• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.137-137
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• 2012

인공관절은 노인성 질환이나 자가 면역질환, 신체적인 외상 등으로 인하여 발생하는 관절의 손상 부위를 대체하기 위하여 고안된 관절의 인공 대용물이다. 인공 관절 중 인공 고관절의 경우 라이너(Liner)와 헤드(Head) 부분이 직접적인 마모 운동을 수행하게 되므로, 이 부분의 소재 특성에 따라 인공관절의 수명이 결정 되게 된다. 현재 헤드 소재로서는 Co-Cr-Mo 합금이, 라이너 소재로서는 고분자 소재인 UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene)가 주로 사용되고 있다. 이러한 MOP (Metal-On-Polymer) 구조의 인공관절의 경우, 충격흡수의 장점이 있는 반면, 관절 운동시 발생하는 UHMWPE 의wear debris에 의해 골용해가 발생하게 되어 인공관절의 수명이 저하되는 문제점이 있으며, 금속 헤드의 마모로 인한 금속이온의 용출은 세포 독성의 문제를 야기하여 인공관절의 수명을 저하시키는 또 다른 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition) 공정을 이용하여 금속 (Co-Cr-Mo 합금)소재 위에 세라믹 (niobium nitride) 박막을 증착하여 상대재인 UHMWPE의 마모를 줄이고자 하는 연구를 진행하였다. 금속 소재 위에 증착된 세라믹 박막은 상대재인 UHMWPE의 마모량을 줄여줄 뿐만 아니라 금속이온의 용출을 막아준다는 장점이 있으나, 장시간의 마모 운동에 의하여 발생하는 박막의 박리 현상은 인공관절의 수명을 급격히 저하시키는 또 다른 원인이 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 박막의 증착 초기에 이온주입과 증착을 동시에 수행하는 dynamic ion mixing공정을 수행하였다. Dynamic ion mixing 공정을 수행함에 따라 박막과 금속 사이의 접착력이 증가하게 되어, UHMWPE의 마모량이 2배 가까이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 장시간의 마모시험에서도 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 UHMWPE의 마모량을 감소시키기 위하여 박막을 증착하기 전에 금속 소재에 질소 이온주입을 수행하는 pre-ion implantation 공정을 도입하였다. 질소 이온주입 결과 Co-Cr-Mo 합금 표면에 부분적으로 CrN, Cr2N의 세라믹 상이 형성 되는 것을 확인할 수 있었으며, 그에 따라 UHMWPE의 마모량이 2배 이상 감소 되는 것을 확인 할 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• v.28 no.8
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• pp.1194-1201
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• 2015

This study investigated the effect of oxidized soybean oil in the diet of young chickens on growth performance and intestinal oxidative stress, and indices of intestinal immune function. Corn-soybean-based diets containing 2% mixtures of fresh and oxidized soybean oil provided 6 levels (0.15, 1.01, 3.14, 4.95, 7.05, and $8.97meqO_2/kg$) of peroxide value (POV) in the diets. Each dietary treatment, fed for 22 d, had 6 replicates, each containing 30 birds (n = 1,080). Increasing POV levels reduced average daily feed intake (ADFI) of the broilers during d 1 to 10, body weight and average daily gain at d 22 but did not affect overall ADFI. Concentrations of malondialdehyde (MDA) increased in plasma and jejunum as POV increased but total antioxidative capacity (T-AOC) declined in plasma and jejunum. Catalase (CAT) activity declined in plasma and jejunum as did plasma glutathione S-transferase (GST). Effects were apparent at POV exceeding $3.14meqO_2/kg$ for early ADFI and MDA in jejunum, and POV exceeding $1.01meqO_2/kg$ for CAT in plasma and jejunum, GST in plasma and T-AOC in jejunum. Relative jejunal abundance of nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$) P50 and $NF-{\kappa}B$ P65 increased as dietary POV increased. Increasing POV levels reduced the jejunal concentrations of secretory immunoglobulin A and cluster of differentiation (CD) 4 and CD8 molecules with differences from controls apparent at dietary POV of 3.14 to $4.95meqO_2/kg$. These findings indicated that growth performance, feed intake, and the local immune system of the small intestine were compromised by oxidative stress when young broilers were fed moderately oxidized soybean oil.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.193.2-193.2
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• 2016

본 연구에서는 탄산이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마전해산화 피막형성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 다양한 농도의 규산나트륨 용액에서 DC와 펄스전류를 인가하여 플라즈마전해산화피막을 형성하였으며, 형성된 피막의 surface roughness와 thickness를 분석하였다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 플라즈마전해산화 피막의 형성전압은 규산나트륨의 농도가 높아질수록 높아지는 것으로 나타났다. 하지만 탄산이온이 존재하지 않은 규산나트륨 용액에서의 플라즈마전해산화 피막 형성전압보다 더 낮은 값을 나타내었다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 규산나트륨의 농도가 높아질수록 플라즈마전해산화 피막의 surface roughness와 thickness는 증가하였으며, DC와 펄스전류 모두에서 더 밝은 색상의 균일한 산화피막을 형성할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2006.09a
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• pp.366-367
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• 2006

Carbon nanotubes (CNTs) have attracted remarkable attention as reinforcement for composites owing to their outstanding mechanical properties. The CNT/Cu nanocomposite is fabricated by a novel fabrication process named molecular level process. The novel process for fabricating CNT/Cu composite powders involves suspending CNTs in a solvent by surface functionalization, mixing Cu ions with CNT suspension, drying, calcination and reduction. The molecular level process produces CNT/Cu composite powders whereby the CNTs are homogeneously implanted within Cu powders. The mechanical properties of CNT/Cu nanocomposite, consolidated by spark plasma sintering of CNT/Cu composite powders, shows about 3 times higher strength and 2 times higher Young's modulus than those of Cu matrix.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• v.8 no.2
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• pp.179-186
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• 1995

In the present study, nutritional status of some minerals in sheep grazed on native pasture was investigated in dry area, Ningxia district, of the People's Republic of China. Samples of some forages and blood of sheep were collected for two seasons, dry (March) and rainy (August) seasons. The Ca contents of forages (wheat straw, green-pea straw and some wild grasses) were relatively high as compared with that required ordinarily as standard, but on the contrary, the P content was much lower than that of standard. Consequently, Ca/P ratio was very high in cost of the roughages sampled in the region. Trace elements, Cu and Zn, content of forage samples were fairly low, and the contents of Mo and Fe were fairly high, particularly in some wild grasses, when the values were compared with that required normally. The Ca level in blood of sheep was in a range accepted as normal, and the other macro minerals(Mg and P) were contained at relatively high levels as compared with the values observed ordinarily, but not at a toxic level. With trace minerals, the plasma Fe level was extremely high as compared with the standard level, although there were no disorders due to toxicity, and Mo level in plasma was a little lower than the lower limit described as a normal. The plasma levels of other trace elements (Cu, Zn and Se) in all the animals were within the range accepted as normal. There would be no clear differences in mineral nutrition of sheep between dry and rainy seasons. These results could suggest that there is no severe unbalance and/or imbalance, and grazing sheep in the Ningxia area of midland China have no problems relating to the nutritional status of minerals.

• Journal of Powder Materials
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• v.16 no.5
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• pp.326-335
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• 2009

Fe based (Fe$_{68.2}$C$_{5.9}$Si$_{3.5}$B$_{6.7}$P$_{9.6}$Cr$_{2.1}$Mo$_{2.0}$Al$_{2.0}$) amorphous powder, which is a composition of iron blast cast slag, were produced by a gas atomization process, and sequently mixed with ductile Cu powder by a mechanical ball milling process. The Fe-based amorphous powders and the Fe-Cu composite powders were compacted by a spark plasma sintering (SPS) process. Densification of the Fe amorphous-Cu composited powders by spark plasma sintering of was occurred through a plastic deformation of the each amorphous powder and Cu phase. The SPS samples milled by AGO-2 under 500 rpm had the best homogeneity of Cu phase and showed the smallest Cu pool size. Micro-Vickers hardness of the as-SPSed specimens was changed with the milling processes.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2000.05a
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• pp.1-1
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• 2000

The results of the modification of metal materials treated by high temperature pulst:d plasma fluxes (HTlPPF) with a specific power of incident flux changing in the $(3...100)10^5{]\;}W/cm^2$ range and a pulse duration lying from 15 to $50{\;}\mu\textrm{s}$ have been presented. The results of HTPPF action were studied on the stainless steels of 18Cr-l0Ni, 16Cr- 15Ni, 13Cr-2Mo types; on the structural carbon steels of (13...35)Cr, St. 3, St. 20, St. 45 types; on the tool steels of U8, 65G, ShHI5 types, and others; on nickel and high nickel alloy of 20Cr-45Ni type; on zirconium- and vanadium-base alloys and other materials. The microstructure and properties (mechanical, tribological, erosion, and other properties) of modified materials and surface alloying of metals exposed to HTPPF action have been investigated. It was found that the modification of materials by HTPPF resulted in a simultaneous increase of several properties of the treated articles: microhardness of the surface and layers of 40...60 $\mu\textrm{m}$ in depth, tribological characteristics (friction coefficient, wear resistance), mechanical properties ({\sigma_y}, {\;}{\sigma_{0.2}}.{\;}{\sigma_r}) on retention of the initial plasticity ($\delta$), corrosion resistance, radistanation erosion under ion irradiation, and others. The determining factor of the changes observed is the structural-phase modification of the near-surface layers, in particular, the formation of the fine cellular structure in the near-surface layers at a depth of $20{\;}{\mu\textrm{m}}$ with dimension of cells changing in the range from 0.1 to $1., 5{\;}\mu\textrm{m}$, depending on the kind of material, its preliminary treatment, and the parameters of plasma fluxes. The remits obtained have shown the possibility of purposeful surface alloying of metals exposed to HTPPF action over a depth up to 20...45 $\mu\textrm{m}$ and the concentration of alloying element (Ni, Cr, V) up to 20 wt.%. Possible industrial brunches for using the treatment have been also considered, as well as some results on modifying the serial industrial articles by HTPPF.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.4 no.5
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• pp.510-515
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• 1994

Yttria-stabilized zirconia(YSZ) films were prepared onto p-type (100) silicon wafer by a plasma-enhanced metallorganic chemical vapor deposition(PE MO CVD) processing involving the application of vapor mixture of tri(2.2.6.6-tetramethyl-3, 5-heptanate) yttrium$[Y(DPM)_3]$, zirconiumtriflouracethyla cetonate$(Zr(tfacac)_4$ and oxygen gas. The x-ray diffraction(XRD) and fourier transform infrared spectra(FT1R) results showed that the deposited YSZ films had a single cubic phase. $Y_2O_3$ content of YSZ film was analyzed by PIXE(partic1e induced x-ray emission). The experimental results by PIXE revealed that 12.lmol%, 20.4mol% and 31.6mol% $Y_2O_3$ could be obtained as the $Y(DPM)_3$ bubbling temperature varied at $160^{\circ}C, 165^{\circ}C$ and $170^{\circ}C$ respectively. The increase of $Y(DPM)_3$ bubbling temperature caused shifting flat band voltage to have a negative value.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.211-212
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• 2010

GaN 기반의 상부발광형 LED는 동작되는 동안 생기는 전기적 단락, 그리고 칩 위의 p-형 전극과 n-형 전극 사이에 생기는 누설전류 및 신뢰성 확보를 위하여 칩 표면에 passivation 층을 형성하게 된다. SiO2, Si3N4와 같은 passivation layers는 일반적으로 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)공정을 이용한다, 하지만 이는 공정 특성상 plasma로 인한 damage가 유발되기 때문에 표면 누설 전류가 증가 한다. 이로 인해 forward voltage와 reverse leakage current의 특성이 저하된다. 본 실험에서는 원자층 단위의 박막 증착으로 인해 PECVD보다 단차 피복성이 매우 우수한 PEALD(Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition)공정을 이용하여 Al2O3 passivation layer를 증착한 후, 표면 누설전류와 빛의 출력 특성에 대해서 조사해 보았다. PSS (patterned sapphire substrate) 위에 성장된 LED 에피구조를 사용하였고, TCP(Trancformer Copled Plasma)장비를 사용하여 에칭 공정을 진행하였다. 이때 투명전극을 증착하기 위해 e-beam evaporator를 사용하여 Ni/Au를 각각 $50\;{\AA}$씩 증착한 후 오믹 특성을 향상시키기 위하여 $500^{\circ}C$에서 열처리를 해주었다. 그리고 Ti/Au($300/4000{\AA}$) 메탈을 사용하여 p-전극과 n-전극을 형성하였다. Passivation을 하지 않은 경우에는 reverse leakage current가 -5V 에서 $-1.9{\times}10-8$ A 로 측정되었고, SiO2와 Si3N4을 passivation으로 이용한 경우에는 각각 $8.7{\times}10-9$과 $-2.2{\times}10-9$로 측정되었다. Fig. 1 에서 보면 알 수 있듯이 5 nm의 Al2O3 film을 passivation layer로 이용할 경우 passivation을 하지 않은 경우를 제외한 다른 passivation 경우보다 reverse leakage current가 약 2 order ($-3.46{\times}10-11$ A) 정도 낮게 측정되었다. 그 이유는 CVD 공정보다 짧은 ALD의 공정시간과 더 낮은 RF Power로 인해 plasma damage를 덜 입게 되어 나타난 것으로 생각된다. Fig. 2 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 forward voltage가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 0.07 V와 0.25 V씩 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Fig. 3 에서는 Al2O3로 passivation을 한 소자의 output power가 SiO2와 Si3N4로 passivation을 한 소자보다 각각 2.7%와 24.6%씩 증가한 것을 볼 수 있다. Output power가 증가된 원인으로는 향상된 forward voltage 및 reverse에서의 leakage 특성과 공기보다 높은 Al2O3의 굴절률이 광출력 효율을 증가시켰기 때문인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.3-4
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• 1999

최근 산업이 고속도화, 고능률화 및 고정멸화의 추세로 발전함에 따라 우수한 내마모성, 인성, 고온 안정성 및 내구성을 갖는 공구 및 금형을 요구하게 되었다. 그러나 이와같은 성질들은 어떤 단일 재료에서는 얻을 수 없으며 적당한 기판공구나 금혈위에 내마모성 보호피막을 coating함으로 비교적 저렴하게 얻을 수 있다. 화학증착법으로 TiC, TiN등을 증착시킬때에는 $1000^{\circ}C$정도의 반응온도가 필요하며 이러한 증착온도는 모재가 초경합금일때는 문제가 안되나 강재일 경우 모재의 연화와 칫수변화의 문제를 야기시킨다. 최근에는 플라즈마를 사용하여 증착반응온도를 $550^{\circ}C$ 이하로 낮추는 플라즈마 화학 증착볍(PACVD)이 대두되고 있다. 그러나 이 방법어서 는 뚱착하려는 금속원소가 TiCl4의 형태로 공급되고 있으므로 생성된 층이 염소를 포함하고 있다. 이 층에 잔존하는 염소는 층의 기계적 성질을 저하시키고 층내의 stress를 유발시킨다. 또한 HCI개스의 생성으로 인하여 펌프 및 장비의 부식이 촉진 된다 이러한 결점을 극복하기 위하여 금속유기화합물 전구체(metallo-organic precursor)로 $TiCl_4$를 대체하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며 본 연구실에서 이에 대하여 연구한 결과를 소개하고자 한다. diethylamino titanium을 전구체로 사용하여 $H_2,\;N_2,\;Ar$분위기하에서 pulsed d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 $150~250^{\circ}C$의 저온에서 Al 2024 기판에 TiCN층 형 성을 하였다. 전구체 증발온도는 $74~78^{\circ}C$의 온도범위어야 하며 고경도의 코탱층은 54% duty, 14.2kHz, 450V의 조건에서 얻어졌으며 duty, 주파수, 전압이 증가함에 따라 경도는 저하되었다. 이때의 표면 morphology를 SEM으로 조사한바 dome structure가 크게 발달되었음을 알 수 있었다. 본 실험의 온도 범위내에서 얻은 TiCN 증착반응의 활성화에너지는 7.5Kcal/mol이었다. 증착된 TiCN층은 우수한 내마모섣을 나타내었으며 스크래치테스트 결과 17N의 엄계하중을 나타내었다. 본 연구에서 변화 시킨 duty, 주파수, 전압의 범위에서는 층의 밀착력은 크게 변화하지 않았다. titanium isopropoxide를 전구체로 사용하여 Hz, Nz 분위기하에서 d.c.를 사용하는 MO-PACVD에 의하여 Ti(NCO) 코팅층을 SKDll, SKD61, SKH9 공구강에 형성시키는 공정을 개발하였다. 최적의 Ti(NCO) 코탱층을 얻기 위해 유입전구체 부피%의 양은 향착압력의 5%를 넘지 않아야 되고 수소와 젤소 가스비가 1:1일 때 가장 높은 코팅층의 경도값을 나타내었다. 수소와 질소 가스비가 3:7일 때 TiFeCr(NCO)의 복화합물 코팅층이 형성됨을 알 수 있었고 500t의 증착온도에서 얻은 Ti(NCO) 코팅층이 높은 경도값과 좋은 내식성을 나타내었다. 또한 이와같은 Ti(NCO) 코팅공정과 본 실험실에서 개발한 확산층만 형성시키는 plsma nitriding 공정을 결합하여 복합코탱층을 형성하였는데 이 복합코팅층은 고경도와 우수한 내마모성, 내식성 뿐만 아니라 10)N 이상의 뛰어난 밀착력을 나타내었다. 현재 많이 사용되고 있는 PVD법은 step coverage가 좋지 않은 점과 cost intensive p process라는 단점이 있다. MO-PACVD법은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로서 앞으로 지속적인 도전이 요구되는 분야이다.