• 제목/요약/키워드: Ti-S-N

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EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF FRETTING BEHAVIOR OF TiAlN COATED NUCLEAR FUEL ROD CLADDING MATERIALS

  • Kim, T.H.;Kim, S.S.
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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    • pp.185-186
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    • 2002
  • Fretting of fuel rod cladding material, Zircaloy-4 tube, in PWR nuclear power plants must be reduced and avoided. Nowadays the introduction of surface treatments or coatings is expected to be an ideal solution to fretting damage since fretting is closely related to wear. corrosion and fatigue. Therefore. in this study the fretting wear experiment was performed using TiAlN coated Zircaloy-4 tube as the fuel rod cladding and uncoated Zircaloy-4 as on of grids, especially concentrating on the sliding component. Fretting wear resistance of TiAlN coated Zircaloy-4 tubes was improved compared with that of TiN coated tubes and uncoated tubes and fretting wear mechanisms were brittle fracture and plastic flow at lower slip amplitude but severe oxidation and spallation of oxidative layer at higher ship amplitude.

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SiO/TiN 박막의 유전율 특성에 관한 연구 (Permittivity Characteristics of SiO/TiN Thin Film)

  • 김병인;이우선;김창석
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.18-21
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    • 1996
  • SiO 7f the SiO/TiN film is used as the insulating layer and TiN film is chosen as the barrier against the diffusion of Al which is the terminal connected by ohmic contact because TiN has the advantageous properties such as good thermal stability and very low diffusion rate in spite of it\`s relatively low specific resistance. In this study we investigated it\`s electrical and optical characteristics to determine refractive index, absorption coefficient and Permittivity. The films are differently fabricated in thickness method for this experiment.

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졸-겔법에 의한 TiO2미분말 합성과 반응메카니즘(II): Titanium n-propoxide의 가수분해 (Synthesis of TiO2 Fine Powder by Sol-Gel Process and Reaction Mechanism(II) : Hydrolysis of Titanium n-Propoxide)

  • 명중재;박진구;정용선;경진범;김호건
    • 공업화학
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    • 제8권5호
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    • pp.777-783
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    • 1997
  • n-propanol 용매내에서 titanium n-propoxide($Ti(O^nPr)_4$)의 가수분해반응에 의하여 $TiO_2$ 미분말을 합성하였고, 가수분해속도를 자외선 분광법에 의하여 측정하였다. 분말합성은 water/alkoxide의 농도비가 약 300정도에서 실시하였으며, 물농도, 반응온도, 반응시간 및 반응용액의 산 염기효과에 의한 합성조건을 조사하였다. 반응은 $Ti(O^nPr)_4$의 농도에 비하여 물농도를 과량으로 하여 유사일차반응으로 진행시켰고, 반응속도상수를 Guggenheim method로 계산하였다. 또한 물의 동위원소효과($D_2O$)를 측정하여 반응에 관여하는 물분자의 촉매성을 확인하였다. 실험결과 중성 및 염기성 용액 조건에서 $TiO_2$미분말이 합성되었고, 미세구조 관찰로부터 $TiO_2$입자는 직경 $0.4-0.7{\mu}m$ 정도의 구형입자로 확인되었으며, 물의 농도와 반응온도가 증가할수록, 반응시간이 감소할수록 입자크기는 작아지는 경향을 보였다. 물의 동위원소효과로부터, 물분자는 nucleophilic catalysis로 작용하고 있으며, 반응속도로부터 전이상태에 참여하는 n-value와 열역학적 파라미터를 계산한 결과, $Ti(O^nPr)_4$의 가수분해반응은 이분자 반응인 associative $S_N2$ mechanism으로 진행하는 것으로 추정되었다.

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TiN 기지위에 Cu doping에 의한 Ti-Cu-N 박막의 기계적 특성 향상에 관한 연구 (Study on Ti-Cu-N thin film for improvement of mechanical propertiesn by copper doping)

  • 이혁민;김상식;박헌규;이호영;한전건
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2001년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.13-13
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    • 2001
  • 현재 초고속 가공 공구의 국내 시장은 150억원이며 향후 3년 내에 1500억원으로 급성 장활 전망이다. 무윤활 초고속 가공을 실현하기 위해서는 윤활특성이 우수한 초고경도 코팅의 개발이 필요하며 이를 통해 기계설비의 수명향상과 폐유문제 해결을 기대할 수 있다. 기존의 고체윤활 코팅은 초고경도 코팅의 상부에 $MoS_2$, Graphite 등 윤활성 박막을 합성하였으나, 이들은 Hexagonal 구조의 연질 박막이며 수분이 존재하는 대기중에서는 윤활 및 내마모 특성이 급격히 저하된다. 환경친화 대체소재 개발의 일원으로 TiN, ZrN 박막 등이 이미 개발되었고 기계적 특성이 우수하여 널리 응용되고 있으나 아직 경도(약 20GPa 내외) 및 윤활성의 한계 (마찰계수 $\mu=O.6$)를 극복하지 못하고 있다. TiN박막 위의 Cu의 첨가는 TiN의 구조와 성질을 크게 변화시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 TiN 기지 위에 Cu를 도핑함으로써 경도의 상승을 통환 내구력의 향상과 마찰계수의 감소를 통한 윤활성의 향상을 보고자하였다. TiN합성의 안정화를 위하여 magnetron sputtering과 arc ion pIatingd을 병용한 hybrid 공정을 이용하였다. Cu첨가에 따른 결정 성장 거동의 변화를 보기 위해 XRD 분석을 실행하였고, EDS 분석을 통해 Cu target 전류밀도에 의한 기지내의 Cu의 함량변화를 고찰하였으며, 경도 및 윤활특성을 고찰하기 위해서 경도 시험과 마모 시험(ball-on disc type test)를 하였다.

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SCM415강의 원형포켓 가공시 직각도에 관한 연구 (A Study on the Squareness of Circular Pocket Machining of SCM415 Steel)

  • 김진수;최철웅;신미정
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.42-47
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    • 2019
  • In this research, we try to study the change of squareness in the cutting process while changing cutting conditions such as feed rate and spindle rotational speed with chromium molybdenum steel (SCM415) material and TiCN, TiAlN coated end mill tool. The TiCN coating tool had the best straightness at 4,000 rpm at a feed rate of 200 mm/min. The TiAlN coating tool was best measured at 3,000 rpm at a feed rate of 200 mm/min. TiAlN coated tools had excellent dimensional tolerance when comparing the coating tool specifics.

Enhancement of electrical characteristics and reliability of CuGeS2/GeS2-based super-linear-threshold-switching device by insertion of TiN liner

  • Hea-Jee Kim;Hyo-Jun Kwon;Dong-Hyun Park;Jea-Gun Park
    • Journal of the Korean Physical Society
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    • 제80권
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    • pp.1076-1080
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    • 2022
  • For preventing a sneak current in the 3D cross-point array, the selection device is essentially necessary and an n-MOSFET has been used for the selection device. However, the three-terminal electrodes of n-MOSFET make to achieve a high density of a cross-point array difficult. As a solution, using a selector having two terminal electrodes has been intensively researched. We presented that the CuGeS2/GeS2-based super-linear-threshold-switching (SLTS) selector device with the insertion of optimal TiN liner thickness exhibited outstanding electrical characteristics and reliability. The dependency of electrical characteristics and reliability on various TiN liner thicknesses were investigated. In addition, the principles of reliability and electrical characteristics improvement were understood through the energy dispersive spectroscopy elemental mapping and line profile of Cu. The adequate amount of Cu distributed in GeS2 resistive switching layer is a key factor to achieve excellent electrical characteristics and reliability for an ultra-high-density 3D cross-point array cell.

원소-도핑 광촉매를 활용한 저농도 황화 이메틸 및 이황화 이메틸의 제어 (Control of Low-Level Dimethyl Sulfide and Dimethyl Disulfide by Applying Element-Doped Photocatalysts)

  • 신명희;조완근
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.1215-1224
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    • 2009
  • This study evaluated the applicability of visible-light-driven N- and S-doped titanium dioxide($TiO_2$) for the control of low-level dimethyl sulfide(DMS) and dimethyl disulfide(DMDS). In addition, a photocatalytic unit(PU)-adsorption hybrid was evaluated in order to examine the removal of DMS and DMDS which exited the PU and a gaseous photocatalytic byproduct($SO_2$) which was generated during the photocatalytic processes. Fourier-Tranform-Infrared(FTIR) spectrum exhibited different surface characteristics among the three-types of catalysts. For the N- and S-doped $TiO_2$ powders, a shift of the absorbance spectrum towards the visible-light region was observed. The absorption edge for both the N- and S-doped $TiO_2$ was shifted to $\lambda$ 720 nm. The N-doped $TiO_2$ was superior to the S-doped $TiO_2$ in regards to DMS degradation. Under low input concentration(IC) conditions(0.039 and 0.027 ppm for DMS and DMDS, respectively), the N-doped $TiO_2$ revealed a high DMS removal efficiency(above 95%), but a gradual decreasing removal efficiency under high IC conditions(7.8 and 5.4 ppm for DMS and DMDS, respectively). Although the hybrid system exhibited a superior characteristic to PU alone regarding the removal efficiencies of both DMS and DMDS, this capability decreased during the course of a photocatalytic process under the high IC conditions. The present study identified the generation of sulfate ion on the catalyst surface and sulfur dioxide(maximum concentrations of 0.0019 and 0.0074 ppm for the photocatalytic processes of DMS and DMDS, respectively) in effluent gas of PU. However, this generation of $TiO_2$ would be an insignificant addition to indoor air quality levels.

High Density Plasma Sputtering System (HIPASS) 방법을 통한 TiN 박막 증착 및 특성 평가

  • 김기택;양원균;이승훈;김도근;김종국
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.254-254
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    • 2013
  • 마그네트론 스퍼터링은 그 단순한 구조로 인하여 신뢰성과 확장성이 높은 기술이다, 이로 인해 DLC, ITO 등의 산업 분야에서 많이 사용하는 박막 공정 기술이다. 하지만 인듐과 같은 희토류 금속의 가격이 최근 상승함에 따라 나타난 낮은 타겟 효율성의 문제와 낮은 파워 밀도로 인한 기판의 추가적인 bias 추가에 따른 비용상승, 그리고 reactive 스퍼터링 시 낮은 증착률 등의 문제점들 또한 존재한다. 이러한 단점들을 해결하기 위해 많은 연구들이 이루어 졌으며, 높은 파워 밀도를 위해 High power Impulse Plasma Magnetron Sputtering (HIPIMS) 기술과 타겟 사용률을 높이기 위한 High Target Utilization Sputtering (HITUS) 등의 기술 등이 개발되었다. 본 연구에서는 직류 전원을 사용한 High density Plasma Sputtering System (HIPASS)이라 명하는 고밀도 원거리 플라즈마 소스를 이용한 스퍼터링 이용해 증착한 박막의 특성을 연구 하였다. Hollow cathode discharge에서 발생한 고밀도 플라즈마가 외부 유도 자장 코일에 의하여 타겟 표면까지 도달하게 되며, 스퍼터링 타겟의 고전압 bias에 의해 플라즈마 이온들이 가속이 이루어져 스퍼터링 공정이 이루어 지게 된다. 본 연구의 공정에서 타겟 사용 효율은 최대 90%까지 이며, 원거리 플라즈마 소스에서의 이온으로 스퍼터링을 실시함으로 인해 스퍼터링 전압과 전류의 독립적인 조절이 가능 하다. 본 연구에서 HIPASS을 이용하여 기판에 추가적인 전압 인가 없이 Ti 타겟과 아르곤/질소 혼합가스를 사용하여 TiN 박막을 증착 하였다. TiN의 증착률은 약 44 nm/min였으며, 이 박막의 XRD 분석 결과 TiN (111), (200), (220) 면들이 관찰이 되었다. 높은 스퍼터링 입자 에너지에서 증착 된 TiN 박막에서 우선적으로 나타나는(200)과 (220) 면들이, 본 실험에서는 기판에 추가적인 전압인가 없이도 우선방위 성장을 보였다. 이 박막의 micro-hardness 측정 결과 약 34.7 GPa이며, 이는 UBM 이나 HIPIMS에서 보여주는 결과에 준하거나 그 이상의 수치이다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 사용한 HIPASS 증착 공정이 높은 스퍼터링 입자 에너지를 가지기에 고밀도의 TiN 박막이 증착 된 결과로 볼 수 있다.

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TiN 박막을 이용한 2층 무반사 코팅의 설계 및 층착 (Design and deposition of two-layer antireflection and antistatic coatings using a TiN thin film)

  • 황보창권
    • 한국광학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.323-329
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    • 2000
  • [공기 $ISiO_2ITiNI$ 유리]설계의 반사율이 가시광선 영역에서 0이 되는 TiN의 이상적인 복소수 굴절률을 계산하였다. TiN과 $SiO_2$의 각 층의 두께 변화에 따른 2층 무반사 코팅의 반사율을 전사모의하였으며, 그 결과 TiN의 두께를 조절함으로써 최저 반사율 영역의 폭과 반사율을 변화시킬 수 있었고, $SiO_2$층의 두께를 조절함으로써 반사율이 최저가 되는 중심을 이동시킬 수 있었다. RF 마크네트론 스퍼터링 방법으로 증착한 TiN 박막의 화학적, 구조적, 전기적 특성은 각각 Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), atomic force microscope(AFM), 4점 탐침 측정기를 이용하였다. 또한 TiN 박막과 2층 무반사 코팅의 광학적 특성은 분광광도계와 variable angle spectroscopic ellipsometer(VASE)를 이용하여 조사하였다. AFM 측정 결과 TiN 박막의 rms 거칠기는 $9~10\AA$으로 비교적 박막의 표면은 균일하고, 높은 기판온도에서 증착한 TiN 박막의 비저항은 4점 탐침측정 결과 $360~730\mu$\Omega $ cm로 매우 낮으며, RBS측정 결과 Ti:O:N=1:0.65:0.95 비율로 산소가 포함되어 있음을 알았다. 이러한 TiN 박막의 특성과 전산모의 바탕으로 증착한 TiN층을 이용한 2층 무반사 무정전 코팅[공기 $ISiO_2ITiNI$ 유리]의 반사율은 440~650 nm영역에서 0.5% 미만이었다.

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