We have investigated the alignment ability of multi-domains by using ion beam irradiation on diamond-like carbon (DLC) thin film layers. The DLC thin films were deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system and the low energy ion beam is irradiated from Kaufman type ion gun. The direction of liquid crystal alignment is varied by the direction of Ar ion beam irradiation.
Kim, Seong-Yeong;Lee, Sang-Hyeon;Sin, Seung-Yong;Go, Myeong-Wan
Korean Journal of Materials Research
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v.7
no.12
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pp.1070-1076
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1997
DLC(diamond-like carbon)박막을 RF PCVD법으로 증착하여 일반적인 증착특성과 마찰.마모특성사이의 관계를 알아보기 위해, 증착속도, 박막경도, 내무압축응력 및 박막내의 수소량 측정을 통해 일반적인 증착특성을 조사하였다. 그리고 증착된 박막의 C-H 결합구조와 물질특성 분성을 위해 각각 FTIR 및 Raman분광분석을 행하였다. 박막의 마찰계수와 내마모특성은 Pin-on-disk형 마찰시험기를 이용하여 상기의 증착조건과의 상관관계를 조사하였다. DC self-bais, 즉 충돌에너지가 커지면 박막의 증착속도와 경도는 대체로 증가하고, 박막내의 압축응력은 최대값을 가지다가 다시 감소됨을 알 수 있언ㅆ다. 또한 박막내의 수소량은 급격히 감소하다가 포화됨을 알 수 있었다. 얻어진 박막의 마찰계수는 최소 0.08로 분위기가 dry일 때 더 작으며 내마모성은 이온의 충돌에너지와 밀접한 관계를 가지며 모재인 Si-wafer보다 훨씬 큼을 알수 있었다.
Park, Dong-Bae;Na, Bong-Gwon;Myeong, Jae-U;Gang, Chan-Hyeong
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2013.05a
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pp.124-124
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2013
마이크로웨이브 플라즈마 화학기상증착(MPCVD) 시스템을 이용하여 서로 다른 기판(Si,SiC,W,Ti) 위에 나노결정질 다이몬드 박막을 증착하였다. 공정압력, 마이크로웨이브 전력, $Ar/CH_4$,기판온도를 일정하게 놓고, 증착시간을 0.5,1,2h으로 변화시켜 박막의 성장과정을 관찰하였다. 기판 종류에 따라 성장 초기에 형성되는 입자의 시간이 달랐으며, 2h 이후에는 입자들이 서로 붙어 완전한 박막을 형성함을 관찰하였다. 같은 증착시간에서 서로 다른 기판을 비교하였을 때, W > (Si, SiC) > Ti 기판의 순이었다.
필라멘트와 Si 기판 사이의 기전력을 20, 80, 140, 200V로 증가시키면서 EACVD에 의하여 성장된 다이아몬드 박막에 대하여 다이아몬드/Si 계면분석 및 계면강도를 측정하였다. 주사형전자현미경(SEM), 고분해능투과형전자현미경(HRTEM), 오제이전자분석기(AES)에 의해 계면상태를 분석한 결과, 기전력 증가에 따라 활성탄화수소 이온(CmHn-)에너지가 증가되어져 CmHn-이 Siso로 침투(Impringement)가 증가되고 침투된 높은 에너지의 CmHn-이 Si과 화학결합하여 생성되는 SiC층 깊이 및 농도 분포도 증가된다. 풀 시험(Pull test)에 의한 계면강도 측정 결과, SiC층 깊이 및 농도분포가 증가할수록 계면강도가 증가하였다. 관찰된 파면과 파면의 X-선 메핑 결과 및 HRTEM과 AES에 의한 분석 결과, 기전력 증가에 따라 공극율이 적고 치밀한 다이아몬드 박막이 성장된다. 그리고 생성되는 SiC층 농도 및 깊이 분포가 증가함에 따라 다이아몬드/Si 계면이 강화되고, 상대적으로 파괴는 다이아몬드/Si 계면이 아닌 SiC층이나 Si 내부에서 발생된다. 결국, 기전력을 증가하여 활성탄화수소이온의 에너지를 증가함으로써 계면강도가 우수하며 공극율이 매우 적고 치밀한 다이아몬드 박막을 성장할 수 있다.
In the present study, we develop an analysis module to be applicable to design of sliding thrust bearings. The pressure equation is solved by using the finite element method. Average lubricant temperature is obtained from using the energy balance method. The module developed has been applied to three types of thrust bearing, such as tapered-land thrust bearings of angular and diamond types, and tilting-pad thrust bearings. Effects of the dam of the tapered-lad thrust bearings have also been investigated. It has been seen that the tapered-land thrust bearings of angular type result in the highest load capacity, while the tilting pad thrust bearings result in the lowest lubricant temperature. It has also been seen that the dam in the tapered-land thrust bearings increases both the load capacity and lubricant temperature.
Journal of the Korean institute of surface engineering
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v.48
no.3
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pp.87-92
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2015
Carbon thin films were deposited on STS 316L sheets by inductively coupled plasma enhanced magnetron sputtering with or without substrate bias voltage. Typical Raman spectrum for amorphous diamond-like carbon (DLC) was obtained, and the interfacial contact resistance (ICR) was measured to show its conductive nature. The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to investigate the corrosion mechanism of the carbon coating under the polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) condition. According to the pore-corrosion mechanism, the electrolyte penetrates the carbon coating through the pores and reacts with the substrate. As the substrate corrosion proceeds, the pore enlargement occurs and the surface area of the substrate exposed to the electrolyte. Applicability of the carbon coating for the PEMFC bipolar plate was evaluated by potentiodynamic polarization experiments. Finally, an adhesion problem was briefly considered.
Kim, Sang-Gwon;Kim, Seong-Wan;Nagahiro, S.;Takai, O.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2008.11a
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pp.37-37
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2008
고온에서 안정적인 DLC막을 성막하기 위해 PECVD공정에서 실리콘을 첨가하여 제조하였다. 기존의 실리콘첨가 DLC막과는 다르게 고온에서 생성됨으로 마이크로 클러스터 형태의 DLC구조로서 disordered 영역이 넓게 존재하고 있어 I(D)/I(G)비에서의 변화가 있는 것이 관찰되었다. 실리콘 양이 증가할수록 값이 낮아지는 것이 관찰되는데 이는 실리콘량이 증가하면서 수소의 위치에 실리콘이 결합하면서 sp3 단일구조형태의 코팅 막을 만드는 것이 관찰된다. 고온 어닐링효과로 내부구조에서 다량의 sp2구조가 관찰되는 것으로서 DLC막이 어느 정도 흑연화되지만, 실리콘이 SiC에서 SiOx로 $SiO_2$와 SiOH막으로 바뀌는 면서 마찰계수가 낮은 DLC막을 유지할 것으로 기대되며, XPS와 FT-IR분석에 의해 이러한 상들의 존재를 관찰할 수 있었다. 특히 공정상 TMS이 증가하면 첨가된 Si에 의해 형성되는 막이 초기부터 OH기를 다량 포함하고 있는 것을 알 수 있었고, 온도 상승에 의해서 실리콘표층에 더욱 많은 SiOx계열의 물질이 생성되는 것이 명확하게 발견되었다.
Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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2012.05a
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pp.338-339
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2012
This study examined the friction and wear behavior of diamond-like carbon (DLC) films deposited from a radio frequency glow discharge using a hydrogen diluted benzene gas mixture. The DLC films were deposited on Si (100) and polished stainless steel substrates by r.f.-PACVD at hydrogen to benzene ratios, or the hydrogen dilution ratio, ranging from 0 to 2.0. The wear test was carried out in both ambient and aqueous environments using a home-made ball-on-disk type wear rig. The stability of the DLC coating in an aqueous environment was improved by diluting the benzene precursor gas with hydrogen, suggesting that hydrogen dilution during the deposition of DLC films suppress the initiation of defects in the film and improved the adhesion of the coating to the interface.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.26
no.2
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pp.260-266
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2002
DLC films were deposited on Si wafer by RF plasma assisted CVD using CH4 gas. Tribological tests were conducted using rotating type ball on disk friction tester in dry air. Four kinds of mating balls were used. The mating balls were made with stainless steel but apply different annealing conditions to achieve different hardness conditions. Testing results in all load conditions showed that the harder the mating materials, the lower the friction coefficient among the three kind of martensite mating balls. In case of austenite balls, the friction coefficients were lower than fully annealed martensite ball. The high friction coefficient in soft martensite balls seems to be caused by the larger contact area between DLC film and ball. The wear tracks of DLC films and mating balls could have proven that effect. Measuring the wear track of both DLC films and mating balls have similar tendency comparing to the results of friction coefficients. Wear rate of austenite balls were also smaller than that of fully annealed martensite ball. The results of effect of applying load showed, the friction coefficients were become decrease when the applying loads exceed critical load conditions. The wear track of mating balls showed that some material transfer occurs from DLC film to mating ball during the high friction process. Raman spectra analysis showed that transferred material was a kind of graphite and contact surface of DLC film seems to undergo phase transition from carbon to graphite during the high friction process.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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1998.02a
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pp.44-44
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1998
It was observed that the friction coefficient decreased with increasing Si concentration in the l ilms. Furthermore, the friction behavior became more s때ble even when very small amount of S Si of less than 0.5 at. % was incorporatA:회 By analyzing the composition of the debris f formed, we could show that the low and stabilized friction coefficient is in마nately relatA:었 w with the formation of the Si rich oxide debris. These result supports the mechanism that the h hydrated silica debris is the reason for low friction coefficient in humid environment. Second e evidence of the role of Si rich oxide debris could be found in the triOO-chemical reactions d during initial stage of triho-test. When the Si concen$\sigma$ation was less than 5 at.%, initial t transient period of high friction coefficient was commonly observed. Mter the transient period, m the friction coefficient becomes lower with increasing contact cycles. The initial $\sigma$ansient p peri여 becomes shorter and the starting and maximum friction coefficients in $\sigma$ansient 야,riod d decreased with increasing Si concentration. Composition of the debris on the wear scar s surface was analyzed by Auger spe따'Oscopy at v뼈ous stages in the initial transient period. W We observed that when the friction coefficient increased in earlier stage of the $\sigma$'ansient p period, iron and oxygen was observed in the debris. However, decrease in the 당iction c coefficient in the later stage of the transient period was associated with the formation of s silicon rich oxide debris. This result also supports the friction mechanism of Si-DLC films t that the formation of Si rich oxide debris results in low friction coefficient in ambient a atmosphere. atmosphere.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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