• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.95.1-95.1
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• 2010

Transparent conducting ZnO films were deposited to apply DSSC Substrate on glass substrates at $500^{\circ}C$ by ionbeam-assisted deposition. Crystallinity, microstructure, surface roughness, chemical composition, electrical and optical properties of the films were investigated as a function of deposition parameters such as ion energy, and substrate temperature. The microstructure of the polycrystalline ZnO films on the glass substrate were closely related to the oxygen ion energy, arrival ratio of oxygen to Zinc Ion bombarded on the growing surface. The main effect of energetic ion bombardment on the growing surface of the film may be divided into two categories; 1) the enhancement of adatom mobility at low energetic ion bombardment and 2) the surface damage by radiation damage at high energetic ion bombardment. The domain structure was obtained in the films deposited at 300 eV. With increasing the ion energy to 600 eV, the domain structure was changed into the grain structure. In case of the low energy ion bombardment of 300 eV, the microstructure of the film was changed from the grain structure to the domain structure with increasing arrival ratio. At the high energy ion bombardment of 600 eV, however, the only grain structure was observed. The electrical properties of the deposited films were significantly related to the change of microstructure. The films with the domain structure had larger carrier concentration and mobility than those with the grain structure, because the grain boundary scattering was reduced in the large size domains compared with the small size grains. The optical transmittance of ZnO films was dependent on a surface roughness. The ZnO films with small surface roughness, represented high transmittance in the visible range because of a decreased light surface scattering. By varying the ion energy and arrival ratio, the resistivity and optical transmittance of the films were varied from $1.1{\times}10^{-4}$ to $2.3{\times}10^{-2}{\Omega}cm$ and from 80 to 87%, respectively. The ZnO film deposited at 300 eV, and substrate temperature of $500^{\circ}C$ had the resistivity of $1.1{\times}10^{-4}{\Omega}cm$ and optical transmittance of 85% in visible range. As a result of experiments, we provides a suggestition that ZnO thin Films can be effectively used as the DSSC substrate Materials.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.279-279
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• 2007

비휘발성 메모리 Fe-RAM은 빠른 정보처리 속도와 전원공급이 차단되었을 때도 계속 정보를 유지할 수 있는 비휘발성 특징과 더불어 저전압, 저전력 구동의 장점이 있어서, 차세대 메모리로 많은 주목을 받고 있다. FeRAM에 사용되는 강유전체는 주로 Pb(Zr,Ti)$O_3$가 적용되었는데, 최근에는 비납계 강유전체의 연구도 활발히 이루어지고 있다. 이러한 비납계 강유전체 중에서 가장 특성이 우수한 물질은 $(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 이다. 그런데 BLT는 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타내기 때문에 BLT 박막을 이용하여 Fe-RAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 지금까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 증착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법(sputtering deposition method), PLD (pulsed laser deposition)법 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요가 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표가 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3,\;TiO_2,\;La_2O_3,\;Nb_2O_5\;and\;Al_2O_3$ 분말들을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 $Nb^{+5}$ 와 $Al^{+3}$을 $Ti^{+4}$ 자리에 소량 치환시켜 제조하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pellet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 양면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. 측정결과 $Ti^{+4}$ 자리에 $Nb^{+5}$를 치환하여 제조한 시편에서 $2P_r{\sim}31\;{\mu}c/cm^2$정도의 매우 우수한 특성을 얻었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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• pp.277-277
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• 2007

$(Bi,La)_4Ti_3O_{12}$ (BLT) 물질은 결정 방향에 따른 강한 이방성의 강유전 특성을 나타낸다. 따라서 BLT 박막을 이용하여 FeRAM 소자 등을 제작하기 위해서는 결정의 방향성을 세심하게 제어하는 것이 매우 중요하다. 현재까지 연구된 BLT 박막의 방향성 조절 결과를 보면, BLT 박막을 스핀 코팅 법 (spin coating method)으로 중착하고, 핵생성 열처리 단계를 조절하여 무작위 방향성 (random orientation)을 갖는 박막을 제조하는 방법이 일반적이었다. 그런데 이러한 스핀 코팅법에서의 핵생성 단계의 제어는 공정 조건 확보가 너무 어려운 단점이 있다. 이러한 어려움을 극복할 수 있는 대안은 스퍼터링 증착법 (sputtering deposition method), PLD법 (pulsed laser deposition method) 등과 같은 PVD (physical vapor deposition) 법의 증착방법을 적용하는 것이다. PVD 법으로 증착하는 경우에는 이미 박막 내에 무수한 결정핵이 존재하기 때문에 핵생성 단계가 필요 없게 된다. PVD 증착법의 적용을 위해서는 타겟 (target)의 제조 및 평가 실험이 선행되어야 한다. 그런데 벌크 BLT 재료의 소결공정 조건과 전기적 특성에 관한 연구 결과는 거의 발표 되지 않고 있다. 본 실험에서는 $Bi_2O_3$, $TiO_2$ and $La_2O_3$ 분말을 이용하여 최적의 조성을 구하기 위하여 Bi양을 변화시키며 타겟을 제조 하였다. 혼합된 분말을 하소 후 pallet 형태로 성형하여 소결을 실시하였다. 시편을 1mm 두께로 연마하고, 표면에 silver 전극을 인쇄하여 전기적 특성을 측정하였다. Bi양이 3.28몰 첨가된 조성에서 최대의 잔류분극 (2Pr) 값을 얻었고, 이때의 값은 약 $18{\mu}C/cm^2$ 정도였다. 최적화된 조성 ($Bi_{3.28}La_{0.75}Ti_3O_{12}$)으로 BLT 타겟을 제조하여 PLD법으로 박막을 제조하였다. 박막 제조 시 압력은 $1{\times}10^{-1}\;{\sim}\;1{\times}10^{-4}\;Torr$ 범위에서 변화시켰다. $1{\times}10^{-1}\;Torr$ 압력을 제외하고는 모든 압력에서 BLT 박막이 증착되었다. 중착된 박막을 $650\;{\sim}\;800^{\circ}C$에서 30분간 열처리를 실시하고 전기적 특성을 평가한 결과, $1{\times}10^{-2}\;Torr$에서 증착한 박막에서 양호한 P-V (polarization-voltage) 이력곡선을 얻을 수 있었고, 이때의 잔류분극 (2Pr) 값은 약 $6\;{\mu}C/cm^2$ 이었다. 주사전자현미경 (SEM)을 이용하여 BLT 박막 표면의 미세구조도 관찰하였는데, 스핀코팅 법으로 증착한 경우에 관찰되었던 조대화된 입자들은 관찰되지 않았고, 상당히 양호한 입자 크기 균일도를 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제11권3호
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• pp.56-68
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• 1997

This work was intended to study the effect of a partial pressure ratio and a total pressure of reactive gases on the properties of TiC$_{x}$N$_{1-x}$ . coated layer. In this regard, various TiC$_{x}$N$_{1-x}$ coatings were synthesized with C2112 and N2 Mixture gas of different compositions by Arc Ion Plating process which has been highlighted for an industrial purpose. It was revealed from colors and X-ray diffraction patterns that the concentration of carbon of a TiC$_{x}$N$_{1-x}$ coating increases with a partial pressure ratio (PC$_{2}$H$_{2}$/PN$_{2}$) as well as a total pressure Of $C_{2}$H$_{2}$ and N$_{2}$ mixture gas. Accordingly, the hardness of TiC$_{x}$N$_{1-x}$ coated layer increased but the adhesion to the substrate of SKH 51 was degraded. On the other hand, the deposition rate was independent of a partial pressure ratio and a total pressure of mixture gas. It was found that a uniform gas distribution is critical for an industrial application since the composition of a coating depends strongly on the location of a substrate inside of the furnace. As a result of milling tests with different TiC$_{x}$N$_{1-x}$ coated end mills, the one which has a low carbon concentration was better than others studied in this work.d in this work.

• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.134-153
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• 2022

리튬이온전지의 에너지밀도가 지속적으로 높아지고 사용환경이 가혹해지고 있지만, 전지의 안전성은 타협할 수 있는 특성이 아니다. 특히, 더 높은 에너지밀도 확보를 위해 고용량 전극 소재 개발과 함께 분리막 원단 뿐만 아니라 세라믹 코팅층의 두께 및 무게의 박막화와 경량화가 동시에 요구되고 있다. 그 중, 기존 슬러리 코팅 방식을 증착 방식으로 대체하는 기술이 주목받고 있으며, 분리막의 내열성 확보를 위해 도입된 수 ㎛ 수준의 세라믹 코팅층을 nm 수준으로 박막/경량화 하면서도 동등의 내열성을 확보하는 시도가 진행되고 있다. 증착법으로 제조된 세라믹 코팅 분리막은 리튬이온전지 에너지밀도를 크게 증가시킬 수 있는 효율적인 방법이지만, 균일한 물성의 세라믹 코팅 분리막을 제작하기 위해서는 증착 공정 중 온도를 제어해야 하며, 생산속도와 공정비용을 기존 슬러리 코팅 수준으로 떨어뜨려야 하는 현실적 문제가 존재한다. 그럼에도 불구하고, 분리막 원단 대비 두께 및 무게 증가가 거의 없다는 점에서는 전지의 고에너지밀도 달성에 필요한 매력적인 접근법임은 분명하다. 본 총설에서는 세라믹 증착 코팅에 사용되고 있는 세 가지 방법인 1) 화학적 기상 증착법, 2) 원자층 증착법, 그리고 3) 물리적 기상 증착법으로 제조된 세라믹 코팅 분리막을 소개하고자 한다. 각 증착법의 원리와 장/단점을 설명하고, 제조된 세라믹 코팅 분리막의 물리적, 전기화학적 특성 및 전지의 성능 변화를 비교 분석하였다. 또한, 소재 관점에서 금속 또는 유기물질이 코팅된 초박막 코팅 분리막의 기술 동향도 소개하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제33권2호
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• pp.93-100
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• 2000

Effects of Ti content and Ti underlayer on the pitting behavior of TiN coated AISI 304 stainless steel have been studied. The stainless steel containing 0.1~1.0wt% Ti were melted with a vacuum melting furnace and heat treated at $1050^{\circ}C$ for 1hr for solutionization. The specimen were coated with l$\mu\textrm{m}$ and 2$\mu\textrm{m}$ thickness of Ti and TiN by E-beam PVD method. The microstructure and phase analysis were conducted by using XRD, XPS and SEM with these specimen. XRD patterns shows that in TiN single-layer only the TiN (111) Peak is major and the other peaks are very weak, but in Ti/TiN double-layer TiN (220) and TiN (200) peaks are developed. It is observed that the surface of coating is covered with titanium oxide (TiO$_2$) and titanium oxynitride ($TiO_2$N) as well as TiN. Corrosion potential on the anodic polarization curve measured in HCl solution increase in proportion to the Ti content of substrate and by a presence of the Ti underlayer, whereas corrosion and passivation current densities are not affected by either of them. The number and size of pits decrease with increasing Ti content and a presence of the coated Ti film as underlayer in the TiN coated stainless steel.

• 열처리공학회지
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• 제13권6호
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• pp.398-404
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• 2000

The Ti-Al-V-N films have been deposited on various substrates by d.c and r.f reactive magnetron sputtering from a Ti-6Al-4V alloy target in mixed $Ar-N_2$ discharges. The films were investigated by means of XRD, AES, SEM/EDX, microhardness, TG and scratch test. The XRD and SEM results indicated that the films were of single B1 NaCl phase having dense columnar structure with the (111) preferred orientation. The composition of Ti-Al-V-N film was the Ti-7.1Al-4.3V-N(wt%) films. Adhesion and microhardness of Ti-Al-V-N films deposited by r.f magnetron sputtering method were better than those deposited by d.c magnetron sputtering method. The anti-oxidation properties of Ti-Al-V-N films were also superior to that of Ti-N film deposited by the same deposition conditions.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권2호
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• pp.153-160
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• 2017

It is extremely important to be aware of the ballistic performances of engineering materials in order to be able to choose the lightest armor providing full ballistic protection in civil and military applications. Therefore, ballistic tests are an important part of armor design process. In this study, ballistic performance of plates made of carbon steel and cold worked tool steel against 7.62 mm AP (armor-piercing) bullets was examined experimentally and numerically in accordance with NIJ standards. Samples in different sizes were prepared to demonstrate the effect of target thickness on ballistic performance. Some of these samples were coated with titanium nitride using physical vapor deposition (PVD) method. After examining all successful and unsuccessful samples at macro and micro levels, factors affecting ballistic performance were determined. Explicit non-linear analyses were made using Ls-Dyna software in order to confirm physical ballistic test results. It was observed that the ballistic features of steel plates used in simulations comply with actual physical test results.

• 연구논문집
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• 통권26호
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• pp.121-132
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• 1996

The carburising surface modification treatment of the die steel has been used for improving wear resistance and heat cycle strength of the die and preventing a pitting on the surface because the carbides are forming in the matrix during carburising. Generally, the hot forging die was used after quenching-tempering treatment or nitriding after quenching-tempering treatment. The nitriding after carburising on the surface of a hot die steel and a wear resistance die steels was suggested by SOUCHARD, JACQUOT. and BUVRON. This surface modification treatment improved the adhesive and abrasive wear resistance and friction coefficient. The process was introduced to the forging die of stainless steel, titanium alloy steel, alloy and medium carbon steel and the physical properties of the die after the treatment were improved. The surface hardening treatment of the nitriding, the carburising, the boriding, and TD process were used to improved the life time of the forging die. Also, the coating process of PVD, CVD and PCVD were used and the hard chromium plating was occasionally used. Therefore, this study analyzed the effects of the carburising time and the conditions of nitriding on STD61 steel. The case depth, the surface hardness, the forming carbide size and shape during overcarburising process on the die steel were also examined.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2006년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.56-58
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• 2006

본 논문은 PVD(Physical Vapor Deposition)의 마그네트론 스퍼터(Magnetron sputter) 박막코팅(Thin film coating) 공정에서 플라즈마(Plasma)를 발생시키고 제어하는 DC 전원공급 장치에 관한 것이다. 이 논문에서는 임피던스의 변화가 심하고 아크(Arc)가 빈번히 발생하는 플라즈마 부하의 특성에 대해, 과도상태(Transient state)의 출력제어 성능을 향상시키고 아크 발생 시 부하로 전가되는 아크에너지를 저감시키기 위한 직류 전원 공급 장치에 대해 소개한다. 전원장치는 수하특성을 가지며 플라즈마 부하에 적합한 출력 제어성을 확보하고 아크 에너지를 최소화하기 위해 고주파 L-C 직렬공진회로 기법을 적용한다. 개발된 DC 20kW급 전원 장치는 인버터와 고주파 절연변압기, 정류기로 구성된다. 인버터는 $100{\sim}200kHz$의 제어주파수로 PFM 및 PWM 제어를 하며, 단위용량 5kW급 컨버터 4개를 직, 병렬 연결하여 출력리플을 최소화 하였다. 개발된 장치의 우수한 제어성능은 실제 플라즈마 공정에서 시험 평가한 결과를 통해 검증할 수 있었다.