• 제목/요약/키워드: metal surface

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열CVD방법으로 증착시킨 탄탈륨 산화박막의 특성평가와 열처리 효과 (Characterization and annealing effect of tantalum oxide thin film by thermal chemical)

  • 남갑진;박상규;이영백;홍재화
    • 한국재료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.42-54
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    • 1995
  • $Ta_2O_5$박막은 고유전율의 특성으로 차세대 DRAM캐패시터 물질로 유망받고 있는 물질이다. 본 연구에서는 p-type(100)Si 웨이퍼 위에 열 MOCVD 방법으로 $Ta_2O_5$박막을 성장시켰으며 기판온도, 버블러 온도, 반응압력의 조업조건이 미치는 영향을 고찰하엿다. 증착된 박막은 SEM, XRD, XPS, FT-IR, AES, TEM, AFM을 이용하여 분석하였으며 질소나 산소 분위기의 furnace 열처리 (FA)와 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 통하여 열처리 효과를 살펴보았다. 반응온도에 따른 증착속도는 300 ~ $400 ^{\circ}C$ 범위에서 18.46kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 표면반응 율속단계와 400 ~ $450^{\circ}C$ 범위에서 1.9kcal/mol의 활성화 에너지를 가지는 물질전단 율속단계로 구분되었다. 버블러 온도는 $140^{\circ}C$일때 최대의 증착속도를 보였다. 반응압력에 따른 증착속도는 3torr에서 최대의 증착속도를 보였으나 굴절율은 0.1-1torr사이에 $Ta_2O_5$의 bulk값과 비슷한 2.1정도의 양호한 값이 얻어졌다. $400^{\circ}C$에서 층덮힘은 85.71%로 매우 양호하게 나타났으며 몬테카를로법에 의한 전산모사 결과와의 비교에 의해서 부착계수는 0.06으로 나타났다. FT-IR, AES, TEM 분석결과에 의하여 Si와 $Ta_2O_5$ 박막 계면의 산화막 두께는 FA-$O_{2}$ > RTA-$O_{2}$ ~ FA-$N_{2}$ > RTA-$N_{2}$ 순으로 성장하였다. 하지만 질소분위기에서 열처리한 박막은 산소분위기의 열처리경우에 비해 박막내의 산소성분의 부족으로 인한 그레인 사이의 결함이 많이 관찰되었다.

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철 기반 촉매의 Fischer-Tropsch 합성에서 γ-Al2O3/SiO2 혼합 지지체 조성의 영향 (Effect of Composition of γ-Al2O3/SiO2 Mixed Support on Fischer-Tropsch Synthesis with Iron Catalyst)

  • 민선기;노성래;유성식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.436-442
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    • 2017
  • Fischer-Tropsch 합성(F-T 합성)은 석탄, 바이오매스, 천연가스 등을 개질하여 얻은 합성 가스(CO, $H_2$)를 촉매를 이용하여 탄화수소로 전환 하는 기술이다. Fischer-Tropsch 합성에 이용되는 촉매는 활성 금속, 조촉매, 지지체로 구성되는데 이들의 종류와 조성은 반응의 활성 및 생성물 선택도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$$SiO_2$ 혼합 지지체의 조성이 Fiscsher-Tropsch 반응의 활성과 생성물 선택도에 미치는 영향을 알아 보기위해, ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ 혼합 지지체를(100/0 wt%, 75/25 wt%, 50/50 wt%, 25/75 wt%, 0/100 wt%) 이용하여 함침(impregnation)법으로 철 촉매를 제조하였다. 촉매의 물리적 특성은 질소 물리 흡착 법과 X-선 회절 분석법을 통해 분석 하였고, 고정층 반응기에서 Fischer-Trosch 반응을 $300^{\circ}C$, 20bar에서, 60시간 동안 수행 하였다. 촉매의 물리적 특성 분석 결과 촉매의 BET 표면적은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 감소하였으며, 촉매 기공의 부피 및 평균 크기는 지지체 조성이 ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ (50/50 wt%)인 경우를 제외 하고 증가하는 경향을 보였다. 또한, X-선 회절 분석법을 통해 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 입자 크기를 계산한 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 입자 크기가 감소 하였다. Fischer-Tropsch 합성 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 CO 전환율은 감소 하였으며, C1-C4의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 감소하였으며 이와 반대로, C5+의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 증가 하였다.

섬유 강화 포스트와 코어 축성 방법에 따른 파절 강도에 관한 비교 (Comparison on the Fracture Strength Depending on the Fiber Post and Core Build-up)

  • 이자형;신수연
    • 구강회복응용과학지
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    • 제25권3호
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    • pp.225-235
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    • 2009
  • 최근 심미 치과 수복이 발달하게 되면서 치은 연상 변연을 가진 전부 도재 수복물을 하게 되는 경우 섬유 강화 포스트는 자연치와 유사한 반투명성을 보여 더욱 심미적으로 보이게 해준다. 섬유 강화 포스트인 석영 섬유 포스트와 유리 섬유 포스트로 수복시 코어 축성 방법을 달리한 5가지 군으로 분류하여 각 방법에 따른 파절강도를 비교하였다. 발치된 45개의 치아를 사용하여 모두 근관치료를 시행하고 CEJ 상방 1mm 부위에서 치축에 수직이 되도록 주수하에 치관부를 절삭하였다. A, B, C군은 #1 D.T. $Light-post^{(R)}$를 사용하였고, D, E군은 #1.5 $LuxaPost^{(R)}$를 사용하였다. A군은 제조사의 지시대로 D.T. $Light-post^{(R)}$와 시멘트로는 $DUO-LINK^{TM}$을 코어로는 $LIGHT-CORE^{TM}$을 사용하였다. B군은 시멘트와 코어로 $DUO-LINK^{TM}$을 포스트 접착 후 코어를 축성하는 이 단계 방법을 사용하였고, C군은 시멘트와 코어로 $DUO-LINK^{TM}$를 사용하면서 포스트 접착과 코어 축성을 동시에 시행하는 일단계 방법을 사용하였다. D군은 시멘트와 코어로 $LuxaCore^{(R)}-Dual$을 이단계 방법으로 축성하고, E군은 일단계 방법으로 축성하였다. ferrule 0mm로 치관을 삭제하여 금속관으로 수복 후 $45^{\circ}$로 기울여 CEJ 하방 2mm 까지 매몰 후 crosshead speed 1mm/min로 파절 강도를 측정하였다. 파절강도는 A, B, D, E, C군 순으로 작은 값을 나타냈으며 통계적 유의성은 없었다. B군에서만 치근 파절이 나타났으며 모두 재수복이 불가능한 파절이었다. 파절 양상은 모든 군에서 코어/치근 파절이 절반 이상 나타났으며, B와 D군에서는 대부분 재수복이 불가능한 파절이었다. 실험에서 나타난 결과로 미루어 섬유 강화 포스트나 코어의 종류 그리고 코어 축성 방법이 치아 파절 강도와는 큰 연관성이 없는 것으로 보인다. 파절 양상을 보면 섬유 강화 포스트를 사용했음에도 불구하고 재수복이 불가능한 경우가 절반 이상 나타났으며, 이단계 방법으로 코어를 축성한 군에서 그 수가 더 많은 것으로 보아 일단계 방법으로 코어를 축성하는 것이 재수복의 가능성을 고려해 볼 때 임상적으로 사용 가능한 효율적인 방법이라고 사료된다.

티타늄에 대한 레진과 도재의 결합 강도에 관한 연구 (The study on the shear bond strength of resin and porcelain to Titanium)

  • 박지만;김영순;전슬기;박은진
    • 대한치과보철학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.46-52
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    • 2009
  • 연구목적: 최근 임플란트 상부보철물의 주재료로서 티타늄의 수요가 증가하고 있고, 급속도로 발전하고 있는 CAD/CAM (computer - aided design/computer-aided manufacturing) 기술이 접목되어 티타늄을 절삭하여 제작하는 방법이 주목을 받고 있으며 치과 임상에서 점점 그 영역이 넓어지고 있다. 다만, 하나의 티타늄괴를 절삭하여 만드는 방법의 특성상 기계적 유지력을 얻을 수 있는 비드 등을 형성할 수 없고, 통상적인 재료인 금 합금이나 도재용 합금 주조체에 비해 도재와의 결합력도 떨어지는 것이 보완해야 할 점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구는 절삭형 티타늄을 이용한 보철물 제작에 많이 사용되고 있는 열중합 의치상 레진, 간접 복합 레진, 도재와 Grade II 순수 티타늄 사이의 결합 강도를 비교 평가해 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 지름 9 mm, 높이 10 mm의 Grade II 순수 티타늄 원통형 시편 37개를 3군으로 나누어 각각 직경 7 mm, 높이 1 mm의 열중합 의치상 레진 (Lucitone 199, DENTSPLY Trubyte, York, USA), 간접 복합 레진 (Sinfony, 3M ESPE, Seefeld, Germany), 도재 (Triceram, Dentaurum, Ispringen, Germany)와 결합시켰다. 시편은 $5-55^{\circ}C$에서 1000회 열순환 처리 후, 범용 시험기 (Instron, Universal Testing Machine, Model 4465, USA)를 이용하여 1 mm/min의 속도로 하중을 가하여 전단결합강도를 측정하였다. 파절된 단면의 양상을 관찰하고 각 군별 파절양상을 조사하였다. 측정값은 one-way ANOVA와 Scheffe's multiple range test (${\alpha}=0.05$)로 분석하였다. 결과: 열중합 의치상 레진인 Lucitone 199 ($17.82{\pm}5.13\;MPa$)의 결합 강도가 가장 높았으며, 도재인 Triceram ($12.97{\pm}2.11\;MPa$), 복합레진인 Sinfony ($6.00{\pm}1.31\;MPa$) 순으로 감소하였다. Lucitone 199와 Sinfony 군의 파절 양상은 대부분이 부착성 파절인 데에 반해 Triceram 군에서는 복합성 파절이 많았다. 결론: CAD/CAM을 이용한 절삭형 티타늄 구조물 상방에 전장용 심미 재료로는 열중합형 의치상 레진이 가장 강한 결합 강도를 보인다. 기존의 주조체의 유지구 등에서 얻는 강도에 비해 약하고, 부착성 파절이 많은 점 등은 향후 이들 재료와 티타늄간의 결합력을 높이기 위한 보다 많은 연구가 이루어져야 할 것을 시사한다.

Ir 전극 계면에서 위상이동 방법 및 상관계수를 이용한 수소의 흡착동온식 결정 (Determination of Adsorption Isotherms of Hydrogen at an Ir Electrode Interface Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants)

  • 전상규
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.132-140
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    • 2007
  • 백금족/수용액 계면에서 Langmuir, Frumkin, Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$)을 결정하기 위해 최적중간주파수 일 때 위상이동($0^{\circ}{\leq}-{\varphi}{\leq}90^{\circ}$) 거동($-{\varphi}\;vs.\;E$)과 표면피복율($1{\geq}{\theta}{\geq}0$) 거동(${\theta}\;vs.\;E$) 사이의 선형 관계식 연구에 관한 위상이동 방법 및 상관계수를 제안하고 증명하였다. Ir/0.1 M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 수소의 Langmuir 및 Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$), 평형상수(Langmuir 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$, Temkin 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$), 상호작용 파라미터(Temkin 흡착등온식: g=4.6), 표준자유에너지($K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$ 일 때 ${\Delta}G_{ads}^0=19.9kJ\;mol^{-1},\;K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$$0.2<{\theta}<0.8$일 때 $16.5<{\Delta}G_{\theta}^0<23.3kJ\;mol^{-1}$)를 결정한다. 수소 흡착부위의 비균일 및 측 방향 상호작용 효과는 무시할 수 있다. ${\theta}$의 중간값 즉, $0.2<{\theta}<0.8$일 때 Langmuir 또는 Frumkin 흡착등온식과 상관관계에 있는 Temkin 흡착등온식은 상관계수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있다. 위상이동 방법 및 상관계수는 흡착동온식(${\theta}\;vs.\;E$) 및 연관된 전극속도론과 열역학 파라미터(K, g, ${\Delta}G_{ads}^0, {\Delta}G_{\theta}^0$)를 결정하기 위한 정확하고 확실한 기술 및 방법이다.

토현광산 수계에 분포하는 토양과 퇴적물의 지구화학적 특성, 이차적 오염 및 중금속의 거동 (Geochemistry, Secondary Contamination and Heavy Metal Behavior of Soils and Sediments in the Tohyun Mine Creek, Korea)

  • 이찬희;이현구;윤경무
    • 자원환경지질
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    • 제34권1호
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    • pp.39-53
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    • 2001
  • 이 연구는 토현광산 수계의 환경오염에 관하여 지질, 광물 및 지구화학적으로 고찰한 것이다. 과안부근에 분포하는 토양과 퇴적물의 ${Al_2}{O_3}/{Na_2O}$${K_2}O/{Na_2}O$의 비는 ${SiO_2}/{Al_2}{O_3}$에 대하여 부분적인 부의 상관관계를 갖는다. 또한 일부 미량 및 희토류 원소의 지구화학적 특성(V/Ni, Ni/Co, La/Ce, Th/Yb, Th/U, La/Th, ${La_N}/{Yb_N}$, Co/Th, La/Sc 및 Sc/Th)들은 비교적 좁은 범위를 보이며 균질한 조성을 갖는다. 이는 광산의 모암인 셰일의 근원암이 중성 또는 염기성 화성암에서 기원한 퇴적물이 우세하였던 것임을 지시하는 것이다. 토양과 퇴적물의 대표적인 광물종은 석영, 운모, 장석, 각섬석, 녹니석 및 점토광물 등이나, 함량비는 시료에 따라 다소 차이가 있다. 독성원소의 함량이 높은 토양과 퇴적물에서는 황철석, 유비철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 침철석 등의 중광물과 다양한 종류의 수산화물이 많이 산출된다. 기반암의 조성으로 표준화한 주원소의 부화지수는 퇴적물 = 1.0, 침전물 = 1.7, 밭 토양 =0.9, 논 토양 = 0.8이다. 이 광산 수계에서 검출된 중금속의 최대함량은 Ag = 186 ppm, As = 17,100 ppm, Bi = 127 ppm, Cd = 77 ppm, Cu = 12,299 ppm, Pb = 8,897 ppm, Sb = 1,350 ppm, W = 599 및 Zn = 12,250 ppm 이다. 이 독성원소들은 광폐석 야적장 주변의 퇴적물과 침전물에서 특히 높고, total FeO의 함량과 밀접한 관계가 있다. 기반암의 조성을 기준으로 이 독성원소(As, Bi, Cd, Cu, Pb, Sb, W, Zn)들의 부화지수를 구하면, 퇴적물 = 106.0, 침전물 = 279.6, 밭토양 = 3.5, 논 토양 = 1.6 이나, EPA의 기준치로 표준화된 부화지수는 각각 40.7, 121.4, 1.3 및 0.6 이다.

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Collar design이 임플랜트 주위 변연골 흡수에 미치는 영향 (The influence of Collar design on peri-implant marginal bone tissue)

  • 김지환;정문규;문홍석;한동후
    • 대한치과보철학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.53-64
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    • 2008
  • 임플랜트 주위 변연골의 흡수는 임플랜트의 기능적 및 심미적 성공에 큰 장애가 되는 요인이다. Adell은 임플랜트에 지대주 연결 후 첫 1년간 평균적으로 1.5mm의 변연골 소실을 보이고, 이 후에는 매년 0.1mm이하의 변연골 흡수가 있었다고 하였다(Adell et al.,1981). 이러한 변연골 흡수를 막기위한 많은 노력들이 행해져 왔다. 특히 임플랜트 collar의 특징에 따라서 변연골의 흡수가 달라질 수 있다. 본 연구의 목적은 임플랜트 collar에서의 laser microtexturing(microgroove)이 변연골 흡수에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하는 것이다. 4종류의 임플랜트 총 101개를 식립한 환자 53명에서 임플랜트 식립시부터 보철물 장착한 후 평균 6개월 후 정기 검사 시까지의 임플랜트 주위 변연골의 흡수를 측정하여 비교하였다. 생물학적 폭경을 충분히 확보한 임플랜트(ITI standard)와 생물학적 폭경이 부족한 임플랜트 (ITI esthetic plus, Silhouette IC Laser-$Lok^{TM}$, Silhouette IC)에서 변연골 흡수의 차이를 비교하였고, 임플랜트 주위 변연골의 흡수에 대한 laser를 이용한 미세나사산의(Silhouette IC Laser-$Lok^{TM}$) 영향을 알아보았다. 다음의 결과를 얻었다. 1. ITI standard와 Silhouette IC Laser-$Lok^{TM}$ 이 ITI esthetic plus 와 Silhouette IC 보다 임플랜트 주위 변연골의 흡수가 적었고 (p<0.05), ITI standard 와 Silhouette IC Laser-$Lok^{TM}$ 사이에는 변연골의 흡수가 유의차가 없었고(P>0.05), ITI esthetic plus와 Silhouette IC 사이에도 변연골의 흡수가 유의차가 없었다(P>0.05). 2. 사용된 임플랜트 전체에 대한 상하악의 비교에서는 상하악 사이에서 임플랜트 주위 변연골의 흡수는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 3. 흡수각도에 대한 비교에서도 4종류 임플랜트 그룹 간에 통계학적으로 유의한 차이는 없었다(P>0.05). 본 연구에서 제한이 있긴 하지만, 임플랜트 디자인에서 생물학적 폭경이 부족한 경우(ITI esthetic plus, Silhouette IC)에는 생물학적 폭 경 보상을 위한 임플랜트 주위 변연골의 흡수가 있었음을 보여주고 있으나, laser를 이용한 microgroove 가 부여된 임플랜트에서는 collar의 거칠기와 laser microtexturing 등의 특징에 의해 임플랜트 주위 변연골의 흡수가 적게 일어난 것이 관찰되었다. 심미적인 요구도가 높은 전치부에서 충분한 생물학적 폭경이 확보된 임플랜트를 식립할 경우 변연골의 흡수에 따른 치은퇴축에 의해 metal collar의 노출이 우려되기에 충분한 생물학적 폭경이 부여되지 않은 임플랜트를 선정하게 되는데 이때 collar에서의 laser microtexturing은 변연골의 유지에 도움이 되었다. 이것은 조직의 단단한 부착으로 인한 안정화로 추정해 볼 수 있는데, 이에 대해서는 더 장기간의 연구와 더 많은 수의 임플랜트를 대상으로 한 연구와 조직학적인 연구도 필요할 것으로 사료된다.

Citrate Baths로부터 전기도금된 나노결정립 CoW 합금 박막/후막의 응력변화에 대한 연구 (Study of Stress Changes in Nanocrystalline CoW Thin/Thick Film Alloys Eletrodeposited from Citrate Baths)

  • 조익종;박덕용;인현만
    • 전기화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.141-150
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    • 2006
  • 도금용액 내 텅스텐 이온 농도, 전류밀도, 도금용액 pH의 변화가 CoW 박막/후막의 화학조성, 전류효율, 잔류응력, 표면형상, 미세결정 구조, 결정립 크기에 미치는 영향을 조사하기 위하여, citrate 도금용액으로부터 전기도금공정에 의해 나노결정립 CoW 박막/후막 합금을 제조하였다. CoW 박막/후막에서 전기도금된 텅스텐 함량은 도금용액내의 텅스텐 이온 농도, 전류밀도, pH를 증가시킴에 따라 증가하였다. CoW 박막/후막에서 잔류응력은 도금용액내의 텅스텐 이온 농도와 pH를 증가시킴에 따라 감소함을 관찰하였다. CoW 박막/후막은 0.02M로부터 0.08M 범위의 텅스텐 이온 농도에서 hcp Co [(100), (002)]와 hop $Co_3W$ [(002), (201)] 혼합된 상들을 나타내었다. 그러나 0.1 M로부터 0.2M 범위의 텅스텐 이온 농도에서는 비정질에 가까운 상들을 나타내었다. 5, 10, 25, $100mA{\cdot}cm^{-2}$의 전류밀도에서 CoW 박막/후막은 hop Co (002)와 hcp $Co_3W$ [(200), (002), (201)] 상들로 구성되어 있다 그러나 50과 $75mA{\cdot}cm^{-2}$의 전류밀도에서는 비정질에 가까운 상들을 나타내었다. 8.7의 도금용액 pH에서 CoW 박막/후막은 hcp Co (002)와 hcp $Co_3W$ [(200), (002), (201)]상들을 나타내었다. 그러나 8.7 이하위 도금용액 pH 에서는 비정질에 가까운 상을 나타내었다. CoW 박막/후막의 최적 전기도금조건은 0.08M의 텅스텐 이온농도, $10mA{\cdot}cm^{-2}$ 전류밀도, 8.7의 도금용액 pH로 관찰되었다.

금속 임플란트 소재의 내마모성 향상을 위하여 적용되는 질소 이온주입 및 이온도금법의 한계 (Limitation of Nitrogen ion Implantation and Ionplating Techniques Applied for Improvement of Wear Resistance of Metallic Implant Materials)

  • 김철생
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.157-163
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    • 2004
  • 금속 임플란트 재료들의 마모저항을 향상시키기 위하여 질소 이온주입 및 이온도금 기술을 적용하였다. 질소 이온주입 된 초내식성 스테인리스강(S.S.S)의 마모이온용출 특성을 S.S.S, 316L SS, TiN코팅된 316S SS와 비교 평가하기 위하여 탄소로 원자흡수분광분석기를 이용하여 시편들로부터 마모용출된 Cr과 Ni 이온량을 측정하였다. 또한, 저온아크증착법을 이용하여 TiN, ZrN, TiCN코팅된 Ti(Grade 2)원반의 마모저항을 비교하였고, 질소이온주입 및 질화물 코팅된 표면충의 화학적 조성은 SAES(scanning Auger electron spectroscopy)를 이용하여 분석하였다. 질소 이온주입된 S.S.S 표면으로부터 마모에 의하여 용출된 Cr과 Ni 이온량은 표면처리하지 않은 스테인리스강들에 비하여 크게 감소하였다 그러나 인공고관절에 걸리는 하중조건 하에서 실행된 마모이온용출실험에서 이온에너지 100 KeV로 질소이온 주입된 표면층은 20만회 내에서 쉽게 제거되었다. 질화물 코팅된 Ti 시편들의 마모저항도 크게 향상되었고, 그 마모특성은 코팅층의 화학적 조성에 따라 크게 차이가 났다. 코팅두께 3Um의 코팅시편들 중 TiCN 코팅된 티타늄이 가장 높은 내마모 특성을 보였으나 같은 하중조건 하에서 disk(Ti)-on-disk 마모실험에서 그 질화물 코팅면들의 마모 무게감 소비는 1만회 아래에서 모두 Ti의 마모비와 유사하게 전환되었다. 본 실험으로부터 얻어진 연구결과에 의하면, 100 KeV 질소이온주입 및 두께 3$\mu\textrm{m}$의 길화코팅된 표면층의 경우 표면 경화충의 깊이가 충분치 않아 높은 하중을 받는 임플란트의 마찰부위에 사용하기에는 한계가 있음을 보였다.

산란전자선을 이용한 강내측방조사기구의 제작과 특성 (Fabrication of Backscatter Electron Cones for Radiation Therapy)

  • 추성실;서창옥;김귀언
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.74-80
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    • 2001
  • 목적 : 강내에 발생된 종양치료용 원통형 전자선 조사기구(Electron cone)는 기하학적으로 강내벽에 위치한 종양치료에 부적당하므로 후방 또는 측면방향으로 산란되는 전자선을 이용하여 체강 내벽점막 등에 발생된 종양을 효과적으로 치료할 수 있는 산란전자선 치료방법을 개발하고자 한다. 강내조사기구내에 전자선 입사방향에 수직 또는 일정한 각도의 산란판을 배치하여 측면방향으로 산란전자선을 방출시키는 강내 측면조사기구를 제작하고 산란판의 제원과 전자선 에너지에 따라 산란방출된 산란선의 특성과 조직내 선량분포를 측정 평가하였다. 새상 미 방법 : 외부조사용 전자선조사기구(Electron cone) 대신에 강내 삽입용 전자산란선 조사통(Intracavitary backscatter electron cone)과 이를 콜리메이터와 연결시킬 수 있는 차폐연결기구(Shielded electron device)를 고안하였다. 산란전자선 조사기구는 직경이 $2\~3\;cm$이고 길이가 25 cm인 금속(내식강)원통을 이용하였으며 입구에서 20 cm위치에 산란판을 부착시키고 원통 측면에 직경 $1\~2\;cm$의 산란선 방출구를 제작하였다. 산란판은 $2\~10\;mm$의 연판을 사용하였으며, 오제전자와 특성 엑스선을 제거하기 위하여 주석, 구리, 알루미늄판 등을 부착시켰으며 종양위치를 관찰할 수 있도록 표면을 처리하였다. 고에너지 방사선치료용 선형가속기(Clinac 2100C/D)에서 발생된 $6\~12\;MeV$ 에너지의 전자선을 이용하였으며 선량측정은 평행평판형 전리상(Markus chamber, PTW 23343)을 조직등가 팬텀(Polystyrene)에 삽입하여 측정하였다. 전자산란선의 에너지분포는 Monte Carlo (EGS4) 계산으로 예측하였으며 조직내 선량분포는 필름 흑화도(X-Omat V, Wellhofer 700i)에 의하여 측정하였다. 결과 : 전자선 입사에너지가 6 MeV일 때 전자산란선의 평균 에너지는 약 1.5 MeV 이었으며 산란각이 클수록 에너지는 줄어들었다. 입사 전자선 에너지 6 MeV 에서 산란판의 각도 $30^{\circ},\;45^{\circ}$ 에 따른 최대선량지점은 산란선 방출구의 중심에서 각각 5 mm 및 -10 mm지점의 표면에서 발생되며 입사전자선에 대한 전자산란선의 선량비는 약 $8.5\%$ 내외로 측정되었다. 입사전자선에너지 6 MeV에서 산란판각도 $45^{\circ},\;60^{\circ}$에 의한 $50\%$의 심부선량분포는 각각 6 mm와 7 mm 깊이에 도달하였으며 입사에너지 증가에 비례하였다. 결론 : 전자선 후방산란의 특성을 연구하고 이를 인체 강내 측방 점막부위에 발생한 종양을 효과적으로 치료할 수 있는 강내 전자산란선 조사통을 고안 제작 하였다. 시험용으로 제작한 전자산란선 조사기구를 이용하여 전자선 에너지와 산란판의 각도에 따른 산란선의 선량비율과 심부율을 측정하였다. 구강, 자궁, 직장 등 강내측벽 점막 등에 발생된 악성종양의 모양과 깊이에 가장 적당한 입사 에너지, 산란판의 각도, 산란창구 및 조사각도를 선택함으로서 방사선치료방법을 향상시킬 수 있을 것이라고 기대된다.

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