• 한국결정학회지
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• 제6권2호
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• pp.111-117
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• 1995

화학증착법에 의해 TiO2 박막을 Si-wafer(100)위에 제조하였다. Titanium tetraisopropoxide (TTIP)를 출발물질로 하여 200-500℃의 온도범위에서 증착을 행하였다. 증착된 박막의 두께는 Ellipsometry 및 SEM을 사용하여 측정하였으며, 산소의 함량에 따른 증착층의 성분분석은 ESCA를 사용하였다. TiO2 박막의 증착속도는 산소의 함량에 따라 증가하였고, 반응가스인 산소를 공급하지 않았을 때 증착층내에 불순물로 탄소가 존재하였으며, 증착층의 성분은 내부로 갈수록 TiO2에서 Ti로 변하였다. 산소를 600scm 공급하였을 때 증착층내에 소량의 탄소가 존재하였으며, 증착층의 성분은 내부로 갈수록 TiO2에서 TiO, Ti로 됨을 알 수 있었다. 산소를 1200scm공급하였을 때 증착층내에 탄소가 존재하지 않았으며, 증착층 성분은 표면에는 TiO2를 이루나 증착층 내부로 갈수록 Ti복합화합물을 이루고 있었다.

• 공업화학
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• 제35권4호
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• pp.309-315
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• 2024

실리콘/탄소(SiC) 복합체는 실리콘의 높은 이론 용량과 탄소 소재의 높은 전기 전도성을 동시에 만족할 수 있어 실리콘 기반 음극의 상용화를 위한 새로운 음극 소재로서 주목받고 있다. 그러나 SiC 활물질의 반복적인 부피 변화에 따른 지속적인 전해질 소모와 용량 감소는 여전히 해결되어야 하는 문제로 여겨진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 열적 가교 반응을 통해 네트워크 구조를 형성하는 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (H₁₂MDI) 기반의 수분산 폴리우레탄 바인더(HPUD)를 제안한다. 가교된 HPUD (CHPU)는 SiC 음극의 건조 공정 중 간단한 열처리를 통해서 가교제인 triglycidyl isocyanurate (TGIC)의 epoxy 고리 개환 반응을 활용하여 제조되었다. 뛰어난 기계적 특성 및 접착 특성을 가지는 CHPU 바인더를 사용한 SiC 음극은 우수한 율속 및 장기 수명 특성을 나타낼 뿐만 아니라, SiC 음극의 부피 팽창 또한 효과적으로 완화시키는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 가교 구조를 가지는 환경친화적인 바인더가 다양한 실리콘 기반 음극에 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권5호
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• pp.188-192
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• 2016

본 연구에서는, 실리카 분말과 왕겨의 혼합체로부터 탄화된 물질로부터, 탄화규소 (SiC) 분말이 합성되었다. 탄화왕겨와 실리카의 열탄화환원 반응을 통해 얻어진, SiC 시료는 XRD 회절 패턴, FE-SEM 및 FE-TEM을 통해 분석되었다. 시료들은 XRD 패턴에서, $35^{\circ}$ 부근의 (111) peak는 매우 높은 intensity를 나타내었고, $60^{\circ}$, $72^{\circ}$ 부근의 (220), (311) peak 등 탄화규소 결정상에 대한 peak pattern이 명확하게 관찰되었다. Ar 분위기에서 탄화왕겨와 실리카의 혼합비율이 6 : 4인 혼합물로부터 합성된 시료는 XRD 패턴에서 잔류카본이 검출되지 않았으며, hexagonal 결정상의 비율이 비교적 낮고, cubic SiC 결정상이 주도적으로 나타내었다. 탄화왕겨와 실리카의 혼합비율이 6 : 4인 경우에 합성된 시료는 $5{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들이 관찰되었으며, TEM 분석결과에서, SiC 결정질상의 (110) 회절패턴 형태를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.927-933
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• 2016

고체 추진 기관에서 로켓 노즐은 고온 연소가스에 노출된다. 따라서 고온에서 기능을 발휘할 수 있는 적절한 재료의 선택이 중요하다. 탄소 섬유 강화 실리콘 카바이드 복합재(C/SiC)가 로켓 노즉목에 적용을 위해 연구되어 왔다. 그러나 전형적인 구조 재료들과 비교할 때 C/SiC 복합재는 준취성 거동을 가지고 고온에서 산화의 영향으로 인해 강도와 인성 관점에서 상대적으로 취약한 점이 있다. 그러므로 실제 적용을 위해 C/SiC 복합재의 열, 기계적인 특성을 평가하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 액화 실리콘 용침(LSI) 공정을 통해 만들어진 C/SiC 복합재의 고온에서의 파괴 거동을 조사하는 실험적인 방법을 설명한다. 특히 온도와 하중, 산화 조건 그리고 탄소 섬유의 방향을 주요 변수로 설정하여 파괴 특성을 조사하였다. 파단면 분석은 SEM 촬영을 통하여 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.19-26
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• 2024

본 연구에서는 리튬이온배터리용 고용량 음극활물질인 실리콘의 부피팽창을 완화하고 사이클 안정성을 향상시키기 위해 SiOx@C 복합소재를 제조하였다. Stӧber 법을 통해 입자 크기가 각각 100, 200, 500 nm인 SiO₂를 합성하였고, 마그네슘 열환원을 통해 SiOx (0≤x≤2)를 제조하였다. 그 후 SiOx에 PVC를 탄화시켜 SiOx와 C의 비율에 따라 SiOx@C 음극활물질을 합성하였다. 제조된 SiOx와 SiOx@C 음극활물질의 물리적 특성은 XRD, SEM, TGA, 라만분광법, XPS, BET를 사용해 분석하였다. 그리고 사이클 테스트, 율속특성, CV, EIS 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 입자 크기가 가장 작은 100 nm SiOx에 SiOx:C=70:30으로 탄소를 코팅하여 제조된 SiOx@C-7030은 100 사이클에서 1055 mAh/g의 방전용량과 81.9%의 용량을 유지하여 가장 우수한 전기화학적 특성을 보여주었다. 이는 SiOx 음극활물질 입자의 크기를 줄이고, 탄소를 코팅하여 사이클 안정성을 향상시킬 수 있다는 것을 의미한다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.94-103
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• 2018

발사체 및 유도무기 기체에 사용되는 복합재 격자구조물은 구조물에 작용하는 하중을 고려하여 최소한의 두께와 무게로 설계되는 구조물이다. 이를 위하여 실리콘 몰드에 탄소섬유를 와인딩하는 공정으로 격자구조물을 만들며, 이때 발사체 및 유도무기 기체 내부의 장비 등을 점검하기 위하여 점검창을 설치하는 것이 일반적으로 요구된다. 본 논문에서는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작된 실린더형 격자구조물에 대하여 압축시험을 수행하고, 이 구조물에 대한 유한요소해석을 수행하여 얻은 해석 결과를 설치된 격자구조물에 대하여 유한요소해석을 수행하였다. 또한 구조물의 리브(Rib)와 노트(Knot)의 파손강도를 통해 육각형 점검창의 두께 및 위치를 변수로 선정하여 수행한 유한요소해석 결과는 다음과 같다; (1) 육각형 점검창의 안전계수가 사각형 점검창 보다 높게 계산되었으며, (2) 수직 점검창이 상단 헬리컬 리브의 중간에 위치할 때 안전계수가 높게 계산되었고, (3) 구조안전성 확보를 위하여 점검창의 두께를 증가시킬 경우 구조물의 불연속 부분에 응력집중이 발생하므로 유한요소 해석을 통해 안전계수가 가장 높은 점검창 형상을 선정해야 한다.

• 한국재료학회지
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• 제16권3호
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• pp.188-192
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• 2006

The microstructures and mechanical properties of continuously porous $SiC-Si_3N_4$composites fabricated by multi-pass extrusion were investigated at different Si levels added. Si-powder with different weight percentages (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) was added to the SiC powder to make the raw mixture powders, with $6wt%Y_2O_3-2wt%Al_2O_3$ as sintering additives, carbon ($10-15{\mu}m$) as a pore-forming agent, ethylene vinyl acetate as a binder and stearic acid ($CH_3(CH_2)_{16}COOH$) as a lubricant. In the continuously porous $SiC-Si_3N_4$ composites, $Si_3N_4$ whiskers like the hairs of nostrils were frequently observed on the wall of the pores. In this study, the morphology of the $Si_3N_4$ whiskers was investigated with the silicon addition content. In the composites containing of 10 wt% Si, a large number of $Si_3N_4$ whiskers was found at the continuous pore regions. In the sample to which 15 wt% Si powder was added, maximum values of about 101 MPa bending strength and 57.5% relative density were obtained.

• 전자통신동향분석
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• 제38권6호
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• pp.41-51
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• 2023

Heat dissipation technology for semiconductors and electronic packaging has a substantial impact on performance and lifespan, but efficient heat dissipation is currently facing limited improvement. Owing to the high integration density in electronic packaging, heat dissipation components must become thinner and increase their performance. Therefore, heat dissipation materials are being devised considering conductive heat transfer, carbon-based directional thermal conductivity improvements, functional heat dissipation composite materials with added fillers, and liquid-metal thermal interface materials. Additionally, in heat dissipation structure design, 3D printing-based complex heat dissipation fins, packages that expand the heat dissipation area, chip embedded structures that minimize contact thermal resistance, differential scanning calorimetry structures, and through-silicon-via technologies and their replacement technologies are being actively developed. Regarding dry cooling using single-phase and phase-change heat transfer, technologies for improving the vapor chamber performance and structural diversification are being investigated along with the miniaturization of heat pipes and high-performance capillary wicks. Meanwhile, in wet cooling with high heat flux, technologies for designing and manufacturing miniaturized flow paths, heat dissipating materials within flow paths, increasing heat dissipation area, and reducing pressure drops are being developed. We also analyze the development of direct cooling and immersion cooling technologies, which are gradually expanding to achieve near-junction cooling.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.116-125
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• 2017

본 연구의 목적은 고온 산화성 분위기하에서 기계적물성이 우수한 탄화규소섬유(SiC Fiber)를 파일롯-규모로의 생산 제조공정을 개발하는 것이다. 프리세라믹 전구체로서 폴리카보실란(PCS)을 사용하여 탄화규소섬유를 제조하였다. 연속성의 PCS 섬유는 $300{\sim}350^{\circ}C$에서 PCS를 용융한 후에 용융방사로부터 얻었다. 열처리 전에 섬유의 불융화를 위하여 공기 분위기하에서 경화를하였다. 경화 전, 후에 측정한 FT-IR 스펙트라 피크로 부터 경화도를 계산하였다. 탄화규소섬유의 물성은 경화도에 따라 크게 영향을 받았다. 본 개발에서 열처리 중 섬유의 장력 조절로 우수한 물성을 갖는 탄화규소섬유를 얻었다. 탄화규소섬유의 화학조성과 기계적물성은 안정화섬유의 열처리시의 이송속도에 영향을 받았다. 탄화규소섬유를 공기분위기하 $1000^{\circ}C$에서 1분부터 50시간까지 노출한 후에 인장시험을 수행하였다. 그 결과 인장강도는 약 60%까지 감소함을 보여주었다. 장시간 노출시험시 낮은 인장 강도값을 나타내는 섬유는 화학성분 분석시 섬유의 표면에 많은 탄소량을 함유하고 있었다.