• Carbon letters
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• 제12권4호
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• pp.207-217
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• 2011

We discuss the influence of few-walled carbon nanotubes (FWCNTs) treated with nitric acid and/or sulfuric acid on field emission characteristics. FWCNTs/tetraethyl orthosilicate (TEOS) thin film field emitters were fabricated by a spray method using FWCNTs/TEOS sol one-component solution onto indium tin oxide (ITO) glass. After thermal curing, they were found tightly adhered to the ITO glass, and after an activation process by a taping method, numerous FWCNTs were aligned preferentially in the vertical direction. Pristine FWCNT/TEOS-based field emitters revealed higher current density, lower turn-on field, and a higher field enhancement factor than the oxidized FWCNTs-based field emitters. However, the unstable dispersion of pristine FWCNT in TEOS/N,N-dimethylformamide solution was not applicable to the field emitter fabrication using a spray method. Although the field emitter of nitric acid-treated FWCNT showed slightly lower field emission characteristics, this could be improved by the introduction of metal nanoparticles or resistive layer coating. Thus, we can conclude that our spray method using nitric acid-treated FWCNT could be useful for fabricating a field emitter and offers several advantages compared to previously reported techniques such as chemical vapor deposition and screen printing.

• 한국세라믹학회지
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• 제55권2호
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• pp.178-184
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• 2018

In the present study, $TiB_2-Co$ composite coatings were thermally sprayed onto the surface of a 304 stainless steel substrate using an atmospheric plasma spray (APS). The phase analysis of the powders and plasma-sprayed coatings was performed using X-ray diffractometry analysis. The microstructures of the coatings were studied by a scanning electron microscope (SEM). The average particle size and flowability of the feedstocks were also measured. Both $TiB_2-32Co$ and $TiB_2-45Co$ (wt.%) coatings possessed typical dense lamellar structures and high-quality adhesion to the substrate. The oxidation behaviors of the coatings were studied at $900^{\circ}C$ in an atmospheric environment. In addition, the cross-sectional images of the oxidized coatings were analyzed by SEM. A thin and well-adhered layer was formed on the surface of both $TiB_2-Co$ coatings, confirming satisfactory high-temperature oxidation resistance. The kinetic curves corresponding to the isothermal oxidation of the coatings illustrated a short transient stage from rapid to slow oxidation during the early portion of the oxidation experiment.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.687-690
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• 2004

Fabrication and characterization of dye-sensitized TiO2 solar cells(DSSC) consisting of spray-coated TiO2 electrode, an electrolyte containing I-/I3- redox couple, and a Pt-coated counter electrode carried out, using mainly FE-SEM and solar simulator. Also, effect of rapid thermal annealing(RTA) temperatue on I-V curves of DSSCS consisting of approximately 10m thickness and $5{\times}5mm2$ active area. No significant difference in the apparent size of TiO2 clusters was observed with increasing RTA temperature. Also, an open circuit voltage(Voc) of approximately 0.70V and a short-circuit photocurrent(Jsc) of 8 to 12mA/cm2 were observed in the TiO2 solar cell. With increasing RTA temperature upto 550oC, photocurrent density of dye-sensitized solar cells was enhanced, leading to enhancing the efficiency of dye-sensitized solar cells having Pt-electroplated counter electrode.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.2-193.2
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• 2014

열차폐 코팅(Thermal Barrier Coating)은 주로 항공기 엔진이나 화력발전용 터빈 등의 $1300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 사용되는 부품에 적용되어 모재(내열합금)의 손상 방지 및 에너지 효율 향상을 위해 사용되고 있다. 열차폐 코팅의 경우 Plasma Spray 공법과 EB-PVD(전자빔 물리 증착법) 공법이 가장 많이 사용되고 있다. Plasma Spray에 의한 열차폐 코팅 공정은 생산 비용이 저렴하고 수평형 적층 구조를 통한 높은 열전도율을 가지는 장점이 있으며, EB-PVD 공정은 수직형 구조의 열차폐막을 통해 내열 충격성과 내열 사이클성이 양호하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 열 사이클의 내구성이 뛰어난EB-PVD를 이용하여 열차폐 코팅 공정연구를 진행하였다. 본 연구소에서 사용하고 있는 EB-PVD 는 종래의 장치와는 달리 70 kW급 전자총 5기가 장착 되어 있으며, 각각 시편 가열용 전자총 2기 및 피코팅용 가열 전자총 3기로 구성되어 있다. 이런 구성을 통해 다양한 종류의 열차폐 박막과 높은 결정성과 치밀도를 가지는 박막 형성할 수 있을 것이다. 본 발표에서는 EB-PVD 공정 연구결과 및 향후 실용화를 위한 개발 연구 방향에 대해서 기술하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.145-151
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• 2021

Ti Gr4에 TPS 법을 이용하여 HA 코팅을 수행하여 코팅층에 대한 물리적특성 및 생체적합성을 판단하여 의료용 부품으로서의 활용성에 대한 평가를 하였다. 직경 25mm Ti Gr4 합금 시험편을 기계가공 후 #120, #400, #1,000 샌드페이퍼 및 바렐 연마로 표면을 연마를 하여 ASTM F1185-88로 HA 코팅은 한 후 HA 코팅층의 두께, 표면조도, 강도 및 접착력 측정 시험과 세포독성 시험을 하였다. Ti Gr4에 대한 HA 코팅 결정도는 75.51%, Ca/P 비는 1.67의 값을 얻을 수 있었다. HA 코팅층의 두께는 Ti 소재의 표면거칠기가 거칠수록 증가하고, 코팅의 강도 및 접착력은 시험장치의 지그 형상, 에폭시 성분, 크로스헤드 속도 등에 따라 변화가 있을 것으로 예측된다. 세포독성 시험은 Grade 3의 반응성으로 적합한 것으로 나타났다. 본 실험 결과 TPS에 의한 Ti Gr4 소재의 HA 코팅 두께 향상과 골융합을 촉진이 가능할 것으로 확인되어 인체삽입용으로 상용화가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제31권11호
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• pp.601-607
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• 2021

Laser cladding a surface treatment process that grants superior characteristics such as toughness, hardness, and corrosion resistance to the surface, and rebuilds cracked molds; as such, it can be a strong tool to prolong service life of mold steel. Furthermore, compared with the other similar coating processes - thermal spray, etc., laser cladding provides superior bonding strength and precision coating on a local area. In this study, surface characteristics are studied after laser cladding of low carbon steel using 18%Cr-2.5%Ni-Fe powder (Rockit404), known for its high hardness and excellent corrosion resistance. A diode laser with wavelength of 900-1070 nm is adopted as laser source under argon atmosphere; electrical power for the laser cladding process is 5, 6, and 10 kW. Fundamental surface characteristics such as crossectional microstructure and hardness profile are observed and measured, and special evaluation, such as a soldering test with molten ALDC12 alloy, is conducted to investigate the corrosion resistance characteristics. As a result of the die-soldering test by immersion of low carbon alloy steel in ALDC12 molten metal, the clad layer's soldering thickness decreases.

• Corrosion Science and Technology
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• 제6권4호
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• pp.159-163
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• 2007

Micron size Co-alloy 800 (T800) powder is coated on the high temperature, oxidation and corrosion resistant super alloy Inconel 718 substrate by the optimal high velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray coating process developed by this laboratory. For the study of durability improvement of high speed spindle operating without lubricants, friction and sliding wear behaviors of the coatings are investigated both at room and at an elevated temperature of $1000^{\circ}F(538^{\circ}C)$. Friction coefficients, wear traces and wear debris of coatings are drastically reduced compared to those of non-coated surface of Inconel 718 substrate both at room temperature and at $538^{\circ}C$. Friction coefficients and wear traces of both coated and non-coated surfaces are drastically reduced at higher temperature of $538^{\circ}C$ compared with those at room temperature. At high temperature, the brittle oxides such as CoO, $Co_{3}O_{4}$, $MoO_2$ and $MoO_3$ are formed rapidly on the sliding surfaces, and the brittle oxide phases are easily attrited by reciprocating slides at high temperature through oxidation and abrasive wear mechanisms. The brittle solid oxide particles, softens, melts and partial-melts play roles as solid and liquid lubricants reducing friction coefficient and wear. These show that the coating is highly recommendable for the durability improvement coating on the machine component surfaces vulnerable to frictional heat and wear.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.670-677
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• 2010

가혹한 부식환경 하에 사용되어 지고 있는 다양한 강구조물에 대해서 많은 표면방식법이 있다. 그 중의 한방법인 용사는 다양한 강구조물의 표면방식을 위하여 비교적 최근에 개발된 유용한 방식법이다. 그러나 용사피막도 환경오염의 가속화에 따라 점차 더욱 좋은 내식성을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 아아크 용사에 의해서 도막두께 $200{\mu}m$의 피막을 만들었으며, 피막의 종류는 순 아연,순 알류미늄, 합금피막(Al:Zn=85:15) 및 (Al:Zn=95:5)의 합금피막이었다. 그리고 이들 피막의 내식성을 해수용액에서 전기화학적인 방법으로 고찰 하였다. 순 알류미늄 피막은 다른 피막에 비해서 비교적 상당히 좋은 내식성을 보였다. 그리고 합금피막도 역시 순 아연피막에 비해서 좋은 내식성을 보였다. 특히 순 알류미늄 피막은 갈바륨 용사라고 알려진 합금피막(Al:Zn=85:15)보다 해수용액에서 내식성이 상대적으로 좋았음이 관찰되었다. 순 아연의 부식된 표면양상은 입게부식의 형태를 나타내었으나 순 알류미늄과 합금피막은 균일부식의 형태를 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제25권5호
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• pp.226-232
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• 2015

본 연구에서는 손상된 알루미늄 금형의 복원을 위해 고온플라즈마 용사법을 이용하여 금형의 표면에 $Al/Al_2O_3$ 혼합분말을 용사한 후 코팅층과 모재의 증착강도에 대한 평가를 수행하였다. 증착강도의 평가는 분사노즐의 이동속도, 순수한 알루미늄 bond coat 층의 유무에 따라 평가되었으며, bond coat 층을 생성시키지 않았을 때, 코팅층의 두께는 열팽창에 의한 잔류인장응력의 감소를 위해 두껍지 않아야 하지만 일정두께 이상이 되어야 최대의 증착강도를 얻을 수 있음이 나타났다. 또한 순수한 알루미늄 bond coat 층은 내부 결함이 없는 응고된 금속이기 때문에 두께에 따른 증착강도의 영향을 그대로 받아 두께가 두꺼울수록 bond coat 층을 생성시키지 않은 시험편보다 증착강도가 매우 낮게 측정되었다. 반면, 가장 얇게 bond coating 된 시험편 Bc3(3회의 bond coating층과 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편) 는 bond coating을 하지 않은 시험편 중 가장 높은 증착강도를 가지는 시험편 Wbc20(bond coating층이 없고 분사건의 이동속도가 20 cm/sec인 시험편)보다 약 2배 이상증착강도가 향상되었다. 따라서 금형의 복원시에 중간층의 형성이 반드시 필요하며, 이는 코팅층의 잔류 인장응력을 보완시키며 고인성의 순수한 알루미늄과 같은 코팅층과 유사한 층을 코팅하는 것이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.50-50
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• 2003

용사 공정은 소재의 표면 특성을 개질하기 위한 가장 효과적인 공정의 하나로서, 최근 항공기용 엔진 부품을 포함하여 자동차, 및 각종 산업 분야에 폭 넓게 사용되고 있으나, 산업 환경의 고도화로 용사 코팅층의 다양한 분야에서의 고특성화가 요구되고 있다. 소재의 나노화는 이러 한 소재의 고 특성화 요구에 부응할 수 있는 새로운 기술로서, 현재 많은 분야에서 응용이 진행되고 있다. 특히 최근에는 나노기술을 용사 공정에 응용하기 위한 시도가 진행되고 있으나, 나노 분말 제조 기술이 아직 확립되어 있지 않고, 또한 나노 분말을 용사 공정에 응용하기 위한 기술의 부족으로 나노 용사공정에의 적용은 제한을 받고 있다. 이를 위해서는 나노분말 제조 기술의 개발이 이루어져야하고, 나노 분말 제조 기술과 용사 분말 제조 기술 그리고 용사 기술의 접목이 이루어 져야하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 나노 용사용 분말을 제조하기 위 한 원료용 나노 분말을 화학적 공정에 의하여 제조 한 후, 이 분말의 유동도 및 밀도 제어를 위한 후 처리 공정을 개발하였다. 제조된 분말의 입자 크기는 약 150nm였으며, 용사 분말 제조후 분말의 겉보기 겉보기 밀도가 3.8g/cc로서 일반 용사용 분말에 비하여 우수하였다.