Quartz Crystal Microbalance(QCM)은 표면에 묻은 물질의 미량의 무게변화도 간단히 측정 할 수 있어 반웅기 내에서 일어나는 현상올 in-situ로 즉시 알 수 있는 장점을 가진 장치이 다. 이 장치를 이용하면 초엄계 이산화탄소 내에서 용해도를 알 수 있고, 대상물질이 녹아냐 가는 속도를 측정하면 확산계수를 구할 수 있다. 그리고, 초음파 혼을 반응용기 내에 설치하 고, 초음파 효과를 알아보았다. 먼저 static system에서 초음파 효과를 알아보았다. Cu(acac)2를 대상으로, 밀폐된 용기에서 수행한 실험에서, 액체와 초임계 이산화탄소 내에서 용해속도를 QCM으로 구할 수 있었다. 용해속도로부터 Cu(acac)2의 확산계수를 측정할 수 있었다. 액체 내에선 $10^{-4}{\;}cm2/sec$, 초임계상태에서 $10^{-2}{\;}cm2/sec$의 값을 갖는 것으로 나타 났다. 그리고, 초음파를 사용할 경우 이 확산계수값이 4-5배정도 증가하는 것으로 냐타났다. 이어서 dynamic system에서 반응을 알아보았다. Cyanex를 함유한 C02를 반응용기에 흘리 면서 QCM표면에 묻은 Co이온의 용해속도를 측정하였다. 초음파는 용해도에 아무 역활을 안하는 것으로 나타났다. 주어진 조건에서 13 microgram/gram-cyanex의 용해도를 갖는 것 으로 나타났다.

hexagonal Boron Nitride (hBN), rhombohedral Boron Nitride (rBN)과 고밀도의 wurzitic Boron N Nitride (wBN), cubic Boron Nitride (cBN) 등의 다양한 상을 갖는 Boron nitride는 그 결정구조에 따라 저밀도, 고밀도 박막으로 분류되며 이중 hBN과 rBN은 층간 결합이 약한 $sp^2$ 결합특성을 가지고, wBN 과 cBN은 강한 $sp^3$ 결합특성을 가지고 있다. 현재까지 $sp^3$결합을 갖는 BN의 우수한 특성을 응용하기 위한 수 많은 연구들이 있어왔다. 특히 cBN은 다이아몬드에 버금가는 높은 경도뿐만 아니라 높은 화 학적 안정성 및 열전도성 등 우수한 물리화학적 특성을 가지고 있어 마찰.마모, 전자, 광학 등의 여러 분야에서의 산업적 응용이 크게 기대되고 있다. 그러나 이와 같이 BN박막의 기계적 물성과 관련한 연 구는 많이 진행되어 왔으나 전기.전자적, 광학적 특성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 BN박막의 또 다른 웅용 분야를 탐색하고자 ME - ARE (Magnetically Enhanced A Activated Reactive Evaporation)법 에 의 해 합성 된 BN박막의 광학적 특성 에 관하여 조사하였다. BN박 막합성 은 전자총에 의 해 증발된 보론과 질소.아르곤 플라즈마의 활성 화반응증착(Activated Reactive E Evaporation)에 의해 이루어졌다. 기존의 ARE장치와 달리 열음극(hot cathode)과 양극(anode)사이에 평 행자기장을 부가하여 플라즈마의 증대시켜 반웅효율을 높였다. 합성실험용 모재로는 기본적인 특성 분 석을 위해 p-type으로 도핑된 (100) Si웨이퍼를 $30{\times}40mm$크기로 절단 후, 10%로 희석된 완충불산용액 에 10분간 침적하여 표면의 산화층을 제거한 후 사용하였으며, 광학특성 분석을 위해 $30{\times}30mm$의 glass를 아세톤으로 탈지.세척한 후 사용하였다. 박막합성실험에서 BN의 광학적 특성에 미치는 공정변수의 영향을 파악하기 위하여, 기판바이어스 전압, discharge 전류, $Ar/N_2$가스 유량비 등을 달리하여 증착하였다. 증착된 박막은 FTIR 분석을 통하 여 결정성을 확인하였으며, AFM 분석을 통하여 코팅층의 두께를 측정하였고, UV - VIS spectormeter를 이용하여 투광특성을 평가하였다.

독일, 미국, 일본 등 세계 주요 선진국운 도금전문 중소기업들이 각 산업분야의 첨단 핵심부품의 기능화, 신기능-신제품 창출에 크게 이바지하고 었으며, 도금 및 표면처리 관련 전문연구소와 전문고굽 기술인력이 정부 및 사회단체의 지원으로 끊임없이 관련 기술의 연구와 개발에 여념이 없으며, 관련업계와의 교류에 있어서도 활발하다. 특히 도금설비, 자동화장치, 폐수처리 등 도금관련기술에 1970년대부터 연구개발을 시작 하여 실용화하고 있으며, 최근에는 분자규모 표면제어기술과 제 4세대 도금기술(저가 격-고품질-환경융화-개성화)의 연구 및 상품화를 구축하고 었다. 또한, 도금약품 분야 도 오랜 공업화 역사와 강력한 기초산엽을 기반으로 하여 고효융, 고성능화를 설현 실용화단계에 접어들었으며, 설비자동화와 함께 세계적 환경문제와 관련된 무공해, 저 공해화의 연구를 통해 세계시장을 지속적으로 선점하고 있는 실정이다. 국내의 경우, 근대 공업화의 늦은 출발과 수출을 통한 산업발전에 기인된 대기업 중 심의 산업구조, 그리고 수출목표 지향의 제품생산, 조립위주 등의 원인으로 산업기반 기술인 도금기술과 이와 관련된 기초, 핵심기술이 여전허 낙후되어 있으며, 해외의존 도에 있어서 지리척으로 가까운 일본의 영향이 크고, 기타 선진국으로부터 기술도입, 원자재수입에 의해 영위되어 오고 있는 실정이다 또한 영세성 소규모 업체로 구성되어 기술개발 자체도 수요의 한정 및 연관 산업과의 정보부족으로 실효성이 적으며­관련 전문 연구기관, 연구장벼 및 전문 기술인력이 선진국과 비교하여 절대 부족한 현실에 놓여었다. 연구시설, 연구인력의 절대부족, 기초연구 재원 및 국가적 전략지원 연구 및 기본 INFRA 구축이 부족한 국내 현실을 인식하여 한국기계연구원에서는 업계가 직면하고 있는 표면처리 관련기술 제반문제에 대한 실질적이고 다양한 내용 즉, 기술지도 및 지원, 기술훈현 및 연수, 품질-시험 인증을 위한 실험.측정장비의 구입 및 업계와의 공동활용, 국내.외 최신기술 정보자료의 수집과 신속제공, 국내.외 전문가 초청 활 용, 미래 지향적 목적활용 기초연구사업 수행, 미래기술 동향예측 및 홍보 등을 통해 서 국내 도금기술의 기술자립 및 고도화를 위한 여건마련을 위하여 노력하고 있다.

본 연구에서는 교량, 발전소, 산엽체의 시설물 둥 대형 옥외 설치 구조물의 부식방지를 위해, 전류 인가형 부식 방지 장치를 개발하였다. 기존의 전극기판(anode base)은 pve로 만들 어져 있어서, 옥외에 설치된 상태에서 쉽게 열화되어 부스러지며, 비 갠 후 시설물의 일부에 물기가 남아 있는 부식 환경하에서도 플라스틱 기판은 물기가 쉽게 제거되어 이마 건조된 상태가 된다. 이 경우에는 기판을 통해 부식방지 전류를 흐르게 할 수가 없기 때문에 희생 양극의 임무를 수행할 수가 없으며, 시설물이 부식되는 단점이 있다. 본 연구에서 개발한 흡습성 기판은 기존의 pve 기판의 단점을 개선한 것으로, 대기 중에 방치해도 수명이 영구적이며, 다공질이기 때문에 흡습성이 있어서 비 캔 후에도 기판 내부와 표면에 물기가 남아 었다. 따라서, 비 캔 후 부식환경에서도 부식 방지 전류를 흐르게 할 수가 있어서 희생양극의 업무를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 옥외 구조물에 대한 방식 특성을 평가하기 위하여, 세라믹 기판을 부착하고 전류 측정을 하기 위한 철판(보통탄소강)구조물을 아래와 같이 제작하였다. 구조물의 $가로{\times}세로$ 크기는 $450mm{\times}450mm$ 이며, 구조물의 중앙에 세라믹 또는 pve Anode 기판을 부착 하였다. 살수 후 전류의 측정 위치는 구조물의 Anode 기판 중심에서 100mm 떨어진 지점 4 곳에 부착하였다. 본 연구에서 개발한 세라믹 가판의 경우와 기존의 pve 기판의 경우를 비 교 실험한 결과, 전자의 경우는 120분 경과 후에도 $70~80\mu\textrm{A}$의 많은 양의 전류가 흐르는 것으로 밝혀졌으며, 후자의 경우는 120분이 지난 후에는 전류가 전혀 흐르지 않는 것올 알 수 있다. 따라서, 기존의 pve 보다 세라믹 기판의 경우가 수분 흡수율이 높아 더 오랫동안 전류를 흐르게 하여 방식성이 개선된 것으로 판단된다.

Atomic force microscopy was applied to study the formation and growth mechanism of thin chrome layers prepared under various pulse plating conditions. The chrome was electro-deposited from an electrolyte bath containing 250 gl-l of chromic acid, 25 gl-l of sulfuric acid using direct current density of $1.6{\;}mA.$\textrm{mm}^{-2} and pulse currents with on-off time from 5 to 900 ms. The higher current density enhanced nucleation rate which resulted in refining grain size. The chrome growth kinetics determining nodule size and shape significantly depends on the duration of on-time rather than duration of off-time and on/off time ratio.

Effects of pulse-plating on the wear and corrosion resistance of chrome-carbon layers were studied. The plating were carried out at $06A/\textrm{cm}^2$ in modified Sargent bath containing formic acid at $53^{\circ}C$. The chrome layer were super-saturated with carbon up to 2.0wt. %, which precipitated as chrome carbide such as $Cr_{23}C_6$ after vacuum aging above $200^{\circ}C$ for 1 hour. This resulted in improvement of hardness and wear resistance of the chrome layer. Considering the reduction of corrosion resistance due to the thermal effect, optimum vacuum aging condition of the chrome layer in this study was I-hour at $200^{\circ}C$.

Diamoncl/Mo/Ni multi-layers on SKH-51 steel substrate was prepared to improve the abrasive wear resistance of a tool and die by a commercial chemical vapor deposition unit and electro-plating. The diamond after 7 hour deposition had cuba-octahedral structure with 2~5$\mu\textrm{m}$ grains. The existence of non-ferrous metals such as chromium, nickel and molybdenum between diamond and SKH-51 substrate results in forming higher quality of diamond layer by retarding carbon diffusion in the diamond layer during deposition, and also improving hardness and wear resistance. Surface cracks on the film was sometimes observed by the difference of by the thermal expansion coefficients between the steel substrate and the deposited layers during cooling.

Kinetic indentation technique was studied and a method to evaluate wear and fatigue behaviors of irradiated small specimen was suggested. The method is based on both the proportion of elastic and plastic deformation and values obtained by micro-hardness test. The parameters obtained from the diagram of load-indentation depth-time are required to evaluates wear and fatigue properties. Considering the irradiated test specimen, it is one of possible and useful methods to estimate the irradiated wear and fatigue behaviors of the small size specimen. This article briefly describes the status of irradiated material study in domestic research reactor.

In order to improve wear and fatigue resistance of the structural materials, especially cold work roller for 304 stainless steel, an eco-super-finishing and surface hardening treatment using ultrasonic vibration energy was developed and applied to the SKD-ll roller. The eco-super-finishing machine was designed and fabricated by DesignMecha Co, by its own technology. It was observed that the surface roughness, hardness and residual stress were changed from $Ra{\;}={\;}O.25\mu\textrm{m}$, Hv=710 and ${\sigma}$={\;}+400{\;}MPa{\;}to{\;}Ra{\;}={\;}0.165\mu\textrm{m}$, Hv = 1200 and ${\sigma}=-610$ MPa after 20 KHz micro-cold forging, which means almost equal to the 300 % improvement of life-time.

It is well known that thin film growth and surface morphology can be substantially modified by ion-bombardment during the deposition. This is particularly important in case of thin-film deposition at low temperatures where the film growth occurs under highly nonequilibrium conditions. An attractive way to promote crystalline growth and surface morphology is deposition of additional energy in to the surface of the growing film by bombardment with hyperthermal particles. We were deposited crystalline Ti and TiN thin films on Si substrate by magnetron sputtering method with grid. Its thin films were highly smoothed and dense as increasing grid bias. In order explore the benefits of a bombardment of the growing film with high energetic particles. Ti and TiN films were deposited on Si substrates by an unbalanced magnetron sputter source with attached grid assembly for energetic ion extraction. Also, we have studied the variation of the plasma states by Langmuir probe and Optical Emission Spectroscopy (OES). The epitaxial orientation. microstructual characteristics. electrical and surface properties of the films were analyzed by XRD. SEM. Four point probe and AFM.

독립된 티타늄(Ti)과 실리콘(Si) 타켓을 사용하여 DC reactive magnetron co-sputtering 공 정으로 Ti-Si-N 코탱막을 SKD 11 합금강위에 합성하였다. 고분해능 TEM 및 XPS 분석들로부터 Ti-Si-N 코탱막은 나노미터 크기의 TiN결정체들이 비정질 Si3N4 기지에 분산된 나노복합체의 마세구조를 냐타내었다. 코탱막의 경도는 11 at.%의 Si 함량에서 39 GPa의 최 고 경도값을 나타내었고 이 경우 미셰조직은 5nm 크기의 미세한 TiN 결정이 비정절상의 기지에 균일하게 분포된 특성을 보였다 .. Ti-Si-N 박막내에 Si 함량이 증가할수록 TiN 결정 상들은 다배향성을 나타내었고 크기가 감소하였으며 비정질상에 의해 완전히 둘려싸언 형상 으로 변화하였다. 높은 Si 함량에서는 질소 소스의 부족현상에 의하여 코팅막내에서 free Si 가 나타났다. 상대습도가 증가함에 따라 Ti-Si-N 코탱막의 마찰계수와 마모량이 현저하게 감소하였다. 강재에 대한 Ti-Si-N 코팅막의 마모거동에 있어서 Si02 냐 Si(OH)2 같은 얇은 윤활막의 형성이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되어졌다.

탄소 박막은 내마모, 화학적 생물학적 적합성 둥의 특성으로 언하여 많은 연구자들레 의하 여 연구되어지고 있다. 그러나 탄소 박막의 경우 높은 잔류응력과 이에 따른 낮은 밀착력으 로 언하여 증착 두께에 제한이 되어왔다. EB-PVD법을 이용하여 탄소막을 증착하는 경우 이러한 문제점을 해결하기 위하여 탄소막에 제 2의 금속원소를 첨가하거나 화합물 형태의 증착원 이용, 복합공정 (Hybrid process)을 통하여 증착 두께 의 제 한을 극복하고자 하는 연 구가 계속되고 있다. 본 연구에서는 탄소막의 잔류응력 제어와 증착 두께를 높이기 위하여 Plasma Activated E E-Beam Evaporation을 통하여 탄소막을 증착하였다. 탄소막 증착시 잔류응려과 밀착력에 대한 플라즈마의 영향올 알아보기 위하여 RF 플라즈마의 인업 전력에 따라 실험을 수행하였으며 필라멘트 전자 방출원을 이용하여 플라즈마 밀도가 미치는 영향도 알아보았다.