical properties were discussed.
Park, Jong Cheon;Jeong, Ok Geun;Kim, Sang Youn;Park, Se Jin;Yun, Young-Hoon;Cho, Hyun
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.23
no.2
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pp.86-92
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2013
$SF_6/O_2$ inductively coupled plasmas were employed to texture Si surface as a pretreatment for nanocrystalline diamond film growth. It was found that the $SF_6/O_2$ plasma texturing provided a very wide process window where normalized roughness values in the range of 2~16 could be obtained. Significantly improved nucleation densities of ${\sim}6.5{\times}10^{10}cm^{-2}$ compared to conventional mechanical abrasion were achieved after seeding for the textured Si substrate.
Song, Hyunjun;Lim, Hyeongwoo;Seong, Kwon Il;Ahn, Hyo Sok
Tribology and Lubricants
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v.35
no.5
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pp.286-293
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2019
In friction and wear tests that use friction force microscopy (FFM), the wear debris transfer to the tip apex that changes tip radius is a crucial issue that influences the friction and wear performances of films and coatings with nanoscale thicknesses. In this study, FFM tests are performed for bilayer $MoS_2$ film to obtain a better understanding of how geometrical and chemical changes of tip apex influence the friction and wear properties of nanoscale molecular layers. The critical load can be estimated from the test results based on the clear distinction of the failure area. Scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy are employed to measure and observe the geometrical and chemical changes of the tip apex. Under normal loads lower than 1000 nN, the reuse of tips enhances the friction and wear performance at the tip-sample interface as the contact pair changes with the increase of tip radius. Therefore, the reduction of contact pressure due to the increase of tip radius by the transfer of $MoS_2$ or Mo-dominant wear debris and the change of contact pairs from diamond/$MoS_2$ to partial $MoS_2$ or Mo/$MoS_2$ can explain the critical load increase that results from tip reuse. We suggest that the wear debris transfer to the tip apex should be considered when used tips are repeatedly employed to identify the tribological properties of ultra-thin films using FFM.
Sayed Mohammad Adel Aghili;Raheleh Memarzadeh;Reza Bazargan Lari;Akbar Eshaghi
Korean Journal of Materials Research
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v.33
no.4
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pp.124-129
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2023
This study assessed the influences of fluorine introduced into DLC films on the structural and mechanical properties of the sample. In addition, the effects of the fluorine incorporation on the compressive stress in DLC films were investigated. For this purpose, fluorinated diamond-like carbon (F-DLC) films were deposited on cobalt-chromium-molybdenum substrates using radio-frequency plasma-enhanced chemical vapor. The coatings were examined by Raman scattering (RS), Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopic analysis (ATR-FTIR), and a combination of elastic recoil detection analysis and Rutherford backscattering (ERDA-RBS). Nano-indentation tests were performed to measure hardness. Also, the residual stress of the films was calculated by the Stony equation. The ATR-FTIR analysis revealed that F was present in the amorphous matrix mainly as C-F and C-F2 groups. Based on Raman spectroscopy results, it was determined that F made the DLC films more graphitic. Additionally, it was shown that adding F into the DLC coating resulted in weaker mechanical properties and the F-DLC coating exhibited lower stress than DLC films. These effects were attributed to the replacement of strong C = C by feebler C-F bonds in the F-DLC films. F-doping decreased the hardness of the DLC from 11.5 to 8.8 GPa. In addition, with F addition, the compressive stress of the DLC sample decreased from 1 to 0.7 GPa.
Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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1999.06a
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pp.115-127
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1999
The charged clusters or particles, which contain hundreds to thousands of atoms or even more, are suggested to form in the gas phase in the thin film processes such as CVD, thermal evaporation, laser ablation, and flame deposition. All of these processes are also used in the gas phase synthesis of the nanoparticles. Ion-induced or photo-induced nucleation is the main mechanism for the formation of these nanoclusters or nanoparticles inthe gas phase. Charged clusters can make a dense film because of its self-organizing characteristics while neutral ones make a porous skeletal structure because of its Brownian coagulation. The charged cluster model can successfully explain the unusual phenomenon of simultaneous deposition and etching taking place in diamond and silicon CVD processes. It also provides a new interpretation on the selective deposition on a conducting material in the CVDd process. The epitaxial sticking of the charged clusters on the growing surface is gettign difficult as the cluster size increases, resulting in the nanostructure such as cauliflowr or granular structures.
Kim, Sang-Hoon;Hwang, Jeoung-Yeon;Kim, Jong-Hwan;Han, Jung-Min;Seo, Dae-Shik;Kim, Sung-Yeon;Oh, Byeong-Yun;Myoung, Jae-Min
한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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2006.08a
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pp.796-799
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2006
We studied the nematic liquid crystal (NLC) alignment capability by the Ion beam (IB) alignment method on a NDLC (Nitrogen doped Diamond Like Carbon) as a C:H thin film, and investigated electro-optical (EO) performances of the IB aligned In plane switching (IPS) cell with NDLC surface. A good LC alignment by IB exposure on a NDLC surface was achieved. Monodomain alignment of the IB aligned IPS cell can be observed. The good electro-optical characteristics of the IB aligned IPS cell was observed with oblique IB exposure on the NDLC as a-C:H thin film for 1min.
Diamond-like Carbon(DLC) films were deposited on Si wafers by an RF-plasma-assisted CVD using CH$_4$gas. Tribological tests were conducted with the use of a rotating type ball on a disk friction tester with dry air. This study made use of four kinds of mating balls that were made with stainless steel but subjected to different annealing conditions in order to achieve different levels of hardness. In all load conditions, testing results demonstrated that the harder the mating materials, the lower the friction coefficient was. The friction coefficients were fecund to be lower with austenite mating balls than with fully annealed martensite balls. Conversely, the high friction coefficient found in soft martensite balls appeared to be caused by the larger contact area between the DLC film and the ball. The wear tracks on DLC films and mating balls could prove that effect. Measuring the wear track of both DLC films and mating balls revealed a similar tendency compared to the results of friction coefficients. The wear rate of austenite balls was also less than that of fully annealed martensite balls. Friction eoefficients decrease when applied leads exceed critical amount. The wear track on mating balls showed that a certain amount of material transfer occurs from the DLC film to the mating ball during a high friction process. Raman Spectra analysis Showed that the transferred materials were a kind of graphite and that the contact surface of the DLC film seemed to undergo a phase transition from carbon to graphite during the high friction process.
Lee, Ji Seok;Kim, Dong Jun;Shin, Dong Chul;Kim, Tae Gyu
Journal of the Korean Society for Heat Treatment
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v.33
no.1
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pp.25-32
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2020
In this study, the tribology of laser patterned DLC thin film was studied. DLC thin films were coated by RF-PECVD to improve the durability of tungsten carbide (WC) materials. DLC thin films have high hardness and low friction characteristics. Dot and line patterning was processed on the surface of DLC thin film with femtosecond laser, and the coefficient of friction was improved. As a result of ball on disk abrasion test, the hardness and friction coefficient of DLC thin films were much better than that of WC material. The friction coefficient of DLC thin film with dot patterning and line patterning showed better results. The excellent performance of the laser patterned DLC coating is appeared to reduce the coefficient of friction due to the reduction of surface contact area.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.53
no.2
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pp.80-86
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2020
This paper is concerned with type of imperfections present within the anodic oxide films on AA2024 and surface hardness of the anodic film measured after ink-impregnation. The anodic oxide films were formed for 25 min at 40 mA/㎠ and 15±0.5℃ and 300 rpm of magnet stirring rate in 20% sulfuric acid solution. The ink-impregnation allows clear observations of not only the imperfections within the anodic oxide films but also an indentation mark on the oxide film surface made by a pyramidal-diamond penetrator for the hardness measurement. There were observed four different regions in the anodic oxide films on AA2024 and the surface hardness of the anodic oxide films appeared to be crucially dependent on the type of defects, showing 60~100 Hv on the oxide surface region I with large size black defect, 100~140 Hv on the oxide surface region II with large size grey defect, 140~170 Hv on the oxide surface region III with mall size black and/or grey defects and 170~190 Hv on the oxide surface region IV without defects. The pyramidal indentation marks were observed to be distorted in the regions with a large size black and grey defects, while no distortion of the indentation mark was observed in the regions with small size defects and without visible defects.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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