• 제목/요약/키워드: Electro plating

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해수환경중 전착원리에 의해 형성시킨 환경친화적인 코팅막의 특성 분석 (Properties Analysis of Environment Friendly Coating Films Formed by Using Electrodeposition Principle on Seawater)

  • 백상민;이찬식;김기준;문경만;이명훈
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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    • pp.196-197
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    • 2005
  • Cathodic protection is one of the successful ways to prevent corrosion of steel structures in marine environments. The unique feature of cathodic protection in seawater is the formation of calcareous deposits on cathodic metal surface. The formation principles of calcareous deposit seawater had been known for a long time. That is, cathodic reduction reactions associated with cathodic protection in seawater generate $OH^-$ at the metal surface in accordance with the formular ; 1/2 $O_2$ + $H_2O$ + $2e^-$ $2OH^-$ and $2H_2O$ + $2e^-$ ${\rightarrow}$ $H_2$ + $2OH^-$. These reactions increase the pH at the metal / seawater interface. The high pH causes precipitation of $Mg(OH)_2$ and $CaCO_3$ in accordance with the formular ; $Mg^{2+}$ + $2(OH)^-$ ${\rightarrow}$ $Mg(OH)_2$ and $Ca^{2+}$ + $HCO_3^-$ + $OH^-$ ${\rightarrow}$ $H_2O$ + $CaCO_3$. These are typically the main compounds in calcareous deposits. It obviously has several advantages compared to the conventional coatings, since the environment-friendly calcareous deposit coating is formed by the elements($Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$) naturally present in seawater. In this study, environmental friendly calcareous deposit films were prepared on steel plates by electro plating technic in natural seawater. The influence of current density on composition ratio, structure and morphology of the coated films were investigated by scanning electron microscopy formation process of calcareous deposits films in natural seawater. And we confirmed the properties of all the films can be improved greatly by controlling the material structure and morphology with effective use of the electroplating method in natural seawater.

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50nm급 불연속 나선형 패턴의 마스터 제작 (Fabrication of Master for a Spiral Pattern in the Order of 50nm)

  • 오승훈;최두선;제태진;정명영;유영은
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.134-139
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    • 2008
  • A spirally arrayed nano-pattern is designed as a model pattern for the next generation optical storage media. The pattern consists off types of embossed rectangular dot, which are 50nm, 100nm, 150nm and 200nm in length and 50nm in width. The height of the dot is designed to be 50nm. The pitch of the spiral track of the pattern is 100nm. A ER(Electron resist) master for this pattern is fabricated by e-beam lithography process. The ER is first spin-coated to be 50nm thick on a Si wafer and then the model pattern is written on the coated ER layer by e-beam. After developing this pattern written wafer in the solution, a ER pattern master is fabricated. The most conventional e-beam machine can write patterns in orthogonal way, so we made our own pattern generator which can write the pattern in circular or spiral way. This program generates the patterns to be compatible with the e-beam machine from Raith(Raith 150). To fabricate 50nm pattern master precisely, a series of experiments were done including the design compensation for the pattern size, optimization of the dose, acceleration voltage, aperture size and developing. Through these experiments, we conclude that the higher accelerating voltages and smaller aperture size are better for mastering the nano pattern which is in order of 50nm. With the optimized e-beam lithography process, a spiral arrayed 50nm pattern master adopting PMMA resist was fabricated to have dimensional accuracy over 95% compared to the designed. Using this pattern master, a metal pattern stamp will be fabricated by Ni electro plating for injection molding of the patterned plastic substrate.

팔라듐 합금 수소 분리막의 전처리에 관한 연구 (A Study on the Surface Pre-treatment of Palladium Alloy Hydrogen Membrane)

  • 박동건;김형주;김효진;김동원
    • 한국표면공학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.248-256
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    • 2012
  • A Pd-based hydrogen membranes for hydrogen purification and separation need high hydrogen perm-selectivity. The surface roughness of the support is important to coat the pinholes free and thin-film membrane over it. Also, The pinholes drastically decreased the hydrogen perm-selectivity of the Pd-based composite membrane. In order to remove the pinholes, we introduced various surface pre-treatment such as alumina powder packing, nickel electro-plating and micro-polishing pre-treatment. Especially, the micro-polishing pretreatment was very effective in roughness leveling off the surface of the porous nickel support, and it almost completely plugged the pores. Fine Ni particles filled surface pinholes with could form open structure at the interface of Pd alloy coating and Ni support by their diffusion to the membrane and resintering. In this study, a $4{\mu}m$ surface pore-free Pd-Cu-Ni ternary alloy membrane on a porous nickel substrate was successfully prepared by micro-polishing, high temperature sputtering and Cu-reflow process. And $H_2$ permeation and $N_2$ leak tests showed that the Pd-Cu-Ni ternary alloy hydrogen membrane achieved both high permeability of $13.2ml{\cdot}cm^{-2}{\cdot}min^{-1}{\cdot}atm^{-1}$ permation flux and infinite selectivity.

금속 핵연료와 HT9 피복관의 상호반응을 방지하기 위한 피복관 내면 도금 연구

  • 여승환;김준환;김성호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.98.1-98.1
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    • 2018
  • 소듐냉각 고속로 (SFR)는 원자력 발전의 가장 시급한 문제점으로 부각되고 있는 사용 후 핵연료를 재활용 하여 가동하는 원자로 이다. Generation IV로 명명되는 차세대 원자로 중에 하나로 국제 공동연구와 자체 연구를 통해 우리나라 고유의 기술이 축적되고 개발되고 있다. 현재 소듐냉각 고속로의 가장 큰 문제점 중의 하나는 금속핵연료와 피복관의 상호반응이다. 상호반응이 일어나면 공융현상을 일으켜 피복관의 녹는점이 낮아지고 피복관의 두께가 얇아져 원자로의 안전에 치명적인 위협이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해도금 (electro-plating)을 활용하여 HT9 피복관 내면에 크롬을 도금하여 금속핵연료와 피복관의 상호반응을 억제하는 연구가 본 연구팀에서 진행되고 있다. 크롬과 전해도금을 코팅 물질과 코팅 방법으로 선정한 이유는 튜브 내면에 적용하기 용이하고 경제적인 코팅 방법이기 때문이다. 본 연구에서는 여러 가지 전해도금 인자 중 온도와 pulse 전류의 파형이 상호반응 방지 효과에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 도금액의 온도를 $50{\sim}80^{\circ}C$, 전류 파형 중 on/off time을 1:1, 10:1, 1:10으로 하여 여러 HT9 시편을 도금하였고 모의 금속 핵연료 합금인 Ce-Nd와 확산 반응 실험을 수행하여 상호반응 방지 효과를 분석하였다. 광학현미경과 전자현미경을 이용한 미세구조 분석 결과 도금액의 온도가 $65^{\circ}C$ 이하인 시편에서는 미세균열이 심하게 발생하였고 그 균열을 통해서 물질이 확산하고 상호반응을 한다는 것이 관찰되었다. $65^{\circ}C$보다 높은 도금액의 온도에서 형성된 크롬막은 균열이 없고 상호반응 방지 효과가 좋은 것이 확인되었다. 특히 전류 파형의 on/off time이 1:1일 때 상호반응 방지 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 크롬 전해도금의 코팅 조건이 상호반응 방지 효과에 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 말해주고 있다.

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구리기둥범프 용 전해도금 층 제어 (Thickness Control of Electroplating Layer for Copper Pillar Tin Bump)

  • 문대호;홍상진;박종대;황재룡;소대화
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.903-906
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    • 2011
  • 고밀도집적을 위한 구리기둥주석범프(CPTB)의 제작공정에 흔히 전기도금과 무전해도금이 적용된다. CPTB는 약 $100{\mu}m$ 정도의 피치를 갖도록 먼저 구리도금 층을 전착시킨 다음, 구리의 산화 억제를 위하여 구리기둥 주위에 주석을 입혀 제작한다. 이 과정에서 구리도금 층 두께를 균일하게 형성하는 일은 매우 민감하고 어렵지만 중요한 일이다. 이를 위하여 구리도금 전극 사이에 전류분포 제어를 위한 절연 막(절연게이트)을 형성하여 도금 층의 두께분포를 조절하는 실험을 하였다. 원통형 도금 조에서 중심부를 열어 전류를 흘려주고, 그 외 부분은 가장자리 끝까지 막고 전류를 차단하여 두께분포 변화를 확인하였다.

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동피복 복합선재 제조를 위한 연속주조공정의 최적화 (The Optimization of Continuous Casting Process for Production of Copper Clad Steel Wire)

  • 조훈;김대근;황덕영;조형호;김윤규;김영직
    • 한국주조공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.259-264
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    • 2005
  • The copper clad steel wire is used extensively as lead wires of electronic components such as capacitors, diodes and glass sealing lamp because the wire combines the strength and low thermal expansion characteristic of Fe-Ni steel with the conductivity and corrosion resistance of copper. In order to fabricate the copper clad steel wire, several processes including electro-plating, tubecladding extrusion process and dip forming process have been introduced and applied. The electroplating process for the production of copper clad steel wire shows poor productivity and induces environmental load generation such as electroplating solution. The dip forming process is suitable to mass production of copper clad steel such as trolley wire. and need expensive manufacturing facilities. The present paper describes the improvement of the conventional continuous casting process to fabricate copper clad steel wire, which its core metal is low thermal expansion Fe-Ni alloy and its sheath material is copper. In particular, the formation of intermetallic compound at interface between core and sheath was investigated in order to introduce optimum continuous casting process parameter for fabrication of copper clad steel wire with higher electrical conductivity. The mechanical strength of copper clad steel wire was also investigated through wiredrawing process with of 95% in total reduction ratio.

전기 도금된 CoFeNi계 박막의 결정크기와 방향성이 자기특성에 미치는 영향 (The Effect of Magnetic Property According to Size and Orientation of Crystal for Electroplated Co-Fe-Ni Alloys)

  • 정원용;김현경;박창빈
    • 한국자기학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.249-254
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    • 2006
  • CoFeNi 합금은 HDD, MEMS 분야에서 head core 재료로 쓰이는 permalloy(FeNi)합금보다 뛰어난 우수한 자기적 특성을 가진 재료로써 최근 많이 연구되어지고 있다. 전기도금된 CoFeNi합금 박막의 열처리에 따른 미세구조 변화와 결정학적 특성이 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 삼원계 합금을 열처리하면 전기도금 시 결정의 크기와 결정구조의 변화가 자기특성에 영향을 미친다. 이를 조사하여 열처리를 통하여 얻어지는 CoFeNi계 박막의 자기 특성을 향상시키고자 하였고, $300{\sim}400^{\circ}C$까지 열처리를 함으로써 보자력을 최소화하고 포화자화 값을 증가시켰다. 포화자화 값의 증가는 bcc상의 생성으로 야기되는 것으로 판단된다.

Zn3(PO4)2 Protective Layer on Zn Anode for Improved Electro-chemical Properties in Aqueous Zn-ion Batteries

  • Chae-won Kim;Junghee Choi;Jin-Hyeok Choi;Ji-Youn Seo;Gumjae Park
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제14권2호
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    • pp.162-173
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    • 2023
  • Aqueous zinc-ion batteries are considered as promising alternatives to lithium-ion batteries for energy storage owing to their safety and cost efficiency. However, their lifespan is limited by the irreversibility of Zn anodes because of Zn dendrite growth and side reactions such as the hydrogen evolution reaction and corrosion during cycling. Herein, we present a strategy to restrict direct contact between the Zn anode and aqueous electrolyte by fabricating a protective layer on the surface of Zn foil via phosphidation method. The Zn3(PO4)2 protective layer effectively suppresses Zn dendrite growth and side reactions in aqueous electrolytes. The electrochemical properties of the Zn3(PO4)2@Zn anode, such as the overpotential, linear polarization resistance, and hydrogen generation reaction, indicate that the protective layer can suppress interfacial corrosion and improve the electrochemical stability compared to that of bare Zn by preventing direct contact between the electrolyte and the active sites of Zn. Remarkably, MnO2 Zn3(PO4)2@Zn exhibited enhanced reversibility owing to the formation a stable porous layer, which effectively inhibited vertical dendrite growth by inducing the uniform plating of Zn2+ ions underneath the formed layer.

수소 장입 장치를 활용한 액체수소 저장시스템 강재의 CTOD 시험 분석 (Analysis of CTOD Tests on Steels for Liquefied Hydrogen Storage Systems Using Hydrogen Charging Apparatus)

  • 성기영;김정현;이정희;이정원
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.875-884
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    • 2023
  • Hydrogen infiltration into metals has been reported to induce alterations in their mechanical properties under load. In this study, we conducted CTOD (Crack Tip Opening Displacement) tests on steel specimens designed for use in liquid hydrogen storage systems. Electrochemical hydrogen charging was performed using both FCC series austenitic stainless steel and BCC series structural steel specimens, while CTOD testing was carried out using a 500kN-class material testing machine. Results indicate a notable divergence in behavior: SS400 test samples exhibited a higher susceptibility to failure compared to austenitic stainless steel counterparts, whereas SUS 316L test samples displayed minimal changes in displacement and maximum load due to hydrogen charging. However, SEM (Scanning Electron Microscopy) analysis results presented challenges in clearly explaining the mechanical degradation phenomenon in the tested materials. This study's resultant database holds significant promise for enhancing the safety design of liquid hydrogen storage systems, providing invaluable insights into the performance of various steel alloys under the influence of hydrogen embrittlement.

Metal과 Metal Oxidefh 구성된 복합구조의 Peel Strength (Peel strengths of the Composite Structure of Metal and Metal Oxide Laminate)

  • 신형원;정택균;이효수;정승부
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.13-16
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    • 2013
  • 양극산화(anodization)공정으로 제작된 규칙성 나노구조의 다공성 산화알루미늄(Aluminum Anodic Oxide, AAO)는 공정이 적용된 LED 모듈은 비교적 쉽고 경제적이므로 최근 LED용 방열소재로 응용하기 위하여 다양하게 연구가 진행되고 있다. 일반적으로 LED 모듈은 알루미늄/폴리머/구리 회로층으로 구성되며 절연체 역할을 하는 폴리머는 히트스프레더로 구성되어있다. 그러나 열전도도가 낮은 폴리머로 인하여 LED부품의 열 방출이 원활하지 못하므로 LED의 수명단축 및 오작동에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 폴리머 대신 상대적으로 열전도도가 우수한 AAO를 양극산화 공정으로 제작하여 히트스프레더(heat spread)로 사용하였다. 이때, AAO와 금속인 구리 회로층간의 접착력을 향상시키기 위하여 스퍼터링 DBC(direct bonding copper)법으로 시드층(seed layer)을 형성한 뒤 최종적으로 전해도금공정으로 구리회로층을 형성하였다. 본 연구에서는 양극 산화공정으로 AAO와 금속간의 접착강도를 개선하여 1.18~1.45 kgf/cm와 같은 우수한 peel strength 값을 얻었다.