본 논문에서는 자동차, 가전 및 건설분야에서 널리 사용되고 있는 주요 표면처리강판에 대한 제품 소개 및 기술을 설명하고자 한다. 포스코에서는 자원 및 에너지 절약을 위하여 종래 아연도금 강판보다 더 우수한 내식성을 갖는 고내식 합금도금강판을 개발을 추진하여 양산개발에 성공 하였으며 박막형 고내식강판 개발을 위해 신공법인 진공증착기술을 접목한 제품생산 프로세스 개발을 추진 중에 있다. 또한 다양한 기능성의 유기수지코팅 제품인 흑색수지강판, UV 경화코팅 강판, 프린트강판, self-healing 및 self-cleaning 강판 제품을 개발하였으며 산업과 고객의 요구를 충족시키기 위하여 새로운 기술과 제품개발에 지속적으로 노력하고 있다.

CVD 로 성장된 그래핀 표면위에 transfer 와 lithography 공정에서 잔류하게 되는 PMMA residue 는 mobility 의 감소와 high-k dielectrics 의 증착을 방해하는 결정적인 요인이다. 우리는 최적화 되어진 Ar ion beam 을 통해 PMMA residue 를 damage 없이 효과적으로 제거하였고, 손쉽게 high-k dielectrics 를 uniform 하게 증착할 수 있었다.

Atomic layer etching system를 이용하여 $MoS_2$를 layer by layer control를 하였다. 이 방법이 전통적인 에칭에 비해서 low damage 층간 식각이 가능하였다.

그래핀은 높은 열전도도, 이동도, 물리적 강도, 화학적 안정성을 갖는 물질로써 가장 활발하게 연구가 진행되고 있는 소재이다. 하지만, 높은 품질의 그래핀을 생산하기 위한 Chemical Vapor Deposition(CVD) 그래핀 제조 방법은 높은 공정단가와 낮은 수율 문제로 적용에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 초고순도 그래핀 플레이크를 RF thermal plasma를 이용하여 제조함으로써 이러한 문제점을 해결하고자 한다.

STT-MRAM의 구성물질인 magnetic tunnel junction의 효과적인 식각을 위하여 다양한 가스 조합을 연구하였다. 그 결과 $CH_4/N_2O$ gas 조합보다는 $CH_3OH$ gas 가 보다 향상된 식각 특성을 나타내었고 pulse duty ratio 변화와 기판온도 변화가 식각특성 향상에 영향을 주었음을 알 수 있었다.

Block Copolymer(BCP) 는 self assembly 현상을 이용하여 다양한 pattern을 형성하는데 용이한 물질로써 이를 이용한 다양한 구조물 제작에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 hoe pattern 모양을 갖는 BCP 패턴을 이용하여 Atomic Layer Deposition(ALD) 및 Reactive Ion Etching(RIE) 공정을 이용한 3차원 quantum tube 구조물을 제작하였다.

본 논문에서는 polymer 기판 위에 direct inkjet patterning을 효율적으로 수행하기 위하여 기판 표면의 chemical bonding과 morphology를 in-line system 적용이 가능한 near atmospheric pressure plasma (N-APP)를 이용 하여 기판을 modifying 시켰다. modified substrate 위에 inkjet printing을 이용하여 metal interconnection을 하였다. 그 결과 기존 기판에서의 line width 보다 얇은 선폭을 획득 하였고 adhesion이 향상 되었다.

최근 자동차 성능 및 연비향상을 위해서 엔진의 고출력화 및 소형화 경향이 뚜렷해지고 있으며, 이로 인해 엔진내부의 부품이 받는 환경은 더욱 가혹해 지고 있다. 즉, 자동차 엔진 구동부품은 금속간의 접촉가능성이 매우 높은 경계윤활조건에 놓이게 되며, 또한 배기가스 규제로 인한 첨가제를 최소화 하려는 경향에 따라 경계윤활 환경에서 더욱 심한 마모문제에 직면할 것으로 예상되어 내구성 및 내마모성이 높은 코팅기술에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다. 본 연구에서는 Zr기지의 비정질 형성능을 갖는 합금계를 이용하여 아르곤 및 질소분위기에서 스퍼터링 함으로써 고경도의 ZrN상과 엔진오일과 반응하여 저마찰 트라이보 필름을 형성시킬 수 있는 금소계 원소가 Tissue phase로 존재하는 질화물 나노박막합성기술을 개발한 후 자동차 구동부품인 벨브트레인계 및 피스톤링/라이너 부품에 적용하여 마찰특성을 평가하였다.

연료전지 스택을 구성하는 핵심 부품 중 하나인 분리판(Bipolar plate)은 반응 연료인 수소와 산소를 분리하여 셀(cell)의 전면적에 균일하게 분배, 공급, 배기 및 전기화학반응에 의해 생성된 전류를 수집하며, 높은 가스밀폐성, 전기전도성 및 내식성이 요구된다. 분리판 소재로는 흑연, 고분자-탄소 복합체 및 금속 등이 사용되고 있으며, 이중 연료전지 스택의 부피, 무게 및 제조비용 감소를 위하여 금속분리판이 주목받고 있다. 그러나 금속분리판의 경우 연료전지 작동환경에서 부식반응에 의한 이온 용출로 인해 전극촉매나 고분자전해질막의 오염을 유발할 수 있다는 단점이 있어 최근 금속계 분리판의 코팅을 통하여 분리판의 내식특성 및 전기적 특성을 향상시키는 연구가 활발히 진행되고 있다.

$CrN/Al_2O_3/CrN$ 다층 코팅을 HIPIMS와 ALD간 하이브리드 코팅법을 통해 형성하였다. ALD를 통해 CrN 층에 도입한 $Al2O_3$층의 두께 및 위치가 $CrN/Al_2O_3/CrN$ 다층 코팅층의 미세구조, 표면 거칠기, 기계적 특성 및 화학적 특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 전체 공정시간은 거의 변화시키지 않고도, ALD를 이용한 $Al2O_3$층의 삽입에 의하여 기계적/화학적 특성이 크게 개선될 수 있음을 확인하였으며, 개선된 특성에 대한 원인에 대해 조사하였다.

아연(Zn)을 대체할 수 있는 물질계 인 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)을 본 연구에서는 전자빔 증착을 이용하여 냉연 강판 위에 다층으로 코팅하고 열처리를 실시하여 전자현미경 및 글로우방전 분광기를 이용한 코팅층의 특성 분석 및 염수 분무시험을 통해 내식성을 평가하였다.

빗각 증착은 입사 증기가 기판에 수직하게 입사하는 일반적인 공정과는 다르게 증기가 기판의 수직선과 $0^{\circ}$이상의 각을 갖는 증착 방법을 의미한다. 본 연구는 공정 압력이 비교적 높은 스퍼터링 공정에서 빗각 증착을 실시하여 코팅층의 구조제어가 가능한지를 확인하였다. 본 연구에서는 조직의 치밀도 향상을 통한 특성 향상을 위해 TiN 박막을 제조함에 있어서 빗각 증착 기술을 응용하여 단층 및 다층 피막을 제조하고 그 특성을 비교하였다.

음극 아크 증착을 이용하여 제조한 AlTiN 박막의 공정 변화에 따른 물리적 특성 변화를 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제조한 AlTiN 박막의 특성을 평가하였다. Al-Ti 타겟(Al:Ti=75:25 at.%)을 음극 아크 소스에 장착하여 AlTiN 박막을 코팅하였다. 기판은 stainless steel(SUS304)과 초경(tungsten carbide; WC)을 사용하였다. 음극 아크 소스에 인가되는 전류가 낮을수록 AlTiN 박막 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 공정 압력과 기판 전압이 높을수록 AlTiN 박막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 코팅 공정 중 질소 유량을 변화했지만 AlTiN 박막의 특성은 변하지 았았다. AlTiN 박막 제조 시 빗각을 적용한 결과, $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 박막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. AlTiN 박막의 내산화성을 평가한 결과, $600^{\circ}C$이상에서 안정된 내산화성을 확인할 수 있었다.

박막의 제조는 많은 연구의 기초가 되는 시편을 만드는 과정으로, 현대의 과학기술 연구개발에서 매우 중요한 공정의 하나이다. 그러나 박막의 제조는 제조하는 사람의 숙련도나 장치에 의존하는 경우가 많고 경우에 따라서는 원하는 특성의 박막을 제조하기 어려운 경우도 많다. 그러다보니 경험이 없는 연구자의 경우는 때때로 까다로움과 번거로움을 느끼게 되며, 안정된 공정을 찾기까지 많은 시간을 소비 하게 된다. 특히 부적절한 증발방법의 선정에 따른 실험 결과는 경제적인 손실을 초래할 뿐만 아니라 실험하는 사람을 좌절시키는 가장 큰 요인이 되어왔다. 본 논문에서는 박막 제조에 널리 이용되는 저항가열 및 전자빔 증발원을 이용하여 다양한 물질에 대한 증발특성을 조사하고 그 결과를 발표하고자 한다.

식품포장재용 SiNx 박막을 합성하였다. SiNx 박막은 박막이 투명하고 낮은 투습도를 가지고 있어 식품포장재뿐 아니라 유기소자디스플레이에서도 활발히 연구되고 있다. 이 연구에서는 SiNx 박막을 PECVD를 통한 저온 공정으로 PET 기판 위에 합성하여 높은 투과도를 가지며 낮은 투습도를 갖는 박막을 합성하였다. 박막 합성 중의 플라즈마 특성을 알아보기 위해 Optical Emission Spectroscopy (OES)를 통한 플라즈마 진단을 하였으며, 박막의 특성을 알아보기 위해 FT-IR, UV-visible, MOCON 테스트 등을 하였으며, $7.6{\times}10^{-3}g/m^2/day$의 투습도를 갖는 것을 확인하였다.

투명전극이란 전기 전도도를 갖는 동시에 가시광선 영역에서 빛을 투과하는 성질을 가지는 소재이다. 일반적으로 가시광선 영역(380nm~780nm)에서 80%이상의 광 투과도를 가지며, 비저항이 $10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$ 이하, optical band gap 이 3.3 eV 이상인 물질을 TCO(Transparent Conducting oxide)라고 한다. 현재까지 국내의 TCO 관련 연구는 터치패널, 디스플레이, 태양전지 등 광전자분야에서 가장 널리 사용되고 있는 ITO(Sn:In2O3)에 치중되어 있으며, 관련 연구도 거의 디스플레이 맞춤형 연구개발이 주류를 이루어왔다. ITO가 전기전도성이 우수하고 동시에 가시광선 영역에서의 투과율도 80%이상으로 전기적, 광학적 특성이 우수하다는 장점을 가지고 있으나, In의 희소성으로 인한 고가격, 유독성, 접착력 문제 때문에 이를 대체하기 위해 제조원가가 ITO에 비하여 월등히 저렴하고 내화학성과 내마모성이 우수하면서도, 가시광선 영역에서의 광투과율이 80%이상으로 좋다는 $SnO_2$에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 적절한 dopant를 첨가하여 $SnO_2$자체의 높은 광학적 투과도를 유지하면서 전기전도성을 더 높일수 있고, 투명전극이 가져야 할 고온 안정성을 가지고 있으며 비독성이고 수소 플라즈마에 대한 내성이 더 클 뿐만 아니라 저온에서 성장이 가능하다. $SnO_2$의 전기 전도도를 높이기 위한 Al, In, Ga, B와 같은 3족 원소가 $SnO_2$의 n형 dopant로 널리 사용되고 있다. 그 중 Al은 반응성이 커서 박막 증착 중에 산화되기 쉬운 반면, 전기적 특성 및 광학적 특성의 향상을 이룰 수 있다. 본 연구에서는 Rf Sputtering법을 사용하여 quartz기판 위에 다층박막 형태의 투명전도막을 제작한 후, 열처리를 수행, 이에 의한 다층박막 내 계면간 상호확산 현상을 이용하여 투명 전도막의 특성변화를 관찰하였다. 박막의 구조적 특성은 XRD장비를 사용하여 분석하였으며, 전기적, 광학적 특성은 각각 표면저항기, 홀 측정 장비, 그리고 UV-VIS-NI를 사용하여 확인하였다.

최근 화석에너지 고갈 및 에너지 수요의 폭발적 팽창을 해결하기 위하여 경량화와 내마모 측면에서 고효율 시스템을 적용한 자동차 및 각종 성형 기기들이 개발되고 있다. 특히 장치의 고성능화라는 요구조건을 충족시키기 위해서는 금속가공산업에서 표면개질의 중요성이 부각되고 있다. 이러한 표면개질에는 일반적으로 표면의 성질을 개선하여 마모(abrasion) 및 국부 압력(local stress) 또는 피로(fatigue), 마식(wear and corrosion)에 견디게 하여 부품의 수명증대와 제품의 소형화에 기여하고 있다. 이러한 표면개질법에는 경질의 물질을 표면에 코팅시켜 재료표면의 특성을 향상시키는 방법과 금속의 표면에 다른 원소를 침투 및 확산시키는 방법으로 나눌 수 있다. 확산방법으로 침탄, 질화, 보로나이징, 크마이징 처리 방법 등이 있다. 상업적으로 가장 많이 사용되는 표면 개질법은 침탄기술로서, 고온에서 짧은 시간내에 물성 향상이 가능하지만, 강의 변태점 이상의 온도에서 진행됨으로서, 변형에 따른 문제가 발생되어 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다. 반면, 질화법은 변태점 이하의 저온에서 철강 표면에 N을 침투시켜 강을 경화시키는 특징을 가진다. 변형이 적고 질소원자가 강내에 침투함으로 인해 내마모성, 내피로성, 내식성 등의 물리적 성질을 향상시키는 점에서 유리하여 각종 정밀 부품 및 자동차 부품, 금형 등에 많이 사용된다. 또한, 경도 향상 및 결정구조의 영향으로 코팅처리시 모재와 코팅 층의 밀착력 향상을 가져오면 이러한 이유로 코팅 층의 하지 층으로써 각광 받고 있다. 본 발표에서는 플라즈마 질화의 이해를 높이기 위해 관련 기술에 대한 전반적인 소개와 향후 플라즈마 질화 기술의 적용이 기대되는 침탄대체 적용 가능 부품, 침류질화 기술, PECVD 공정과의 접목 등 산업적은 응용 측면에서 응용 분야에 대한 소개를 진행하고자 한다.

연료전지용 금속 분리판 성형 금형의 수명 향상을 위하여, 새로운 표면처리법을 연구하였다. 새로운 표면처리법에 의해 생성되는 물질의 물성을 분석하고, 사용 환경에서 요구되는 특성을 평가하여 결과를 보고한다.

연료전지는 수소와 공기 중 산소를 이용하여 전기화학반응으로 전기를 생성하고 이를 활용하는 장치이다. 신재생에너지기술에서 신에너지인 수소를 활용하는 기술이며 수소를 이용한 분산발전, 자동차, UPS, APS, 지게차 연료전지 등의 응용분야가 점차적으로 확대되고 있다. 본 연구에서는 연료전지에 활용되고 있는 표면처리기술의 동향을 조사하였다.

수소자동차용 연료전지의 중요 핵심부품 중 하나인 금속분리판의 경우 표면 처리 및 코팅기법을 이용해 전기적 고전도 특성과 화학적 내부식 특성을 확보하는 것이 관건이다. 본 연구내용은 향후 상용화를 목적으로 지금까지 진행해 온 금속분리판을 위한 건식 진공 표면처리 및 코팅기술 개발 현황에 대한 것이다. 생산비용의 저가화와 대량생산 가능성을 고려하여 고속의 연속 전처리법 및 진공증착법을 기본 공정으로 선정하고, 고전도/내부식성 증착물질 선택에도 귀금속을 배제하는 등의 기본 전제와 연구 결과를 소개한다. 기 확보된 기술에 의한 접촉저항 및 내부식 특성은 미국 DOE의 2017년 목표치를 만족하는 결과를 보였다.

탄소는 부식되지 않고 친환경적이며 물리화학적 안정성 및 내마모성 등 많은 장점을 가지고 있어 많은 연구들이 진행 되고 있다. 하지만 탄소 박막은 전도도가 낮은 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 탄소 박막의 전도성과 플라즈마 변수와의 상관관계를 규명 하고자 하였다. 박막의 특성은 X-ray Diffraction (XRD), Hall measurement, Contact angle, Raman spectroscopy 등의 분석기기를 사용하여 측정하였고 그 결과 DC보다 Pulse DC를 사용할 때 더 좋은 전기적 특성을 나타내었다.

유증기 처리 설비에서 발생하는 황화합물의 황산화 현상에 따른 부식손상은 설비의 안전운영 및 유지보수 공정에 영향을 미치는 주요 원인이며, 이에 대한 대책이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 실제 유증기 가스 및 설비공정 상에서 발생되는 침출수를 채취하여 각각의 성상을 분석하고 부식을 일으킬 수 있는 황산화 현상에 대한 연구를 수행하였다. 또한, 발생 유증기의 액화에 따른 침출수의 배관부식 영향성을 확인하기 위하여 배관용 강관재료에 대한 무게감량시험 및 전기화학시험을 통해 침출수 pH 조건에 따른 부식경향성을 평가함으로써 유증기 처리설비의 부식방지 대안을 제시하고자 한다.

SPCC강판상에 PVD 스퍼터링법으로 Zn계 박막을 제작하였고, Zn계 박막의 결정구조와 표면특성에 미치는 산소의 영향을 해석하였다. 실험결과, 진공쳄버 내부에 있는 대부분의 Zn 이온중에서 Mg 이온이 증가할 때, Mg의 증발 및 흡착으로 인한 Zn의 증착핵 성장 억제와 Zn-Mg 금속간 화합물의 분산분포는 Zn-Mg막의 결정입자의 크기를 작게 만들었다. 산소가 쳄버내부에 존해하는 경우에는 XRD 피크는 상대적으로 감소되면서 브로딩하게 나타났다. 또한, 표면특성인 몰포로지의 경향을 분석해 보면 결정입도는 작아지는 현상을 보였다. 이것은 챔버 내부에 존재하는 잔류가스인 산소가 Zn 및 Mg과 같은 증착입자와 결합 및 흡착이 이루어지고, Zn 및 Mg 등이 증착핵의 마이그레이션 효과를 감소시켜 결정입도의 크기가 감소되는 것으로 나타났다.

마그네슘합금을 주조한 후 열간압출하여 CaO 첨가와 열간압출이 마그네슘 합금의 고온산화에 미치는 영향을 조사하였다. CaO 첨가효과는 첫째, $CO_2+1%SF_6$ 보호가스 없이 마그네슘 합금을 대기 중에서 주조할 수 있도록 하며, 둘째, 내열성을 크게 증진시켜 마그네슘합금의 산화 한계를 증가시키는 것이다. 열간압출 효과는 모재의 결정립계에 존재하는 석출물을 파괴시켜 석출물의 부피분율을 감소시키는 것으로서, CaO를 첨가할수록 석출물의 분율이 증가하였다.

현대 산업에서 철은 매우 중요한 재료이다. 다양한 산업적 요구에 맞게 제철산업에서도 다양한 성질의 강을 개발하고 생산하고 있다. 강의 주요 물성으로는 인장강도, 항복강도, 연신율 등이 있으며 이러한 물성들을 향상시키거나 변경하는데 다양한 첨가원소와 제조 공법들이 적용되어진다. 본 연구에서는 그 중 합금 원소를 첨가하여 강도를 높이는 초고강 강에 대해서 화성처리 특성을 연구하고 그에 영향을 미치는 인자에 대해서 분석하였다. 그리고 화성처리 공정을 개발하여 초고강도강의 인산염특성을 향상 시켰다.

본 연구에서는 AZ31 마그네슘 합금의 부식특성을 살펴보고, AZ31 마그네슘 합금의 내식성을 향상시킬 수 있는 효과적이며 경제적인 표면처리 방법을 모색하였으며, AZ31 마그네슘 합금의 부식이 일어나는 이유 및 부식을 억제하기 위하여 사용가능한 방법에 대하여 토의하고자 한다.

Magnesium alloy AZ31 sheet를 자동차용 부품으로 사용하기 위해서는 내식성, 전착도장성등의 신뢰성을 확보해야 한다. 이를 위해서 우리는 Phosphate, manganese, silicon계열의 화성처리제를 이용하여 자동차 부품으로 사용가능한 신뢰성확보를 위해 표면처리 방법에 관한 연구를 진행 하였다.

The importance of magnesium alloys has significantly increased due to their low density, high strength/weight ratio, very good electromagnetic shielding features and good recyclability. However, unfortunately, Mg alloys are very susceptible to corrosion due to their high chemically activities (= -2.356 V vs. NHE at $25^{\circ}C$), hence, most commercial Mg alloys require corrosion protective coatings. Organic coating such as painting, powder coating and electrophoretic deposition of paint (E-paint) is typically used in the final stages of the coating process of Mg alloys. In this study, effect of pre-immersion time on the deposition of E-paint on AZ31 Mg alloy was investigated. It was found that during pre-immersion time, AZ31 Mg alloy rapidly reacts with E-paint solution and paint can be self-deposited on the AZ31 surface without applying of electric current. The pore size on the E-painted AZ31 Mg alloy increased with increasing pre-immersion time from 0 to 5 min. Both adhesion and corrosion resistance of E-painted AZ31 Mg alloy decreased with increasing pre-immersion time. The best E-paint AZ31 Mg alloy, which showed stronger adhesion after water immersion test and good corrosion resistance, was started to deposit after 5 s of pre-immersion time.

알칼리 수전해는 신재생에너지를 이용하여 오염물질 없이 효율적으로 수소를 생산할 수 있는 방법 중의 하나이다. 알칼리 수전해 시스템의 산화전극으로 불용성전극이 많이 사용되고 있으나 높은 과전압과 제조 공정이 복잡한 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 전기변색을 이용해 짙은 파란색의 $TiO_2$ 나노튜브를 알칼리 수전해 시스템의 산화전극으로 이용하고자 하였다. 양극산화법을 이용해 $TiO_2$ 나노튜브를 만드는 과정에서 양극산화 시간과 인가전압에 따라 Blue $TiO_2$의 산소발생반응(Oxygen evolution reaction, OER) 활성 변화를 측정하였고 나노튜브 길이가 길고 직경이 클수록 OER활성과 내구성이 향상되는 것을 확인하였다.

In this work, a possible mechanism for grain evolution in Al-Mg alloy films during thermal annealing is suggested on the basis of the phase transition and the related residual stress. Al-Mg alloy films with compositions of 14.0 and 18.0 wt% Mg content were deposited on cold-rolled steel substrates by the direct current co-sputtering method using Al and Mg targets. After the deposition, the samples were thermally annealed at $400^{\circ}C$ for 10 min. The featureless, dense cross-sectional microstructure of the as-deposited films turned into a grainy microstructure after the thermal annealing. According to the residual stress evaluated by using the $XRD-sin2{\psi}$ technique and the phase analysis by XRD, it is likely that grains were created in order to relieve the additional accumulation of residual stress originating from the phase transition from face-centered cubic Al (${\alpha}$) to Al3Mg2 (${\beta}$) and Mg (${\delta}$) phases, suggesting interplay between the microstructure and residual stress.

Zn-Mg 합금은 순수한 Zn 보다 우수한 내식성을 나타내며, 이러한 Zn-Mg 합금을 코팅공정에 도입하기 위하여 Zn-Mg 박막 합성의 최적 공정조건을 도출하고자 하였다. 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 합성한 Zn-Mg 박막은 Mg 함량이 증가할수록, 합성 분위기가 낮을수록 치밀한 미세구조를 나타내었다. 또한 Zn-Mg 박막의 미세조직이 치밀해질수록 내식성은 증가하나, 밀착성은 감소하였다.

아연-마그네슘 합금은 뛰어난 내식성으로 최근 코팅소재로 가장 많이 사용되는 아연 도금을 대체할 수 있는 재료로서 주목받고 있다. 특히 PVD 방식을 통해 도금강판을 제조할 경우 도금층의 두께 제어가 용이하여 아연의 사용량을 저감할 수 있다. 그러나 이러한 PVD 방식을 통해 제조된 아연-마그네슘 도금강판을 사용하기 위해서는 내식성 이외에도 일정수준의 기계적 특성 확보가 중요하다. 본 연구에서는 마그네슘 함량을 달리하여 제조된 아연-마그네슘 도금강판을 대상으로 XRD 분석, 나노인덴테이션 시험을 실시하여, 아연-마그네슘 도금강판 도금층의 기계적 특성에 미치는 상(Phase)의 영향을 분석하였다.

전자빔 증착을 이용하여 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)의 2층 구조를 갖는 박막을 강판 위에 코팅한 후 열처리를 실시하여 박막의 미세구조 변화와 합금상을 관찰하고 Al-Mg 코팅 강판의 내부식 특성을 평가하였다. 이를 통해서 Al-Mg 박막의 미세구조와 합금상이 Al-Mg 코팅 강판의 내부식 특성에 미치는 영향을 확인하였다. Al-Mg 박막의 조성은 Al 박막과 Mg 박막의 두께 변화를 이용하여 조절하였으며 Al-Mg 박막의 두께비는 각각 1:1(Al:Mg), 2:1, 5:1 이었다. 열처리 온도는 $400^{\circ}C$, 열처리 시간은 2, 3, 10분 이었다. Al-Mg 코팅 강판은 열처리를 실시하면 주상구조에서 치밀한 구조로 변화하였으며 Al-Mg 합금상이 생성되었으며 합금상은 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17} $ 이었다. 이러한 합금상의 생성으로 Al-Mg 박막의 미세구조가 변화하고 Al-Mg 코팅 강판의 내식성에도 영향을 미친 것으로 판단된다.

도전체에 적절한 열을 가하기 위하여 상당히 높은 수준의 자기장을 이용한다. 이러한 높은 자기장을 만들기 위하여 유도가열 코일은 상당히 높은 고주파 전류를 이용하게 되는데, 이로 인하여 코일 자체에도 상당히 높은 발열이 발생하게 된다. 따라서 실제적으로 코팅물질의 발열을 위하여 전달되는 에너지 이외에 소모적으로 사용되는 코일에서 사용되는 에너지가 어쩔수 없이 존재하게 된다. 이는 전자기코일의 효율을 낮추는 역할 뿐만 아니라 안정적인 운전을 저해하는 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 전자기 및 온도 해석을 통하여 유도가열 코일의 구조에 따른 효율 및 코일에서의 온도 분포등을 도출하여 전자기 유도가열코일의 설계에 이용하고자 한다.

티타늄-알루미늄-질화물(TiAlN)은 고능률 절삭 분야에 사용되는 공구의 수명 향상을 위한 표면처리 소재로 많이 이용되고 있다. 음극 아크로 코팅할 경우, 거대 입자가 박막 표면에 존재하여 박막의 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 공구의 수명을 향상시키는 TiAlN 박막을 TiAl 합금 타겟을 이용하여 형성하였으며, 거대입자의 생성을 줄일 수 기판 청정공정을 도출하였다. 그리고 따른 박막표면을 관찰하였다.

유연 폴리머 기판 상에 광 투과 특성을 기존 전극 대비 혁신적으로 개선한 2차원, 3차원 산화물 나노 구조 전극을 개발하였다. 본 유연투명전극의 높은 광 투과 특성으로 인한 유연소자의 성능 향상을 유연 유기 태양전지 제조를 통해 입증하였다.

유연성이 우수한 전도성 고분자 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)의 전기적 특성향상에 대한 연구를 위해, 본 연구에서는 PEDOT:PSS 박막에 전기장을 수직방향으로 인가하여 PEDOT 과 PSS 의 상분리를 형성시킨 후 기존의 공정 방식과는 다른 dynamic etching 공정 방식을 적용하여 PEDOT:PSS 박막의 표면에 존재하는 PSS를 효과적으로 제거함으로써 전기장을 인가하지 않은 PEDOT:PSS 전도성 대비 최대 50%까지 전도성을 향상 시켰을 뿐만 아니라 표면 상태 역시 RMS 2.28 nm로 smooth한 표면을 얻을 수 있었다.

By the pre-doping technique on graphene/copper foil, we obtained the pristine sheet resistance and optical transmittance of the chlorine doped-single layer graphene $245{\Omega}/sq$ and 97% at 550 nm wavelength, respectively. X-ray photoelectron spectroscopy revealed that an extremely high Cl coverage of 47.3% of monolayer graphene surface was achieved as the highest surface-coverage graphene doping material ever reported.

전자제품에서 반도체 부품의 협피치화가 진행됨에 따라 PCB의 회로와 회로 사이의 간격 혹은 Hole과 Hole간의 간격이 줄어듬에 따라 ECM(Electrochemical Migration)과 CAF(Conductive Anodic Filament)의 불량이 증가하게 되었다. 특히 열악한 환경에서 사용되는 Power Supplier나 사용전압이 높아지는 전기 및 수소연료 자동차 분야에선 이들 불량방지에 노력을 기울여야겠다.

Copper는 2차 전지 및 PCB 등 Electrical Device에 빠짐없이 들어가는 핵심 부품이다. 반도체 배선재료 또한 Aluminum에서 Copper로 대체되어 Electrical Conductivity 및 Electro-migration 문제를 해결할 수 있었다. 최근 배선의 미세화 및 전지용량 증가로 인해 보다 얇으면서, 동시에 높은 기계적 강도를 가지는 Copper Film의 필요성이 요구되고 있다.

솔더링과 와이어본딩이 가능한 ENEPIG (Electroless Nickel/Electroless Palladium/Immersion Gold) 를 중심으로 미세회로 기판에 적용할 수 있는 표면처리 및 공정 약품을 소개하고자 한다.

PCB 무전해 주석도금의 원리와 주요 품질특성치, 그리고 최신 무전해 주석도금 약품의 기술개발 현황을 소개하고 적용사례를 소개한다. 특히 자동자용 전장제품의 무연화가 2016년부터 적용됨에 따라 현재 가장 유력한 HASL 대체 표면처리가 무전해 주석도금 (Immersion tin plating)으로 알려져 있어서 이에 대한 전반적인 소개 및 새로운 적용분야 등에 대해 발표한다.

환경보호 정책에 대응하고 보건 및 안전의 수준 향상을 위한 수용성 도료의 적용 시, 일부 도장 공정에서 도막 건조의 지연으로 sagging 현상이 발생하였다. 이러한 sagging 현상이 일어난 원인을 실험을 통해 분석한 결과, 도료가 갖는 고유의 yield stress와 더불어 습도 및 통기 상태 등의 시공 환경이 지배적인 영향을 미친다고 파악되었다. Sagging 현상의 재발을 방지하기 위해서는 높은 sagging 저항성을 갖는 도료의 선정뿐만 아니라 도장 공장의 적절한 온/습도 및 환기 제어가 선행되어야 한다.

마감 도장이 완료된 면이 장기간 노출된 상태에서 후속 작업으로 인해 금속 분진 등의 오염물이 쌓이면 수분 및 염분 등과의 반응으로 도장 표면에 녹 등의 2차 오염이 발생하여 광택이나 표면 미려함 등을 잃어버리게 된다. 이럴 경우 소요되는 시간과 경비를 줄이기 위해 재도장 작업 대신 도장 표면의 오염 막을 제거하기 위한 방법으로 rust remover가 사용되고 있으나, 현재 rust remover 사용에 따른 도막 열화에 관한 객관적인 자료가 없는 실정이다. 본 연구에서는 당에서 사용되고 있는 선박용 마감 도료를 대상으로 rust remover가 도막 표면 열화에 미치는 영향에 대하여 조사 검토하다.

선박건조에 사용되는 도료 중 SPC(self-polishing copolymer) A/F(anti-fouling) 도료의 주된 기능은 해양생물의 부착 등 해양생물에 의한 오염을 방지하는 방오성능으로 인식되어 왔으나, 최근 방오성능 뿐 아니라 선박의 운항 시 선체저항을 줄임으로써 발생되는 연료절감효과와 선박의 미관을 위한 변색지연 등 SPC A/F 도료의 다른 기능에 많은 관심을 가지게 되었다. 이러한 관심과 사용자의 요구에 따라 도료사에서는 항력의 감소를 가져 올 수 있는 Silyl acrylate copolymer로 디자인 된 Silyl acrylate SPC A/F 도료를 개발하였으나 SPC A/F 도료의 방오제(biocides) 종류에 따른 방오성능 차이를 비교 평가 할 수 있는 객관적 자료가 부족하여, 본 연구를 통해 SPC A/F 도료의 종류 별 방오성능을 평가하고자 한다.

레늄미량함유 염산용액중에서 추출제로 Alamine304-1(Henkel), Cyanex272(Daihachi)와 $D_2EHPA(Henkel)$를 사용하여 용매추출공정으로 레늄의 추출거동을 조사하였다. 수상에 존재하는 레늄은 60 ppm이며, Kerosine과 추출제를 혼합한 합성용액을 사용하였다. 레늄 회수의 최적조건을 조사하기 위해 추출제의 종류 및 농도, 수상과 유기상의 상비, HCl의 농도, 불순물 분리 실험 등을 진행하였다. 수상의 pH가 2 이하이고, 상비는 1:1로 하여 1 % Alamine304-1으로 10분간 반응시킨 후 상온에서 1시간 이상 정치시켰을 때 레늄의 추출율이 99 % 이상으로 가장 우수하였으며, Cyanex272와 D2EHPA를 사용한 경우에는 레늄의 거의 추출되지 않았다.

니켈도금폐액은 재자원화되지 못하고 대부분 외부로 위탁 폐수처리되고 있으며, 고가의 금속인 니켈을 회수되지 못하고 버려지고 있는 실정이다. 이에 니켈도금폐액으로부터 니켈을 회수하고, 회수된 니켈을 이용하여 니켈화합물을 제조하여 니켈도금폐액을 재자원하는 기술을 개발하였다.

인쇄회로기판 패턴도금 박리공정 중 발생하는 폐솔더 박리액은 주석, 구리, 철, 납 등 유가금속이 함유된 질산계 폐액이다. 본 연구에서는 이러한 폐솔더 박리액에서 질산과 유가금속을 체계적으로 회수하는 기술을 개발하고자 하였다. 먼저 폐액을 $80^{\circ}C$에서 3시간 정도 반응시켜 주석을 $SnO_2$ 상태로 90% 이상 회수가 가능하였다. 주석이 회수되고 구리, 철, 납만이 존재하는 질산계 폐솔더 박리액에서 확산투석을 이용하여 질산을 94% 이상 회수가 가능하였고 회수된 질산의 농도는 5.1 N 이었다. 질산을 추출한 폐액에서 침전제로 옥살산(Oxalic acid)을 사용하여 구리를 구리옥살레이트 상태로 침전시켜 타금속이온과 선택적으로 분리하였다. 마지막으로 폐액 중 용해되어있는 납을 $65^{\circ}C$이상에서 철 스크랩을 이용한 세멘테이션을 통하여 회수하였다.

주석함유 2차 공정 부산물인 양극 슬라임내의 금속을 회수하기 위하여 탄소환원반응을 통해 금속 회수에 미치는 공정변수의 영향을 조사하였다. 열역학 모델링과 금속환원 실험결과, 환원 온도와 고체 환원제인 코크스(cokes)에 공정 변수에 따라 금속으로 환원이 될 수 있음을 확인하였다.

주석 도금시 발생하는 주석 폐 도금 슬러지로부터 주석을 회수하기 위해 염산 직접 침출방법과 환원 열처리($700^{\circ}C{\sim}1100^{\circ}C$)후 염산 침출방식을 고찰하였다. 폐 슬러지의 염산 직접 침출시 주석의 침출율은 40% 이하였다. 폐 슬러지를 수소분위기하에서 $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$, $900^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$로 열처리한 후에 염산을 이용하여 침출시에는 환원된 주석의 침출율이 97% 이상이었고, 온도가 $800^{\circ}C$일 때 침출율이 98.2 %로 가장 효과가 좋았다.

본 연구는 탈질용 폐 SCR 촉매로부터 유가금속인 바나듐과 텅스텐을 회수하기 위하여 고온 소다배소, 수침출, 침전 및 용매추출 실험 순으로 진행하였다. 소다배소는 $Na_2CO_3$ 첨가량 5당량, 폐촉매 평균 입자크기 $54{\mu}m$, 배소온도 $850^{\circ}C$, 배소시간 120분의 조건이 적절하였고, 소다배소 산물의 수침출 실험은 배소산물 입자크기 $-45{\mu}m$, 침출온도 $40^{\circ}C$, 침출시간 30분 및 광액밀도 10%의 조건이 적절하였다. 이와 같은 조건하에서 소다배소 및 수침출 실험을 수행한 결과, 바나듐 성분 약 46%와 텅스텐 성분 약 92%가 침출 되었다. 수침출 공정에서 얻어진 바나듐과 텅스텐이 함께 침출된 침출용액으로부터 바나듐 성분을 선택적으로 침전시키기 위하여 MgCl2를 사용하여 침전실험을 수행하였으나, 바나듐 성분이 침전될 때 텅스텐 성분이 함께 침전되어 큰 손실율을 나타내었다. 또한, 침출용액 내의 바나듐과 텅스텐 성분을 분리하기 위하여 용매추출 실험을 수행하였다. 아민계열의 추출제인 Alamine 336 및 Aliquat 336을 사용한 용매추출 실험에서 바나듐과 텅스텐 성분 모두 90% 이상 추출되었다. 이후 수행된 탈거실험에서 대부분의 역추출제에 의해 바나듐과 텅스텐은 동시에 탈거되었다. 그러나 Alamine 336을 추출제로 사용한 유기상의 탈거실험에서 NaCl 및 NH4Cl 용액을 탈거용액으로 사용하였을 경우에 바나듐과 텅스텐이 선택적으로 탈거될 수 있는 가능성을 나타내었다. 반면에 Aliquat 336을 추출제로 사용한 유기상의 탈거실험의 경우, NaOH 용액이 가장 선택적인 탈거용액임을 확인하였다.

본 논문에서는 수열합성법으로 성장된 ZnO 기반의 나노구조를 응용함으로써, 압전기반의 새로운 나노제너레이터 구조 및 성능향상에 관한 연구를 제시하고자한다. ZnO 나노구조는 원자층증착법을 적용하여 균일한 ZnO 나노박막 seed층을 성장하고, 이러한 seed층 위에 수열합성법을 통해 $90^{\circ}C$ 저온에서 ZnO 나노구조를 성장함으로써 이루어진다. 성능향상을 위해 다양한 종류 및 구조의 기판 적용을 통해 압전소자를 제작하였으며, 주기적인 스트레인의 적용을 통해 출력특성을 측정하였다. 또한 유연성 나노제너레이터의 제작을 위해 Graphene기반의 전극구조를 적용하였으며, 이를 통해 유연성 나노제너레이터 소자로부터 나노압전특성을 제어할 수 있었다. 특히 나노압전소자의 성능향상을 위해 기판의 표면미세구조를 조절하여 표면적을 넓혀줌으로써 압전소자의 출력전압특성을 향상하였으며, 이러한 메커니즘을 구조적, 성분 분석 및 광학적 특성분석을 통해 규명하였다.

The properties of thin film solar cells based on electrodeposited $CuIn(Se,S)_2$ were investigated. The proposed solar cell fabrication method involves a single-step $CuInSe_2$ thin film electrodeposition followed by sulfurization in a tube furnace to form a $CuIn(Se,S)_2$ quaternary phase. A sulfurization temperature of $450-550^{\circ}C$ significantly affected the performance of the $CuIn(Se,S)_2$ thin film solar cell in addition to its composition, grain size and bandgap. Sulfur(S) substituted for selenium(Se) at increasing rates with higher sulfurization temperature, which resulted in an increase in overall band gap of the $CuIn(Se,S)_2$ thin film. The highest conversion efficiency of 3.12% under airmass(AM) 1.5 illumination was obtained from the $500^{\circ}C$-sulfurized solar cell. The highest External Quantum Efficiency(EQE) was also observed at the sulfurization temperature of $500^{\circ}C$.

질산산화법(nitric acid oxidation method)은 저온에서 안정적인 산화막을 형성하는 직접산화공정으로 azeotropic point(68 wt%)인 120도 이하의 온도에서 산화막을 형성한다. 120도에서 형성한 질산산화막은 CVD법으로 형성한 산화막 보다 낮은 누설전류밀도(leakage current density)를 나타낸다. 또한 질산의 농도가 증가함에 따라 형성한 산화막의 누설전류밀도가 감소하며, 이는 열산화법으로 형성한 산화막 보다 낮다. 질산산화의 낮은 누설전류밀도는 형성한 산화막의 높은 원자 밀도와 낮은 계면준위밀도에 의한 것으로 이 특성을 이용하여 게이트 절연막(gate insulator)과 태양전지의 passivation막으로 응용되고 있다.

최근 탄소나노섬유는 우수한 물리적 화학적 특성을 바탕으로 에너지 저장소자의 전극소재 및 촉매 지지체로 사용되고 있다. 이들의 에너지저장능력을 향상시키기 위하여 다공화, 기능화 (산소 작용기), 복합화 등 탄소나노섬유의 표면제어를 실시하였고, 이들의 구조적, 화학적, 전기화학적 평가를 실시하였다.

수소제조용 SMR(steam methane reforming) 공정에 사용될 수 있는 FeCrAl 다공체의 지지체-촉매의 결합력을 향상시키기 위하여 PEO(plasma electrolytic oxidation)법을 이용하여 FeCrAl 표면에 산화물을 형성시켰다. 열처리, 저전압, 고전압, 전해질 농도 등의 공정 조건에 따른 산화막의 형성 거동 및 형성된 산화물의 상분석 등을 진행하였다. PEO 공정을 이용하여 형성된 산화막은 다른 공정에 의하여 형성된 산화막과 비교할 때 치밀한 특징을 보였다. 따라서 본 연구를 통하여 향후 SMR 공정에 사용될 수 있는 FeCrAl 다공체의 내구성 및 수명 향상에 도움을 줄 것으로 기대되었다.

마이크로 패턴된 Au 전극사이에 얼라인된 Tellurium (Te) 나노리본들이 의도한 모양과 배열방식을 가지고 리쏘그래피 패턴 전해증착 (Lithographically patterned nanowier electrodepositon, LPNE) 방법에 의해 4인치 Si wafer 배치로 합성되었다. 합성된 Te 나노리본은 수 센티미터의 길이를 가지고, 그 두께와 폭 역시 작업 전극으로 사용되는 Si wafer위에 증착된 Ni의 두께와 전해증착 시간에 의해 쉽게 제어될 수 있다. $3{\mu}m$의 간격을 갖는 Au 전극 사이에 얼라인된 두께 ~100nm의 Te 나노리본들은 전해증착에 의해 그 폭이 제어되었고, 각각의 다른 폭을 갖는 증착된 하나의 Te 나노리본들의 IV 및 FET 측정을 통하여 나노리본 폭의 변화에 따른 전기적 특성 (비저항, FET 이동도 및 FET 캐리어 농도)이 평가되었다.

Atomic layer deposition 방법으로 증착시킨 ZnO 박막은 다양한 종류의 태양전지에서 TCO, Buffer Layer 등 다양한 층에 활용될 수 있어 최근 많은 주목을 받고 있다. 각 적용분야에 필요한 요구조건에 따라 ZnO의 다양한 물리/화학적 특성은 이에 맞도록 조절될 필요가 있으며, 이는 ALD 공정을 통해 ZnO를 증착할 때도 마찬가지이다. 본 발표에서는 ALD를 이용한 ZnO 공정에서 이러한 물리/화학적 특성을 조절하기 위하여 시도되고 있는 precursor/reactant의 선정, 공정조건의 조절, 새로운 precursor의 적용 예를 들고, 특히 전기적 특성에 초점을 맞추어 이들이 증착된 ZnO 박막 특성에 미치는 영향을 조사하였다.

p형 자원 친화형 산화물 기반 능동형 층 성장에 대한 연구는 아직 개발 초기 단계이다. $Cu_2O$는 이러한 자원 친화형 저가 p형 산화물 중 하나로서 다양한 광학 응용분야에 있어 적용되고 있으며 특히 저가형 증착법인 전기증착법을 통해 형성시킨다면 가격 절감을 극대화 시킬 수 있다. 하지만 낮은 전도성으로 인해 전자소자에는 적용시키기 어렵다는 단점이 있기 때문에 본 연구팀은 5족 물질인 Antimony 를 $Cu_2O$의 p형 도펀트로 적용시켜 전기적 구조적 특성을 개선시키고자 하였다. 결과적으로 [111] 방향으로 높은 우선배향성을 갖고 전도성이 향상된 Sb-Cu2O 박막을 확인하였다.

본 논문에서는 gate와 drain bias stress하에서의 a-IGZO thin-film transistors (TFTs)의 비대칭 열화 메커니즘 분석을 진행하였다. Gate와 drain bias stress하에서의 a-IGZO TFT의 열화 현상은 conduction band edge 근처에 존재하는 oxygen vacancy-related donor-like trap의 발생으로 예상되며, TFT의 channel layer 내에서의 비대칭 열화현상은 source의 metal과 a-IGZO layer간의 contact에 전압이 인가되었을 경우, reverse-biased Schottky diode에 의한 source 쪽에서의 높은 electric field가 trap generation을 가속화시킴으로써 일어나는 것임을 확인할 수 있었다.

RGB laser 를 이용하여 rf-magnetron sputtering 법으로 합성한 a-IGZO 박막의 photoresponse 를 관찰하였다. Air 분위기에서 red 파장을 조사 할 경우 비교적 slow recovery 특성을 보였으며, green 과 blue 파장을 조사 할 경우 red 보다 fast recovery 특성을 나타내었다. 그러나 진공에서 측정할 경우, red 파장에서는 recovery 가 빨라졌으며, green 과 blue 파장의 경우 recovery 가 매우 느려짐을 확인하였다. 이는 passivation 을 하지 않은 소자의 oxygen gas 의 흡/탈착 때문으로 예상할 수 있었으며, red 파장이 gas 탈착에 기여하는 정도가 매우 작고, green 과 blue 파장이 gas 탈착에 기여하는 정도가 매우 크기 때문인 것으로 생각할 수 있었다. 온도를 증가시킬 경우, 모든 경우에서 recovery 가 빠르게 나타났는데 이는 흡/탈착에 필요한 barrier 및 $V_o{^{2+}}$에서 Vo 로 돌아오기 위한 barrier 를 쉽게 넘어갈 수 있기 때문으로 이해 할 수 있었다. 이러한 결과를 stretched exponential equation 을 이용하여 해석하였으며 수치화 하였다.

The submicron-rods of $Cu_2O$ with diameters of 100-700 nm and lengths of $2-8{\mu}m$ were synthesized by radio frequency magnetron sputtering. The abundance of Cu species, which is modulated by the $Ar/O_2$ ratio during the sputtering process affect directly to the growths of the $Cu_2O$ branches on the bodies of the submicron-rods. Transmission electron microscopy and elemental mapping reveal that metallic Cu are existed on the heads of the $Cu_2O$ rods. The growth rate, catalyst phase and shape reveal that vapor-quasiliquid-solid was the growth mechanism of the formations of those structures.

Thin $ZrO_2/Al_2O_3$ films were deposited on a tool steel substrate using Zr and Al cathodes in a cathodic arc plasma deposition system (CAPD), and then oxidized at $600-900^{\circ}C$ in air for up to 50 h. They effectively suppressed the oxidation of the substrate up to $800^{\circ}C$ by acting as a barrier layer against the outward diffusion of the substrate elements and inward diffusion of oxygen. However, rapid oxidation occurred at $900^{\circ}C$ due mainly to the increased diffusion and subsequent oxidation of steel as well as the crystallization of amorphous $Al_2O__3$.

원전 운전 중 2차계통 구성재료가 부식되어 철 산화물이 증기발생기 내부로 유입된다. 유입된 철산화물은 고온고압의 환경에서 침적되어 슬러지가 된다. 침적된 슬러지는 증기발생기 전열관 재료에 응력부식균열(SCC)을 일으키는 주원인으로 원전에서는 철 산화물의 유입을 최소화하기 위해 기동전 2차계통을 순환 세정하고 있다. 해외 원전에서는 고분자 아크릴산(Polyacrylic Acid)을 순환세정시 주입함으로써 2차계통 철 산화물 제거 효율을 높인 사례가 있었다. 이에 우리 원전에서도 기동전 순환세정시 고분자 아크릴산을 주입 적용하였다. 고분자 아크릴산 주입 전 필수적으로 이뤄져야할 연구는 고분자 아크릴산이 재료에 미치는 영향평가이다. 본 연구에서는 고분자 아크릴산 농도(1, 10, 100 ppm)에 따라 2차계통 구성재료인 SA106 Gr.B와 Alloy 690의 건전성에 미치는 영향를 수행하였다. 평가방법으로는 전기화학 분극실험, 시편을 침지시켜 실험 전, 후 무게 감량을 이용한 부식률 측정, 표면 상태분석등을 이용하여 종합적으로 평가하였다. 전기화학 분극실험과 부식률 측정결과, 고분자 아크릴산 농도가 높을수록 부식은 증가하였고 고분자 아크릴산 농도 100 ppm일 때 최대 부식률이 0.037 mils로 계산되었다. 이는 부식허용 기준치(5.8 mils)보다는 100배이상 낮았으며 표면분석 결과 고분자 아크릴산으로 인한 pitting 부식은 발생하지 않았다. 이와 같은 결과로 기동시 환경에서 고분자 아크릴산 농도 100 ppm까지는 재료 건전성에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.

전기도금, 난분해성 오폐수 처리, 해수정화, 연료전지의 촉매전극 등 다양한 전기화학반응을 이용한 산업에 전기화학법 표면처리용 DSE(Dimensionally Stable Electrode)가 많이 사용되고 있다. 고효율 전기화학적 살균 반응용 DSE를 개발하기 위해 전기화학적 특성이 좋은 이리듐(Ir), 루테늄(Ru)등의 조성비, 전처리 및 열처리등의 실험을 통해 최적의 공정 조건을 확보하였다.

본 연구에서는 micro-hardening을 통한 고강도 고연성 전해동박을 제조하기 위해 Sn, Co, Zn 등의 원소 첨가량, 전류밀도, 전해액 온도, 첨가제 제어 등의 공정조건 변화에 따른 전해동박층의 표면 형상, 조성 및 전기전도도를 평가하였고, 인장강도와 연신율을 평가하였다.

본 연구는 환경 및 인체에 유해한 포르말린을 사용하지 않은 동 도금액 개발에 관한 것이다. 본 연구에서는 여러 착화제 및 환원제를 혼합하여 각각의 환원제 및 착화제가 동 도금액의 안정성에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 연구결과 환원제로 두 가지 성분 이상의 환원제가 혼합될 경우 동 도금액의 구동에 용이한 것을 확인할 수 있었으며 착화제의 경우 일반적으로 무전해 동 도금액에서 사용되는 착화제에 제 2의 착화제가 포함될 경우 도금액의 안정성을 향상시킴을 확인할 수 있었다.

Plasma Electrolytic Oxidation(PEO)를 적용하여 두께 $120{\mu}m$의 알루미늄 판에 $Al_2O_3$ 산화피막을 형성하였다. 전해액의 주성분 KOH 와 $Na_2SiO_3$에 $Na_3P_2O_7$, $H_3PO_4$의 첨가제를 넣어 산화피막을 분석하였다. 첨가제 $Na_3P_2O_7$ 을 넣었을 때 치밀한 구조를 갖는 산화피막이 형성됨을 알 수 있었다. 특히 KOH, $Na_2SiO_3$, $Na_3P_2O_7$의 비율이 5:5:2 일때 가장 치밀하고 균질한 구조를 갖는 산화피막이 형성되었다.

습식도금에 사용되는 처리액의 성분농도는 다양한 요인 때문에 변화한다. 안정한 품질로서 처리하기 위하여 성분이나 반응생성물 농도를 분석하고 처리액 농도를 파악하여 유지 관리할 필요가 있다. 도금약품개발에 즈음하여 약품제조사는 가동범위가 넓고 불순물 혼입에 강한 조성개발을 시도했다. 본고에서는 표면처리에 사용되는 전처리용액, 도금액 분석에 사용되는 방법, 조성과 관리에 관하 여 기술하였다.

현재 기술 산업에서 PET위 무전해 도금을 실행하기 위해 다양한 전처리 공정과 Catalyst가 소개되고 있다. 그 중에서 가장 일반적으로 사용되고 있는 Catalyst는 Palladium으로서 Tin과 산화 환원 반응으로 Electroless Copper Deposition 단계에서 구리 도금의 Target으로 작용하고 있다. 하지만 상대적으로 Palladium은 생산 비용이 높으며 Tin은 쉽게 산화되는 문제점이 남아 있다. 이를 대체하기 위한 대안 공정으로서 Palladium 대신 Silver를 이용하여 Catalyst로서의 역할을 하는 공정이다. 이전에 PET위 전처리 공정으로 Ultra Violet을 사용하여 표면을 개질 시키는 방법을 연구했으며, 그 후 Potassium Permanganate와 Silver Catalyst의 Mechanism을 연구 했다. PET 표면 개질을 거치면서 화학 구조가 바뀌어 표면에 Carbon Carbon Double Bond를 형성한다. 이때 Permanganate ion이 새로이 형성된 이중 결합과 반응하여 두 개의 extra-OH functional group을 생성함과 동시에 $MnO_2$를 만들어 표면에 흡착 시킨다. $MnO_2$는 전위차에 의해 Silver Ion과 Redox Reaction을 일으키며 실질적인 Catalyst 역할을 하게 된다. Silver Catalyst는 무전해 구리 도금 용액 안에서 Copper의 Target으로 작용한다.

본 연구는 알루미늄 및 구리 캐리어 소재상에 화학 동도금(Chemical Copper)으로 형성된 극박 동박 표면 및 석출막의 특성 평가에 관한 연구이다. 평가에 사용된 극박 동박은 현재 캐리어박 선점률이 높은 M, J, Y사의 제품이다. 최상층 구리 표면에서 조직, 조성, 표면조도를 평가하였고, 단면 평가에서는 copper layer 및 nodule layer, adhesion layer, anti-corrosion layer, release layer, substrate에서의 물성 및 특성을 평가하였다.

자동용접용 솔리드와이어를 위한 치환동도금층 밀착력 향상을 위해 착화제로 Alanine을 사용하였다. 테이프 시험결과 Alanine 첨가에 따라 밀착력이 현저히 증가하였다. 또한 도금층내에 혼입되는 H와 Fe 분석결과 Alanine을 첨가하지 않았을 때 도금층 전체 영역에서 H와 Fe의 검출강도가 높게 나타났으나, Alanine 10g/l추가시 도금층내에서 미량 검출되었다.

구리도금 및 적절한 어닐링 공정을 통해 수nm 크기의 초기 도금 미세조직과 수${\mu}m$정도의 결정립 크기를 갖는 재결정이 진행된 결정립이 병존하는 도금막 샘플을 제작하였다. 전기 비저항 측정과 EBSD를 통해 결정립 성장 분율을 측정하였으며 다양한 사이즈와 결정 방향을 갖는 결정립에 대해 질산용액을 이용하여 화학적 에칭방법을 통해 간접적으로 각 구리원자의 화학적 안정성을 평가할 수 있었다. 결과적으로 결정립이 클수록 에칭속도가 느린 것을 확인하였으며, 주요 원인으로 결정립계면이 우선적으로 에칭되는 것이 관찰되었다. 즉, 결정립의 크기가 작을수록 결정립계면의 비율이 커서 에칭속도가 증가하고 Nanosize의 초기 결정립이 빨리 에칭되는 것이 확인되었다.

본 발표에서는 현재 널리 사용되고 있는 백금 촉매를 대체 할 수 있는 가능성을 가진 MoS2를 단일 층으로 생성 하고자 한다. 이를 위해서 2가지 도금 용액을 제조하여 열처리 전 후로 도금층의 표면 미세조직을 관찰하고 성분 분석을 통하여 형성된 도금층을 분석하고자 한다.

폴리이미드 필름 위에 습식도금으로 형성된 구리피막에서 시효처리 시간에 따른 박리강도의 변화를 실험적으로 확인하였다. 그 결과, 시효처리 4시간까지 큰 변화가 없다가 4시간부터 10시간 사이에서 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 시효처리 시간에 따른 박리강도 증가의 원인을 구리-폴리이미드 사이 계면 및 구리도금 피막 자체의 특성 변화의 관점에서 해석하였다.

주석계 전기도금액에 포함된 불소계 계면활성제는 분산 유화 소포 효과를 발휘할 수 있으며, 도금 금속 결정을 미세하게 하여 범프의 그레인 크기와 모양 특성을 개선하며, 범프의 높이 차 (WID, WIW) 감소 및 범프 내 빈 공간과 금속간 층의 균열 생성 방지에 영향을 주었음을 알 수 있었다.

최근 주요 자동차 업체들에서 수소 연료전지 자동차의 시장 출시 또는 출시 계획 발표가 이어지고 있다. 하지만 아직까지도 해결되어야 할 몇몇 기술적 문제들이 남아 있다. 시장 출시를 고려할 때 가장 민감한 요소 중 하나가 가격일 것이다. 이를 위해 여러 구성 부품들의 가격 저감이 필요하고, 특히 백금 촉매 사용량을 줄이는 것이 가격 저감에 상당한 영향을 미칠 것이다. 본 논문에서는 PEMFC용 Pt 기반 촉매의 성능 향상 메커니즘에 대해 소개하고 있는데, 촉매 성능의 향상은 촉매 사용량 저감에 상당한 기여를 할 수 있다. 최근까지 발표된 Pt 기반 촉매들의 성능 향상 메커니즘을 이해하는 것은 궁극적으로 연료전지 시스템에 사용되는 촉매 사용량을 절감할 수 있는 기초가 될 수 있을 것이다.

차세대 전극 재료의 개발은 리튬 전지, 슈퍼 축전지, 전력 공급을 포함하는 에너지 저장 매체의 연구에 중심이 되는 요소이다. 이 가운데 금속황화물은 독특하고 우수한 특성 때문에 차세대 전극 재료로서 상당히 주목을 받고 있는 재료이다. 하지만 실제 응용 측면에 있어서 충 방전 관련된 속도와 안정성의 한계가 가장 큰 장애 요소이다. 이러한 한계를 극복하고자 나노구조화에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있다. 본 논문에서는 금속황화물의 에너지 저장 매체로서의 연구 내용을 기술하였다.

전해가공(ECM)과 방전가공(EDM) 공정은 독특한 출력이 가능한 두 가지 이점이 있다. 방전가공과 전해가공은 보다 효과적이면서 거대하고, 미세한 나노 특성과 재료 가공의 정확한 3차원 복잡 형상 가공의 대안을 제공해준다. 본고에서는 학술적이고 산업적인 연구와 응용에 있어서 기예를 반영한 전해가공과 방전가공 공정의 기술적인 진전을 간략히 기술하였다.

실리콘을 기반으로 한 양극 재료는 리튬 이온전지에서 높은 용량을 위한 재료에 널리 알려져 있지만, 아직까지 극복해야 할 기술적인 문제들이 많이 있다. 이유는 전기화학 공정 중에 발생하는 큰 부피 변화 때문이다. 본 기술 동향에서는, 리튬 이온전지에 사용될 실리콘 기반 재료의 화합물 시스템, 나노 구조 배열, 재료 합성 방법, 전기화학 성능 측면에서 기술하였다. 본 논문은 실리콘을 기반으로 한 재료의 장단점과 성능과 관련한 기본 메커니즘을 이해하는 데에 좋은 자료가 될 것이다. 따라서 리튬 이온전지 연구자들에게 유익한 자료가 될 것으로 사료된다.

1990년에 Sony사는 탄소 음극과 리튬 코발트 산화물($LiCoO_2$) 양극을 함유하는 최초의 상용 리튬이온 전지를 발표하였다. 이후, 전지 성분을 변형하여 안전성과 전기화학적 용량을 향상시키고 비용을 줄이기 위한 연구가 수행되었다. 이러한 관심의 대부분은 양극 용량이 전지 용량을 한정하고 전지 비용의 40%까지 양극 원재료 비용에서부터 비롯되었기 때문에 양극 대체기술 개발에 집중되었다. 리튬이온 전지는 현재 휴대용 전자 기기 시장을 좌우하고 있다. 또한 온실가스 배출의 감소를 요구하는 환경보호에 대한 관심에 대한 새로운 시장 기회가 조성되었다. 1990년대 이후, 비독성의 저가 재료를 사용하여 환경 영향과 비용을 최소화 하려는 노력을 경주하면서 에너지 밀도를 극대화하고, 리튬 삽입과 추출의 유용 범위를 확대하여 용량을 극대화하고 있다.

연료전지의 성능향상을 가속하기 위해서는 연료전지 작동조건에서의 화학 상태를 직접 해석한 연후에 반응 기구를 결정하고, 활성지배 인자, 열화지배 인자를 명확히 하는 것이 중요하다. X-선 흡수 미세구조(XAFS; X-ray Absorption Fine Structure) 해석은 연료전지 작동조건에서 촉매의 전자상태, 국소구조를 직접 관측 가능한 유효한 도구이다. 2015년 일본에서는 연로전지 자동차 판매를 눈앞에 두고 있다. 이에 연료전지 성능평가도 중요하다. 본고에서는 X-선 흡수 미세구조 해석의 원리에 관하여 해설한 후, X-선 흡수기법을 코어 셀 촉매의 영역 해석에 적용한 사례에 관하여 기술하였다.

지구상 존재하는 화석연료의 고갈에 대한 우려와 함께 최근 들어 지구 온난화로 인해 야기되고 있는 심각한 지구환경 문제에 대한 관심이 고조되고 있다. 이산화탄소로 대표되는 지구 온난화를 일으키는 공해물질의 많은 부분이 현재 주에너지원으로 사용되는 화석연료에 기인하기 때문에 이를 대체할 수 있는 청정에너지 개발은 이미 세계적 당면 과제라고 할 수 있다. 그 중, 수소에너지는 청정에너지로써의 역할 뿐만 아니라 에너지 저장매체로써의 기능 또한 담당할 수 있어 주목 받고 있다. 본 연구에서는 텅스텐 광촉매를 사용하여 물을 수소와 산소로 분해 하고자 하였고 C70을 도입하여 분해 효율을 향상시키고자 하였다.

최근 Touch Screen, OLED, Display, 등과 같은 분야에서 투명전도체 재료를 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 투명전도체의 재료 중 가장 대표적인 물질은 ITO(Indium tin oxide)가 있지만 ITO는 제한된 매장량과 가격 상승 등의 이유로 이를 대체하기 위한 재료 개발이 필요하다. 본 연구에서는 ITO를 대체할 수 있는 나노섬유전기방사 공정을 통해서 100nm 이하의 직경을 가진 고정횡비 Ni 나노섬유를 만들 수 있다.

본 연구에서는 핫플레이트를 이용한 간단한 산화아연 박막의 열처리를 통해 역구조 유기 태양전지에서의 광전환 효율증가를 소개한다. 유기태양전지는 환경오염에 따른 신 재생에너지의 필요성이 대두되면서, 중요한 주제가 되고 있다. 본 연구에서는 3차원 물결구조의 산화아연 박막을 핫플레이트를 이용하여, $180^{\circ}C$ 에서 산화아연의 3차원 물결구조의 형성에 성공하였다. 그리고 구조적 측면 뿐만 아니라, 아연 용액에 포함된 질소로 인해 산화아연의 밴드갭이 조절되어 유기태양전지의 효율이 증가했음을 확인 하였다. 또한 본 연구의 공정을 이용하여 PET 유연기판으로의 적용이 가능하다는 것을 확인 하였다.

전사 방식은 금속 패턴을 다른 기판에 전사시키는 방법으로, 대면적 디스플레이에 응용하기 위해 나노 사이즈 패턴을 반복적으로 전사하는 새로운 공정을 개발하였다. 나노선 임베드 구조체와 전해 도금 방식을 이용하여 나노선 네트워크 구조체를 반복적으로 이종 기판에 전사시키는데 성공하였으며, 기존의 전사 방식인 건식 방식에 비해 공정 속도를 높이고 전사되는 패턴의 사이즈를 효과적으로 낮추는 것을 확인하였다.

The oxide film was formed in hydrogen induced cracking (HIC) environment by potentio-dynamic method. Corrosion potentials and rates of the X-65 and X-80 line pipe steels were -0.3495 $V_{SHE}$, $2.833{\times}10^{-3}A/cm^2$ and 0.2716 $V_{SHE}$ and $2.533{\times}10^{-3}A/cm^2$, respectively. Surface composition analysis of the oxide film contained sulfur. Thermodynamic analysis of the HIC solution chemistry suggested that the oxide phase consisted of iron sulfate. Dynamic nano-indentation method applied to determine nano-hardnesses of the oxide film and base metal hardness.

수소 분리막은 수소 분리층과 지지체로 구분되며, 수소 분리막의 수소 투과 및 선택도는 지지체의 표면조도, 평탄도 및 거대기공 크기에 크게 의존한다. 본 연구에서는 표면연마 및 $ZrO_2$ 파우더 매립을 사용한 표면처리 공정을 통해 다 공성 스테인레스 강 지지체의 표면조도 및 평탄도와 거대기공을 제어함으로써 균일하고 치밀한 분리층을 형성 할 수 있었으며, 상용화 공정($350^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$, 1bar(${\Delta}P$))에서 무한대의 수소 선택도와 $17.5ml/min{\cdot}cm^2{\cdot}atm$의 수소 투과도를 얻을 수 있었다.

무반사 효과를 보이는 나방눈을 관찰해보면 눈 표면에 회전포물체 형상 나노패턴이 형성된 것을 확인할 수 있다. 본 논문에서는 회전포물체 형상 AAO를 제작하였으며 이 마스터를 이용해 전주공정으로 니켈스탬퍼를 제작하였다. 제작된 father, mother 니켈스탬퍼 윗면의 나노패턴 형상을 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)으로 확인하였다.

Aluminum anodizing is a technique that can be formed pores well aligned various diameters. We were prepared CNFs using the polymer as carbon source using the AAO as a template. CNFs can be heat treated at $1400^{\circ}C$ and became soft carbon. It showed electrochemical behavior by Crystallization. In this experiment, I was observing the behavior as a anode material for LIC of CNFs having different diameters.

Characteristics of electrolyte are those; electrical stability, ion conductivity, viscosity, high temperature work, cell application. Theoretically, GBL has high oxidation voltage. Also, boiling point of GBL is $206^{\circ}C$ and flash point is over $280^{\circ}C$.

The electric double-layer capacitors (EDLCs) are consisted of electrodes, electrolyte and separator. Among of them, electrode materials are generally used carbon materials. In this study, we experimented for the purpose of fabrication of carbon spheres from various carbohydrates as electrode material. Carbon spheres were prepared by hydrothermal synthesis process. Carbon spheres' morphology had been examined using scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area had been examined using BET analysis. To confirm the possibilities of carbon spheres as EDLC's electrode materials, we conducted electrochemical tests such as cyclic voltammetry (CV), impedance and cycle ability.

Graphite is used as a negative electrode active material of Lithium ion capacitor (LIC). At the cathod, electrostatic reaction of EDLC is a very high reaction rate compared to a oxidaion reduction reaction. When the graphite was expanded that the length between the sheet, the intercalation of lithium ions is smoothed. And thus, the power density increases. By measuring the XRD, it was confirmed that the increase in interlayer spacing of graphite. And by measuring an electrochemical reactionin Lithium Ion Battery (LIB), it was confirmed the tendency of power density is improved.

전기화학적으로 몇 가지 기능수를 제조하여 화학적, 전기화학적 특성을 확인하고 그 중 전해 환원수를 주요 타겟으로 하여 이를 금속 표면에 적용해 부식에 대한 영향을 실험적으로 확인하였다.

반도체, 디스플레이 산업 등의 진공공정이 사용되면서 공정 중에 내부기체 종류와 양을 정확한 측정하기 위해서 QMS (Quadrupole Mass Spectrometer)가 사용되고 있다. 이온전류 변화로 공정분석을 진행하므로 필라멘트로 인한 오염과 이온소스의 오염은 치명적으로 작용한다.

열교환기용 304L SUS 강관의 열에 기인한 열처리 영향이 강관의 조직과 기계적 성질에 미치는 영향을 평가하고자하였다. 이를 위하여 인위적으로 열처리시킨 304L SUS 강관의 표면과 표면하 마이크로 비커스 경도시험과 와전류 비파괴검사시험을 하였다. 또한 열처리영향에 따른 강관내 조직변화를 금속현미경으로 관찰하여, 열교환기용 304L SUS 강관의 열영향 평가를 비파괴적 기법으로 조사하고자 하였다.

QMS(quadruple mass spectrometer) system은 식각 및 증착 공정 중 chamber 내부의 잔류기체를 분석하여 다양한 실험환경과 조건에서 신뢰성 있는 혼합가스조성비를 분석할 수 있게 해주며 chamber 내부의 압력에 따라 hexblock의 valve를 통해 QMS의 내부 압력을 조절할 수 있다.

We fabricated a Ni/C composite thick film on ${\alpha}-Al_2O_3$ substrate. A number of precipitations were observed on the film surface. Structural characterization was performed on the observed precipitations using transmission electron microscopy (TEM) with help of the elemental mapping, electron diffraction (ED) and ED simulation. The structural characterization revealed that the precipitation is ${\theta}-Al_2O_3$ having the space group of C2/m (Monoclinic).

The new algorithm was proposed to quantify symmetry recorded in convergent beam electron diffraction (CBED) patterns and symmetry mapping. The proposed algorithm is based on the normalized cross-correlation coefficient (${\gamma}$) for quantifying the amount of symmetry in a CBED pattern. The quantification and mapping procedures are automatically controlled by the script implemented in Gatan Digital Micrograph$^{(c)}$. We apply the quantitative CBED measurement to a strained Si sample to test the sensitivity to defects.

In this study, $Ni-W-Si_3N_4$ alloy composite coatings were prepared by pulse electrodeposition method using nickel sulfate bath with different contents of tungsten source, $Na_2WO_4.2H_2O$, and dispersed $Si_3N_4$ nano particles. The structure and microstructure ofcoatings was separately analyzed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). Results indicated that nano $Si_3N_4$ and W content in alloy had remarkable effect on microstructure, microhardness and scratch resistant properties. Tungsten content in Ni-W and $Ni-W-Si_3N_4$ alloy ranged from 7 to 14 at.%. Scratch test results suggest that as compared to Ni-W only, $Ni-W-Si_3N_4$ prepared from Ni/W molar ratio of 1:1.5 dispersed with 20 g/L $Si_3N_4$ has shown the best result among different samples.

Optically translucent Sialon ceramics was fabricated by hot pressed sintering method. The Sialon ceramics was laser textured and their tribological performance was observed. Starved lubrication method was applied on Sialon ceramics with different dimple spacing under a load of 10N and at room temperature. The material having high dimple spacing ($200{\mu}m$) shows low coefficient of friction. The material shows mild wear and therefore, wear rate of steel ball (meeting partner) was observed to measure wear rate. Different phases Sialon ceramics were analyzed by XRD patterns. Moreover, the mechanical properties of the Sialon ceramics were observed.

Hemispherical dimples with diameter, ø=$60{\mu}m$ and depth, d= $30{\mu}m$ were created on the metal and ceramics surfaces using INYA 10 watt Laser of 1064 nm wavelength. This study reports the influence of dimple pitch on friction and wear behavior rather than dimple size, depth and density. LST was performed on the specimens with dimple pitch and density in the range of 80 to-$200{\mu}m$ and 44 to 7 %, respectively. Surface topography was analyzed by using roughness measurement, scanning electron microscopy (SEM), and optical microscopy. Friction and wear characteristics were analyzed on textured surfaces at lubricating environment to observe the effect of surface texturing on reduction of friction and wear. Reduction on coefficient of friction was achieved by more than 70% due to the dual behavior of dimples as wear (debris) traps and lubricant reservoirs. Wear reduced significantly for the textured surface as compared to the polished surface. Moreover, the friction coefficient of the textured specimens reduced with increasing load and speed which may be attributed to the transition of lubrication regime.

본 연구에서는 치과용 주조합금의 개발을 위하여 Ni-Cr 및 Ni-Cr-Ti합금을 소결체를 제조하고 기계적 특성 및 표면특성을 조사하였다. Ti원소가 첨가됨에 따라 결정조직의 결정립이 미세화하는 경향을 보였으며 조직이 다르게 나타났다. Ti 원소가 증가할수록 경도는 더욱 높게 나타났으며 Ti가 10 wt. %로 증가되었을 때 경도가 가장 높았다. 또한 압분체, 소결체, 벌크상태 순으로 경도가 증가하였다. 표면의 거칠기와 결합력에서도 Ti의 함유량이 증가함에 따라 개선되었다.

In this study, we investigated surface characteristics of hydroxyapatite coated surface on nano/micro pore structured Ti-35Ta-xNb alloys. This paper was focus on morphology and corrosion resistance of Anodic oxidation. To prepare the samples, Ti-35Ta-xNb (x= 0, 10 wt. %) alloys were manufactured by arc melting and heat-treated for 12 h at $1050^{\circ}C$ in Ar atmosphere at $0^{\circ}C$ water quenching. Micro-pore structured surface was performed using anodization with a DC power supply at 280 V for 3 min, nanotube formed on Ti-35Ta-xNb alloys was performed using DC power supply at 30 V in 60 min at room temperature. Surface morphology and structure were examined by field-emission scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction.

In this study, corrosion behaviors of Ti-xNb alloys for biomaterials. The Ti-xNb binary alloys contained from 10 wt. % to 50 wt. % contents were manufactured by vacuum arc-melting furnace. Microstructures of the alloys were examined by optical microscope (OM) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). In order to identify the phase constitutents of the Ti-xNb alloys, X-ray diffractometer (XRD) with a Cu K radiation was used. The corrosion behaviors were investigated using potentiostat (Model2273,EG & GCo, USA) in NaCl solution at $(36.6{\pm}1.0)^{\circ}C$.

In this study, we investigated mechanical properties and surface characteristics of Ti-25Ta-xHf alloys. The samples were manufactured for composition of Ti-25Ta-xHf(x=0 to 15 wt. %) alloys. Each alloy was melted twenty times in an arc-melting vacuum furnace. The microstructural phases and phase transformation of Ti-25Ta-xHf alloys were identified with the aid of an XRF, XRD and DSC. And mechanical properties were investigated using Vickers hardness, nanoindentation, and tensile test.

코스트 저감과 연비 향상을 위한 부품 중 반복 하중과 내열성 부품의 적용이 증대하고 있다. 기존의 자동차 부품에서는 펄라이트가 석출되기 때문에 고탄소 철계 부품에 팩크로마이징 공정을 이용한 크롬탄화물을 형성하면서 탄화수소계 가스를 투입하므로서 기존의 불활성 분위기를 깨고 비평형상태로 분위기를 유지함으로 높은 경도의 $(Cr,Fe)_{23}C_6$와 $(Cr,Fe)_7C_3$ 복합 탄화물의 형성과 이에 의한 마찰계수 변화를 관찰하였다.

마그네슘 합금을 생체재료로 사용되는데 두가지 중요한 문제점을 가지고 있다. 매우 빠른 부식을 가지고 있으며, 초기 빠른 부식으로 수소기체를 발생하여 인체 내 피부나 골조직의 괴사를 동반한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 생체적합성이 뛰어난 아노다이징 방법을 개발 하였으며, 새롭게 개선된 방법의 특징을 비교하기 위해 이번 실험에서는 불화물이 포함된 전해액으로 아노다이징 처리한 샘플을 제조하여 형태학 분석을 진행 하였고, Hank's solution(생체모사용액)을 사용하여 부식 특성을 분석하였다. 또한 L929 세포를 이용하여 세포독성 평가를 진행하였다. 새롭게 제조한 방법은 기존의 방법과 비교하였을 때, 부식 성능은 비슷하고 생체적합성이 높아 생분해성 금속의 표면처리에 적합하다고 판단된다.

TiN, Ti(C,N), TiAlSiN, TiZrAlN, TiAlCrSiN 박막을 제조한 후, 이 들의 고온산화 특성을 SEM, EPMA, TGA, TEM, AES 등을 이용하여 조사하고, 산화기구를 제안하였다. 산화속도, 생성되는 산화물의 종류와 분포는 박막의 조성, 산화온도, 산화시간에 따라 변하였다.

원전은 고온기능시험 이후 2차계통 내부를 상대습도 40%이하로 관리하여 계통 재질 부식을 최소화하고 있다. 일반적으로 발전소에서는 운전 정지 후 상대습도 40%이하로 낮추는데 15일정도 소요되지만, 발전소 계통 중 일부 곡관부위는 약 60일정도 소요된다. 본 연구는 일부 계통 재료가 상대습도 제한치(<40%) 이상의 환경에서 장기간(최대 60일) 노출시 재료 건전성에 미치는 영향 평가이다. 평가를 위해 시편의 실험 전, 후 무게변화를 이용한 부식률 측정과 표면분석을 위해 광학현미경을 이용하였다. 사용 시편의 재료는 SA516 Gr.70이며 표면상태를 인위적으로 산화피막을 생성 시킨 것(2개)과 산화피막이 없는 것(6개)으로 2종류로 제작하였다. 총 시험기간은 60일이고 시험기간 중 산화피막이 없는 시편은 7일, 21일, 60일에 시편을 2개씩 꺼내어 무게를 측정하여 부식률을 계산하였다. 실험결과, 산화피막이 없는 시편은 노출되는 시간에 따라 부식률이 각각 0.35(7일), 0.21(21일), 0.67(60일) mpy이었고 산화피막이 있는 시편은 0.06(60일) mpy였다. 산화표면 분석결과, 산화피막이 없는 시편은 노출되는 시간에 관계없이 물방울이 맺힌 부분에 pitting을 확인하였다. 하지만, 산화피막이 있는 시편은 pitting의 흔적은 없었다. 산화피막이 없는 시편의 경우 시간에 따라 부식률은 높아지지만 학계에서 통용되는 뛰어난 내부식성 재료의 부식률 기준인 < 1 mpy이하기 때문에 재료 건전성에 미치는 영향은 거의 없을 것으로 판단된다. 또한, 대부분 원전의 경우 고온기능시험 또는 운전기간 동안에 2차계통 구성 재료 표면에 산화막이 생성되었기 때문에 산화피막이 있는 시편의 결과로 판단하면 상대습도 40%이상에 60일 이상 노출되어도 부식은 거의 일어나지 않았을 것으로 사료된다. 실증실험결과를 가지고 종합적으로 평가하면 상대습도 40%이상 환경에서 곡관부위가 60일이상 노출되어도 재료 건전성에 미치는 영향은 거의 없을 것으로 판단된다.

탄화규소(SiC)의 복합체는 고온강도, 내식성, 내마모성, 내화학 특성, 열충격성 및 기계적 특성이 우수하며 제조공정으로 CVD 공정은 많이 연구되어져 있으나 비교적 간단한 구조로 우수한 특성을 얻을 수 Si 증발입자 확산방법에 대한 체계적인 연구가 수행되고 있지 않다. 본 논문에서는 Si 증발입자가 탄소표면에서 확산 반응으로 형성되는 SiC 복합체에 대한 검토 및 연구 개발 동향을 기술한다.

플라즈마 건식 식각 기술은 반도체 식각공정에서 효과적으로 이용되고 있으며, 반도체 소자의 크기가 줄어듬에 따라 미세하고 정확하게 식각 깊이를 제어할 수 있는 원자층 식각 기술이 개발되었다. 3-5족 반도체 소자의 Interface Passivation Layer 로 이용되는 $Al_2O_3$ 와 BeO 의 원자층 식각을 하였으며, 각각의 원자층 식각 조건과 식각 후의 표면 거칠기 변화에 대한 영향을 확인 할 수 있었다.

Plasma를 이용하는 반도체 공정에서 high density, plasma uniformity 및 electron temperature와 같은 plasma 특성을 조절하는 것은 차세대 공정 장비 개발에 있어서 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이를 위해 2개의 다른 주파수를 사용하는 spiral type의 안테나에 pulse를 적용시켜 각각 인가되는 power를 조절함으로써 plasma의 특성을 조절하고자 하였다. 또한 pulse plasma를 적용하여 다양한 duty ratio 조건에서 plasma 특성을 확인하였으며 식각 공정을 통하여 etch selectivity를 향상시키려 하였다.

Plasma를 이용하는 대면적 디스플레이 공정에서 균일도는 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이를 향상시키기 위하여 본 연구에서는 pulsed plasma를 이용하여 duty ratio를 조절함으로써 균일도를 향상시켰으며, plasma on/off time을 이용하여 electron temperature를 낮추어 plasma에 의한 damage를 감소시키려 하였다. 또한 optical emission spectroscopy(OES)를 이용하여 pulse condition에따라 변하는 ion species peak을 실시간으로 확인하였다.

좁은 관경을 갖는 상대 유전율 3 이하인 PTFE와 PE 고분자 튜브 내부에 플라즈마 방전을 일으켜 고분자 튜브 표면 그래프팅 기술을 개발 하고자 하였다. 스텐트 및 인공혈관 등에 적용이 가능한 내부지름 3 mm 이하의 원통형 고분자 생체 식립체 내부 표면을 그래프팅하는 기술이다. 좁은 고분자 튜브 내부에 생성되는 방전은 고분자의 관경에 의해 방전개시 전압이 결정되었다. 방전개시 이후 DC glow discharge 에서 나타나는 전압과 전류의 특징들이 나타났다. 전압과 전류의 파형 분석에서는 고분자 표면과 가스 간의 새로운 용량성 임피던스가 형성되는 것을 관찰하였다. 고분자 내부 표면에 플라즈마의 방전 형태는 면 방전 (surface discharge)의 형태로 나타났다.

다이아몬드 마이크로 블레이드의 절삭 효율을 향상시키고 절삭 과정에서의 블레이드 측면 경질 박막이 절삭 성능에 미치는 영향을 연구하기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 $MoS_2$와 $WS_2$ 고체 윤활제를 각각 동일 분율 첨가한 후 PAPVD법으로 DLC 박막을 블레이드의 측면에 증착하였다. 실착 절삭 시험을 위해 마이크로 블레이드 시편을 제조하여 충분한 드레싱 과정 후 절삭 시험을 행하였으며 절삭 중 순간 소모 전력과 블레이드의 마모량을 비교 평가하였다. DLC 코팅은 절삭 중 측면에 안정적으로 존재하며 측면 지립의 돌출을 억제하고 마찰을 감소시켜 절삭 효율이 향상되었으며 결과적으로 수명이 증가하였다.

금형 내부의 마모를 줄이기 위한 경질 박막의 안정성 향상과 표면에 인가된 압축 잔류 응력이 고주기 피로 특성에 미치는 영향을 연구하기 위해 정밀 플라스틱 사출 금형강에 주로 사용되는 Fe-3.0%Ni-0.7%Cr-1.4%Mn-X강에 스크린 질화처리와 DLC 코팅을 시간과 단일, 복합처리의 변수를 두어 코팅하였다. PAPVD법으로 DLC($3{\mu}m$), 스크린 질화(3h, $50{\mu}m$)/DLC($3{\mu}m$) 코팅 후 고주기 피로 시험을 행하여 고주기 피로 특성을 평가하였다. 스크래치 시험, 마모 시험, 잔류응력 측정을 통해 질화 처리 여부에 따른 코팅의 안정성을 평가하였다. DLC, 스크린질화/DLC 코팅한 경우 압축 잔류 응력의 영향으로 모두 피로 수명이 향상되었고 스크린질화/DLC 코팅한 경우 그 향상폭은 더 컸다. 질화 처리 후 DLC 코팅한 경우 질화층은 버퍼레이어로 작용하여 코팅의 박리를 억제함을 확인하였다.

석탄 화력발전소에는 연소가스의 질소산화물(NOx) 저감을 위한 SCR(selective catalytic reduction)설비가 운전되고 있으며, SCR은 환원제인 암모니아($NH_3$)를 이용하여 연소가스 내에 질소산화물을 물과 질소로 분해하는 역할을 한다. 그러나, 연소가스 중의 일부 삼산화황($SO_3$)과 미반응 암모니아가 결합하여 황산암모늄염(Ammonium bisulfate; $NH_4HSO_4$)을 생성하며, 이는 후단 APH(air preheater)의 열소자에 점착된 후 분진들과 함께 성장하여 막힘을 야기한다. 막힘이 발생된 APH는 연소가스의 흐름을 방해하기 때문에 차압을 증가시키며, 이는 발전효율의 감소뿐만 아니라 급전정지를 초래한다. 이를 해결하기 위하여 $CO_2$ 드라이아이스 세정 방법을 적용하였으며, pilot-scale plant에서 실험을 수행하였다. 또한, 드라이아이스 공정변수인 분사압력과 분사시간을 제어하여 pilot-scale plant의 APH 열소자 표면에 생성되어있는 오염물질들의 제거효율을 관찰한 결과 95 %의 높은 제거효율을 보였다.

고순도의 수소를 정제 및 분리하기 위한 팔라듐계 합금 수소분리막은 높은 수소 투과-선택 특성이 요구된다. 그러나 종래의 스퍼터 공정 조건으로 팔라듐계 분리막을 제조하면 주상정 구조에 기인하여 표면에 기공이 형성되게 된다. 본 연구에서는 개선된 스퍼터 시스템에서 고진공, 고온 및 높은 직류 전원 공정조건 하에 치밀하고 균일한 팔라듐/금 수소분리층을 제조하였다. 이와 같은 공정 조건에 의해 종래의 제조 공정 조건 보다 얇은 분리막을 제조하여 공정의 경제성을 향상 시켰으며, 기공이 포함되지 않은 수소분리층을 형성하여 수소 선택 특성이 무한대의 값을 가지는 것으로 관찰되었다.

사출금형은 자동차의 경량화 요구에 따라 일반 엔지니어링 플라스틱에서 고강도 플라스틱 성형을 위한 사용 환경으로 변해가고 있다. 이에, 사출금형의 표면은 마모에 대한 내력을 갖는 고경도 특성과 수지의 유동성을 양호하게 하기 위한 저마찰 특성의 요구가 점차 증가하고 있다. 본 연구는 사출금형 소재 표면의 고경도 저마찰 특성 부여를 위하여 대형 플라즈마 표면처리 공정을 이용하여 각각 질화처리와 비정질 탄소 코팅 공정기술에 관한 연구를 수행하였다. 각각의 플라즈마 처리된 샘플은 표면처리 공정 변수에 따른 경도 및 마찰계수 평가를 통하여 사출금형 소재 표면의 물리적 특성 변화를 관찰하였다.

스퍼터링에 의한 박막의 형성에서 박막의 박리나 기판의 휨은 박막내의 내부 응력과 깊은 관련이 있다. 특히 Ti/TiN구조로 많이 사용되는 TiN은 반도체 barrier 층으로 사용이 되기도 하며 하드 코팅 재료로도 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 TiN에 존재하는 높은 압축응력은 연성기판재나 무른 금속재질의 기판을 휘게도 하며, 심할 경우 박막의 박리 현상이 자주 관찰된다. 이렇게 높은 스트레스를 제어하기 위한 기초 연구로 다양한 금속층 박막의 스트레스와 완화시키기 위한 공정 조건 및 스트레스 특성을 확인하였다.

0.04% Gd-duplex stainless steels (Gd-DSTSs) for neutron absorbing materials were inert arc-melted and poured into a Y-shape block with the size of $100{\times}100{\times}20[mm]$. The Gd-DSTS was hot rolled at $1200^{\circ}C$ followed by cold rolling to have 33% reduction. The average grain sizes of the rolling (RD), transverse (TD) and short transverse (ST) directions were 6, 7, $11{\mu}m$, respectively. The micro-hardnesses of the RD, TD and ST directions were 258.5, 292.3, 314.7 $H_V$, respectively. Corrosion potential and corrosion rate of the cold rolled Gd-duplex stainless steel in aerated artificial sea water and 0.1M $H_2SO_4$ solution were $0.2216V_{SHE}$, $0.0106A/cm^2$, $-0.0825V_{SHE}$, $0.0168A/cm^2$ for RD, $0.2210V_{SHE}$, $0.0077A/cm^2$, $0.0817V_{SHE}$, $0.0092A/cm^2$ for TD, $0.1056V_{SHE}$, $0.0059A/cm^2$, $0.0475V_{SHE}$, $0.0069A/cm^2$ for ST, respectively. The corrosion behavior depended on the texture, which were due to mainly grain boundary and minorly crystallographic texture. Friction coefficient and wear resistance were 2.07 and 0.48 mm, respectively.

$300^{\circ}C$와 $500^{\circ}C$에서 아크 이온 증착된 도포층의 조성은 각각 Fe : Al : Ti : Si : N = 1.31 : 36.52 : 31.31 : 0.48 : 30.38 [wt.%]와 Fe : Cr : Al : Ti : Si : N = 1.24 : 0.56 : 36.82 : 32.72 : 0.59 : 28.07 [wt.%] 이었다. 0.1N $H_2SO_4$ 수용액과 인공해수 (ASTM D1141-98) 분위기에서 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$에서 증착된 도포층의 부식전압과 부식속도는 각각 $-0.2787V_{SHE}$, $0.002A/cm^2$, $-2.764V_{SHE}$, $0.002A/cm^2$ 와 $-0.2799V_{SHE}$, $0.002A/cm^2$, $-0.0394V_{SHE}$, $0.002A/cm^2$이었다. 나노 경도값은 각각 23.6, 25.8 GPa 이었다. 이는 각각 2208.2, $2434.2H_V$에 해당되었다.

Computational analysis of aqueous solution stability of Fe-Cr-Ni system to find an electroplating condition of Fe-Cr-Ni layer. Aqueous sulfate solution with iron, chromium and nickel ions was selected by using a numerical S/W with which aqueous solution stability was analyzed. Several possible conditions to perform electro-forming of Fe-Cr-Ni were selected with thermo-dynamical data. The Fe-Cr-Ni system was electro-formed which composition and microstructure of the electroplated Fe-Cr-Ni significantly depended on the solution temperature and electro-potential. The final composition of Fe-3%Cr-48%Ni with less than $30{\mu}m$ thick was well electroplated.

Composites layer of Al-Cr-Ni-O system was prepared on a steel plate by hydro-thermal process at $700^{\circ}C$ for 12 hours, which phase identification and thermal conductivity were determined. The composites layer consisted of aluminum nitride, alumina, chromium carbide and aluminium, which density was $3.7kg/m^3$. The thermal conductivity of the coating layer determined by thermal data acquisition system was about 98.0 W/m/ which depended on the AlN content. Numerical modelling of the heat transfer behavior of the coating layer was well agreement with the empirical data.

자동차용 고광택 크롬 도금 박리액에는 질산과 유가금속인 구리 및 니켈이 다량 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 질산($HNO_3$) 및 유가금속은 고가이며 유독하므로 경제적 및 친환경적으로 반드시 회수하여 재활용하여야 한다. 본 연구에서는 도금박리액으로부터 질산과 구리, 니켈을 용매 추출법을 이용하여 분리하였다. 수상에 존재하는 질산의 농도는 0.01 ~ 1N NaOH를 이용하여 적정하여 분석하고, 금속의 농도는 ICP-MS 및 ICP-AES 등을 이용하여 분석하였다. 도금 박리액을 분석한 결과 Cu(76850mg/L), Ni(51990 mg/L)이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 용액 내 질산의 양을 NaOH 용액을 이용하여 적정법으로 측정하였을 때, 질산의 양은 대략 1.02 M 임을 알 수 있었다. 50 % Tributylphosphate (TBP)를 이용하여 3단 추출한 유기층의 용액을 증류수를 이용하여 3회의 역추출을 하였을 때, 원액으로부터 48.1 %의 질산을 회수할 수 있음을 알 수 있었으며, 순도는 99.5% 이상이었다. 질산 회수 후 용액 내에 남은 구리와 니켈은 ISE-106로 구리를 추출하여 니켈을 분리한 후 황산을 이용해 역추출 하였다. 회수된 구리는 NaOH를 이용하여 pH를 조절하고 수산화구리 형태로 침전시킨 후 $N_2H_4$를 이용하여 환원시켰고, 온도와 pH 및 환원제를 이용하여 다양한 조건 하에 구리 분말을 제조하였다. 구리를 추출하여 라피네이트 용액으로 분리된 니켈은 $NaBH_4$를 이용하여 환원시켰고, 다양한 조건 하에서 니켈 분말을 제조하였다. 환원 된 분말은 분석결과 99%의 순수한 분말임을 알 수 있었다.

Organic Light Emitting Diodes (OLED) 나 Organic Photovoltaics (OPV)와 같은 유기소자에 투명전극으로 쓰이고 있는 Indium Tin Oxide (ITO)는 유연한 소자에 적용하기에는 유연성이 떨어진다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 CNT, Graphene, AgNW, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 여전히 전기적 특성이 좋지 못하다는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 금속배선을 보조전극으로 형성하여 배선을 폴리머 기판에 함몰시킴으로써 유연성과 표면 평탄도, 전기적 특성이 우수한 배선함몰 투명전극을 형성하였다. 그 결과, $1{\Omega}/{\Box}$의 면저항과 90%의 투과도를 가지는 투명전극을 구현하였다. 이렇게 제작된 배선함몰 전극위에 유기태양전지와 유기발광 다이오드를 제작하여 상용화된 ITO 유리기판과 유사한 효율을 얻을 수 있었다.

The current energy crisis in many countries has led to the search of an efficient renewable energy source. Among those the solar energy is the most abundant and easily available. However harvesting the solar energy requires a much efficient device. Lot of research has been done in this regard and so far the efficiency of traditional solar cell stands around ~50% and for PET films it is much lesser. The potential application of PET films in the solar cells can be very promising provided the fact that the PET film is lighter and logistically more viable. There is a lot of work that is being done to increase the efficiency of PET based solar cells. The base electrode plays a vital role in increasing the efficiency of the cell.

전량 수입에 의존하고 있는 고가의 HEV 및 FPC용 압연동박 대체, 대일 무역 역조개선, 전방위 업체 국제 가격 경쟁력 강화 기여.

최근 기존의 아연 도금 강판의 성능을 향상시키기 위하여 다른 금속과의 합금 박막의 연구가 활발히 진행 중에 있다. 기존 아연 도금 강판에 비해 Mg를 함유한 Zn-Mg 합금 박막이 내식성이 우수하다고 알려져 있으며, 본 연구에서는 다양한 Mg 함량의 Zn-Mg 합금 타겟을 사용하여 Zn-Mg 박막을 합성하였다. 합성된 박막들의 내식성을 평가하기 위해서 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 분석을 실시하였으며, 도출된 Nyquist plot 과 Bode phase angle plot 결과를 등가회로 피팅과 시뮬레이션을 실시하여 Mg 함량에 따른 Zn-Mg 박막의 내식성을 비교 분석하였다. Zn-Mg 박막은 Mg 함량이 증가할수록 내식성 또한 증가하였으며, 이는 Mg 함량에 따라 치밀해지는 미세구조에 의한 것으로 판단된다.

텅스텐 카바이드(WC) 모재와 CrZrN 코팅 사이의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 Cr-N 중간층이 합성되었다. 질소 분압을 조절하여 Cr-N 중간층 내의 질소 함량을 변화시켰으며, 그 결과 다양한 조성을 갖는 Cr-N 중간층이 합성되었으며 중간층의 물성이 변화하여 밀착력에 영향을 주었다.

난삭재에 대한 관심이 증가하면서 최근 공구시장에서는 고경도, 고내열성을 갖는 코팅물질에 대한 연구가 진행되고 있다. 따라서 두 장점을 모두 가진 나노복합구조를 가진 박막에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히 경도에 영향을 미치는 나노결정립과 내열성에 영향을 주는 비정질층의 비율을 조절하는 연구에 집중하고 있다. 따라서 본 연구에서는 질소분압이 변화시키며 CrZrSiN 박막의 물성 변화를 확인하였다.

마그네슘은 금속 재료중 화학적 활성이 높아 내식성 향상을 위해 표면처리 공정이 반드시 필요하다. 플라즈마 전해 산화를 통한 산화 피막 생성 후 좀더 높은 내식성 향상을 위해 전착 도장법을 사용할 수 있다. 본 논문에서는 전원 인가 방식에 따라 pulse 전원을 on/off 비율에 따른 피막 두께 변화를 측정 하였고 전착 도장을 시행 하여 cross cut test를 통한 부착성 시험을 진행해 on/off 비율 1:4 조건에 250V 전압을 인가 하였을 때 부착성이 가장 우수함을 확인 하였다. 또한 플라즈마 전해 산화 후 탕세 공정을 통해 전착 도장의 내열탕 시험 후 표면 blister의 개선 효과를 얻을 수 있었다.

발생된 플라즈마에 공존하는 진공에너지가 배제된 순수 플라즈마를 모니터링하였다. 이미징 기구를 이용하여 진공과 플라즈마 공간을 척의 온도를 변화시키며 촬상하였고, 획득한 이미지에서 입자정보를 추출하여 종래의 센서와 비교평가하였다. 추출된 입자정보는 OES와 langmuir probe와 유사한 경향성을 보였으며, 이는 추출한 정보가 플라즈마 입자의 분포를 구분할 수 있음을 의미한다.

디지털 홀로그램 이미징 장치를 이용하여 박막과 웨이퍼 간의 두께 및 하전입자의 분포를 모니터링하는 센서의 성능을 보고한다. 이 센서는 웨이퍼와 SiN 박막 간의 경계를 구분하였으며, 경계에서의 하전입자의 분포의 분석도 가능함을 보였다. 이 센서는 다양한 종류의 계면 내지 박막 내부의 하전입자의 분포의 측정을 가능하게 하며, 또한 두께 변이의 실시간 측정도 가능하게 하여 향후 대량 생산현장에서의 광범위한 응용이 예상된다.

본 연구는 준비된 쿼츠(Quartz)기판 위에 RF-스퍼터링을 이용하여 Zn와 $SnO_2$를 이용하여 다층구조 박막을 증착하고 열처리를 진행하였다. 증착 과정에서 Zn 증착시간을 조절함으로써 Zn 층의 증착 두께를 조절하고 각각의 구조에서 Zn층의 두께가 다층박막의 특성의 변화를 관찰하였다. 박막의 결정학적 특성을 관찰하기 위해 XRD를 통하여 구조적 특성을 확인 하고 분석하였다.

질화 티타늄(Titanium Nitride)은 뛰어난 물리적 특성이 있어 내마모 재료의 표면처리 분야에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 방전을 이용하여 빗각 증착을 실시하고 증착 시 기판에 bias 인가 여부에 따라 주상정의 방향성이 변하는 단층 및 다층의 TiN 박막을 제조하였으며 동일한 두께의 다양한 다층구조에서 경도의 증가를 확인하였다.

철강 제품의 내식성 향상을 위해 강판 위에 알루미늄을 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 빗각으로 증착하여 박막의 조직 및 내식성을 평가하였다. 단일층 박막에서는 회전각도 $60^{\circ}$에서 치밀한 조직이 보였으며 3층의 다층박막에서는 회전각도 $45^{\circ}$ 에서 아주 치밀한 조직이 관찰되었고 염수분무 결과 264시간 경과 후 적청이 발생하기 시작하여 312시간 경과 후 기판의 전 면적에 적청이 나타났다. 이 결과는 $3{\mu}m$ 의 동일한 두께에서 내식성이 3배 이상 향상된 것임을 나타낸다.

인듐 주석 산화물 박막을 In/Sn (2, 5 wt.%) 합금 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 반응성 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. 기판온도는 상온에서 증착하였으며, 증착 중 DC 파워는 70W부터 120W 까지 10W 단위로 증가시켜 증착하였다. 증착 된 박막을 대기중에서 후 열처리를 각 6, 12 시간 진행하여 전기적 특성을 평가하였으며 평가 장비는 Hall-effect measurements system을 사용하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막의 비저항은 합금의 Sn 조성별로 다르게 나타났다. Sn 5wt.% 타겟을 이용한 경우에는 DC 파워 90W를 기준으로 더 낮은 파워에서는 열처리에 따라 비저항이 증가하였고, 더 높은 파워에서는 열처리를 한 경우 비저항이 더 낮게 나타났다. 이러한 결과가 나온 이유는, DC 파워가 높은 경우 스퍼터링 공정 중 발생하는 고 에너지 입자 충돌에 의해 산소가 re-sputtering되어 산소가 부족한 박막이 형성되기 때문인 것으로 판단된다. Sn 2 wt.% 타겟의 경우에는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이러한 원인은 Sn 함량이 적기 때문에 산소 공급으로 인해 결정성이 향상되더라도 활성화 Sn의 양이 적기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다.

비정질 투명 전도성 산화물의 전기적 특성을 개선하기 위해 불순물 도입을 통한 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 50 nm의 박막 두께에서는 물론, 얇은 박막 두께에 맞춰 극미량의 Sn 첨가를 통한 4성분계 IZO에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 DC 마그네트론 스퍼터링 법을 이용하여 Sn을 미량 도핑 한 50 nm IZO 박막을 제조하였으며, 후열처리 전후의 전기적, 기계적, 광학성 특성을 비교 분석 하였다. Sn이 미량 도핑 되었을 때 전기적 특성이 개선되었고, 이러한 현상은 후열처리 온도에 따라 뚜렷하게 관찰되었다. 이것은 불순물 Sn이 전기적으로 활성화되었기 때문이라고 생각된다.

$In_2O_3$에 Sn이 도핑된 Indium Tin Oxdie (ITO)는 높은 전기전도성 및 광투과율을 가지므로 터치센서, 태양전지, 스마트 윈도우, 플렉시블 디스플레이등의 수많은 광전자 소자에 필수적이다. 특히 스마트산업이 발전함에 따라 Touch Screen Panel (TSP) 에 적용되는 터치용 고품질 초박막 ITO의 수요가 증가하고 있다. 그러나 초박막 ITO 필름은 얇은 두께로 인해 낮은 결정성을 가지기 때문에 높은 전기전도성을 확보하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 결정성을 향상시키기 위하여 초기 박막 성장 메커니즘에 영향을 주는 인자를 제어하는데 목표를 두었으며 이러한 박막 초기의 성장에 영향을 미치는 인자들 중 자장강도를 변화시킴으로써 플라즈마 임피던스를 조절하였다. 그 결과 전기적 특성 및 광학적 특성은 자장강도에 매우 의존함을 확인할 수 있었다.

$SnO_2-core/Zn-shell$ heteronanowires were fabricated by a two-step process: thermal evaporation of Sn powders and employing a sputtering technique with a Zn target. X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy, and EDX spectra coincidentally indicated that the shell layer comprised the Zn phase. From Gaussian deconvolution studies, we observed that photoluminescence (PL) spectra consisted of yellow, green, and ultraviolet (UV) emission bands, regardless of shell-coating. We speculated the possible mechanisms of these emission peaks.

본 연구는 윈도우 커버 뒷면에 2층 구조의 전극으로 각 전극들의 상호 정전용량을 이용한 터치스크린 패널을 개발하였다. 정전용량 방식의 터치스크린패널(Touch Screen Panel; TSP)은 필름을 사용하는 저항막 방식에 비해 내구성이 좋아 작은 손상에도 동작에 지장이 없다. 또한, 터치의 정확도가 높고, 광학적 특성이 우수하며 다중 포인트가 가능하다. 윈도우 일체형 TSP는 박막증착을 통해 X축,Y축 방향의 전극 패턴을 형성하였고 전극 교차부는 포토리소그래피공정을 통해 절연막 형성 및 Bridge, Bezel 전극을 형성하여 TSP를 제조 하였다.

본 연구에서는 은 나노와이어를 도포 한 후 온풍을 이용하여 용매를 건조시키는 공정을 진행 후 광학적, 전기적 특성을 평가 하였다. 은 나노와이어를 스포이드로 글라스 위에 도포한 후 약 $120^{\circ}C$의 온도와 17m/s의 풍속을 가진 바람을 30초간 기판에 조사하였으며, 같은 방법으로 1 ~ 3회 반복하여 기판의 전기적, 광학적 특성을 조사 하였다. 그 결과, 550nm에서 3회 반복 도포 시 87.8%의 투과율과 18ohm/sq의 면저항을 가지는 투명 박막을 얻을 수 있었다.

고사양을 요구하는 차세대 디스플레이용 소자 중 하나로 산화물 TFT(thin-film transistor)가 주목받고 있으며, 기존의 a-Si TFT보다 월등한 성능을 보인다. 소자의 특성을 개선시키기 위해 back channel 표면에 플라즈마 처리를 하였다. 플라즈마처리시 산소의 비중이 늘어날수록 산화물 TFT의 특성을 개선하는데 도움을 주는 것을 확인하였다.

본 연구에서는 GZO:Sn에서 Sn의 함유량에 따른 트랜지스터 특성 변화를 알아보았다. 그 결과 GZO:Sn=200W:9W 의 소자에서 가장 좋은 트랜지스터 특성을 얻을 수 있었다.

This study introduces a simple deposition of $Cu_2O$ thin films with surface morphologies composed of columns, submicron-rods and submicron-branches on glass substrate from metallic Cu targets by tailoring the $Ar/O_2$ ratios during the sputtering. The obtained samples were used to fabricate gas sensor. The $H_2S$ sensing properties of the sensors at working temperatures from $100^{\circ}C$ to $300^{\circ}C$ were studied, in which $Cu_2O$ submicron-branches performed the best sensing property comparing with the rest morphologies. A transformation of $Cu_2O$ to $Cu_2S$ and CuS was consider as a main factor to the sensing mechanism of the sensors.

비정질 ITZO 박막은 ITZO(In:Sn:Zn= 8:1:1, 6:2:2, 4:3:3, 2:4:4) 타겟을 이용하여 상온에서 RF 마그네트론 스퍼터링 법으로 제조 되었다. ITZO 박막의 물성을 알아보기 위하여 조성별, 산소 분압별 및 열처리에 따른 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 박막 실험 결과를 바탕으로 ITZO(4:3:3) 박막을 채널 층으로 이용하여 성공적으로 박막 트랜지스터를 제작 하였다.

RF magnetron sputtering법으로 증착한 비정질 IGZO 박막과 이를 Active layer로 이용한 TFT의 Transfer 특성에 대한 RF Power의 영향에 대해 연구하였다. Carrier concentration은 Sputtering 공정 중에 산소 분압으로 조절하였다. RF Power가 75에서 150W로 증가할수록 IGZO 박막의 Roughness는 12.2에서 $6.5{\AA}$ 감소하였고 Density는 6.0에서 $6.1g/cm^3$로 증가하였다. 또한, 모든 IGZO 박막은 가시광 영역에서 85% 이상의 투과율을 보였고 Optical band gap은 미세하게 감소하였다. RF Power가 증가할수록 a-IGZO TFT의 Threshold voltage는 0.9에서 7V로 증가하였고, Subthreshold slope은 0.3에서 0.8 V/decade로 증가하였다. 하지만 Mobility는 11에서 $19cm^2/V{\cdot}s$로 증가하였다.

The effects of the preparation conditions of ZnO-modified TaON on the photocatalytic activity for degradation of rhodamine B dye (Rh. B) under simulated solar light were investigated. The ZnO/TaON nanocomposite were prepared by loading particulate $Ta_2O_5$ with ZnO using different ZnO contents, followed by thermal nitridation at 1123 K for 5 h under $NH_3$ flow (20 ml min.1). The asprepared samples were characterized by XRD, UV-Vis-DRS, and SEM-EDX. The results revealed that the band gap energy absorption edge of as prepared nanocomposite samples was shifted to a longer wavelength as compared to ZnO and $Ta_2O_5$, and the 60 wt% ZnO/TaON nanocomposite exhibited the highest percentage (99.2 %) of degradation of Rh. B and the highest reaction rate constant ($0.0137min^{-1}$) in 4 h which could be attributed to the enhanced absorption of the ZnO/TaON nanocomposite photocatalyst. Hence, these results suggest that the ZnO/TaON nanocomposite exhibits enhanced photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B under simulated solar light irradiation in comparison to the commercial ZnO, $Ta_2O_5$, and TaON.

이산화티타늄($TiO_2$)의 띠 간격 (Band-Gap) 에너지를, 자외선 영역에서 질소와 $Ag-PbMoO_4$를 이용하여 가시광 응답형 광촉매를 제조하기 위하여 실험하였다. 이와 함께 제조한 "$AgPbMoO_4+N-TiO_2$"가 $TiO_2$, $N-TiO_2$, $PbMoO_4$, $AgPbMoO_4$에 비해 에너지 흡수 파장대의 향상을 확인하고 XRD, XPS, FE-SEM, UV-vis-DRS diffuse reflectance spectroscopy 분석을 통해 특성평가 및 분말의 광촉매 활성을 염료의 광촉매 분해반응으로 규명하였다.

$TiO_2$ nanotubes (TNT) synthesized by microwave-assisted hydrothermal method by using $TiO_2-P25$ as a precursor at hydrothermal temperature $150^{\circ}C$ in 4 hours. The concentration of alkaline solution is between 4M and 10M. Samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (RS), Transmission electron microscopy (TEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and UV-vis DRS spectroscopy. The results demonstrated the effects of the alkali concentration to the formation of nanotubes. The photocatalytic activity was investigated by degradation of Methylene Blue (MB).

$TiO_2$는 다공성 물질로써 많은 염료를 흡착할 수 있고 염료감응형 태양전지에서 전자의 이동 통로가 된다. $TiO_2$ 전극을 사용하였을 때 효율이 얼마나 되는지를 Solar simulator의 데이터 값을 통해 확인할 수 있다.

자외선 영역에서 우수한 광촉매 반도체인 이산화티탄($TiO_2$)은 환경, 에너지와 같은 분야 등에 유용하게 이용된다. 용액상에서 고활성 광촉매의 제조가 가능한 수열합성법에 의해 균일한 결정상의 나노 크기의 미세한 이산화티탄($TiO_2$) 입자를 제조하고, XRD, TEM, UV-vis-DRS, 그리고 염료의 광촉매 흡착 반응을 통하여 그 특성과 광촉매 효율을 조사하였다.

This Paper reports the photocatalytic activity of $g-C_3N_4/NaTaO_3$ hybrid composite photocatalysts synthesized by ball-mill method. The $g-C_3N_4$ and $NaTaO_3$ were individually prepared by Solid state reaction and microwave hydrothermal process, respectively. The $g-C_3N_4/NaTaO_3$ composite showed the enhanced photocatalytic activity for degradation of rhodamine B dye (Rh. B) under simulated solar light irradiation. The results revealed that the band-gap energy absorption edge of hybrid composite samples was shifted to a longer wavelength as compared to $NaTaO_3$ and the 50 wt% $g-C_3N_4/NaTaO_3$ hybrid composite exhibited the highest percentage (99.6 %) of degradation of Rh. B and the highest reaction rate constant ($0.013min^{-1}$) in 4 h which could be attributed to the enhanced absorption of the hybrid composite photocatalyst in the UV-Vis region. Hence, these results suggest that the $g-C_3N_4/NaTaO_3$ hybrid composite exhibits enhanced photocatalytic activity for the degradation of rhodamine B under simulated solar light irradiation in comparison to the commercial $NaTaO_3$.

$TiO_2$ 기반의 DSA 전극에 촉매제를 동시에 도핑할 수 있는 양극산화 단일 공정을 연구하였다. 에틸렌 글리콜 용매하에 $KRuO_4$와 $NH_4F$를 전해질로 사용하여 타이타늄을 양극산화 할 때 도핑과 나노구조 제어를 동시에 수행할 수 있었다. TEM과 XPS 분석 결과, 균일한 Ru 산화물이 $TiO_2$ 구조 내에 분포함을 확인할 수 있었다.

나노입자 담지 탄소소재는 촉매재료로써 다양하게 응용되고 있으며, 이들 재료의 공정수를 획기적으로 줄이고자 솔루션 플라즈마라는 새로운 공정을 이용하여 One-Step으로 합성하는데 성공하였다. 합성된 재료의 경우 1~3nm의 미세한 나노입자가 탄소소재위에 균일하게 분산되어 있는 것을 확인 할 수 있었고, 촉매 활성 역시 매우 뛰어남을 확인 할 수 있었다.

리튬공기전지 및 연료전지의 고용량, 고효율 특성을 달성하기 위해서는 이들 전지를 구성하는 탄소전극물질의 pore구조가 매우 중요 하다. 이에 본 연구에서는 솔루션 플라즈마라는 새로운 공정을 이용하여 micro-pore비율이 극히 적고, meso-pore 중심으로 구성되어 있는 새로운 구조체의 합성에 성공하였고, 실제 리튬공기전지를 제작하여 방전시험을 한 결과, 기존 상업용 탄소재료보다 30~40% 이상의 우수한 고용량을 나타내는 것을 확인 할 수 있었다.

니켈-텅스텐 합금은 hydrogen evolution reaction의 electrocatalytic으로 이용가능하다. 니켈-텅스텐 합금 도금은 니켈에 비해 큰 텅스텐의 원자 부피에 의해 큰 internal stress를 갖는다. 니켈-텅스텐 합금과 낮은 adhesion을 갖는 물질에 도금을 하여 외부에서 stress를 가하면 큰 표면적을 갖는 니켈-텅스텐 편상 합금을 얻을 수 있다. 도금 시간 및 외부의 stress를 이용하여 다양한 크기의 니켈-텅스텐 편상 합금 분물을 얻을 수 있었다.

Quantum-dot sensitized solar cells (QDSCs) are an emerging class of solar cells owing to their easy fabrication, low cost and material diversity. Despite of the fact that the maximum conversion efficiency of QDSCs is still far less than that of Dye-Sensitized Solar Cells (>12 %), their unique characteristics like Multiple Exciton Generation (MEG), energy band tune-ability and tendency to incorporate multiple co-sensitizers concurrently has made QDs a suitable alternative to expensive dyes for solar cell application. Lead Sulfide (PbS) Quantum dot sensitized solar cells are theoretically proficient enough to have a photo-current density ($J_{sc}$) of $36mA/cm^2$, but practically there are very few reports on photocurrent enhancement in PbS QDSCs. Recently, $Hg^{2+}$ incorporated PbS quantumdots and Cadmium Sulfide (CdS) co-sensitized PbS solarcells are reported to show an improvement in photo-current density ($J_{sc}$). In this study, we explored the efficacy of $In_2S_3$ as an interfacial layer deposited through SILAR process for PbS QDSCs. $In_2S_3$ was chosen as the interfacial layer in order to avoid the usage of hazardous CdS or Mercury (Hg). Herein, the deposition of $In_2S_3$ interfacial layer on $TiO_2$ prior to PbS QDs exhibited a direct enhancement in the photo-current (Isc). Improved photo-absorption as well as interfacial recombination barrier caused by $In_2S_3$ deposition increased the photo-current density ($J_{sc}$) from $13mA/cm^2$ to $15.5mA/cm^2$ for single cycle of $In_2S_3$ deposition. Increase in the number of cycles of $In_2S_3$ deposition was found to deteriorate the photocurrent, however it increased $V_{oc}$ of the device which reached to an optimum value of 2.25% Photo-conversion Efficiency (PCE) for 2 cycles of $In_2S_3$ deposition. Effect of Heat Treatment, Normalized Current Stability, Open Circuit Voltage Decay and Dark IV Characteristics were further measured to reveal the characteristics of device.

The electromagnetic wave shielding properties of the carbon coils with polyurethane composites were investigated in the frequency range of 0.25 ~ 1.5 GHz. The shielding effectiveness of the composite having the various-shaped carbon coils were measured and discussed according to the weight percent of the carbon coils in the composites with the thickness of the composites layers. We confirmed that the absorption was the main mechanism to shield the electromagnetic wave interference in the carbon coils composites.

최근 중요성이 날로 증대되고 있는 초전도 선재의 구리도금막의 두께 균일도 개선을 위하여 선재간 간격, 첨가제 종류 및 농도 변화 및 압축응력 인가의 3가지 관점에서 연구를 진행하였고, 전류밀도를 증가시켜 생산성을 제고하면서 두께균일도를 개선할 수 있음을 확인하였다.

저가형 고전도성/고내식 연료전지용 금속분리판 제작을 위해 다양한 조성 및 온도에서 표면개질을 시행하였다. 본 연구에 의해 제작된 시편의 표면분석 결과 Fe 선택적 용출 및 Cr-rich layer 형성이 이루어졌음을 확인하였으며, 성능 평가 결과 2015 DOE 목표를 만족시키는 것을 확인하였다.

젖음각 80도 이상의 금속분리판 표면을 상압 플라즈마 처리하여 젖음각 10~40도를 갖는 표면으로 개질하였다. 친수성 처리 후 항온항습 상태에서 젖음각 변화를 관찰하였다. 또한 표면 및 부식 특성을 평가하였다.

본 연구에서는 유체 플라즈마 공정 (Solution plasma process; SPP)이라고 불리우는 새로운 공정법을 이용하여 ZnO 나노입자를 합성하였고 그 입도와 분산성을 평가하였다. 이 방법으로 인해 합성된 ZnO 나노입자는 10~60 nm 범위의 입도를 가지며, 플라즈마 처리시간이 길어질수록 유체 내 ZnO 나노입자의 분산성이 향상되었다.

본 연구는 공정시간에 따른 전해 플라즈마 공정(Electrolytic Plasma Processing, EPP) 공정에 의해 형성된 산화 코팅층의 특성 변화를 알아보고자 한다. 실험에 사용되는 전해용액은 $Na_2SiO_3$(12g/l) + $Na_2SiF_6$(0.3g/l)+NaOH(3g/l) 기본용액에 다양한 농도의 NaOH(0-5g/l) 첨가한 전해용액을 사용하였다. AZ61 마그네슘 합금을 모재($22{\Phi}{\times}10mm$)로 사용하였으며 실험은 5분-60분 동안 진행되었다. 공정시간에 변화에 따른 EPP 코팅층 특성을 측정한 결과 공정시간이 증가함에 따라 코팅층 표면의 기공 크기가 커지고 코팅층 내에 기공수가 즐어드는 것을 확인하였다. 또한 XRD 분석을 통하여 형성된 코팅층에서 MgO, Mg2SiO4 상이 나타난 것을 확인할 수 있었다.(No. 2011-0030058),(2012H1B8A2026212)

알루미늄 압출은 오랜 기간 산업화가 이루어져 왔으나, 최근 자동차 및 항공기의 경량화 관련하여 고력 알루미늄 압출의 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 고력 알루미늄의 압출을 위한 압출 공정기술과 금형 표면처리기술이 매우 필요하게 되었다. 본 연구에서는 기존의 염욕 질화 샘플과 본 연구에서 개발한 스퍼터링 증착 기술이 적용된 샘플간의 마모시험을 통한 마찰 계수를 비교하였다.

새로운 플라즈마 소스를 이용하여 Al doped ZnO (AZO) 박막을 증착하였다. 이 실험에서 박막의 증착두께를 200nm로 고정하였다. 인가전력, 공정압력 그리고 기판거리를 변수로 하였을 경우 AZO 박막의 방향성과 결정성을 XRD로 측정하고 분석하였고 박막의 전기적 특성을 Hall measurment로 측정하였다. 그 결과 인가파워가 2W/cm2, 공정압력이 2mTorr이고 기판거리가 2cm 일 때 박막의 전기적 특성이 가장 좋게 나타났다.

This study deals with the catalyst free radio frequency plasma assisted polymerization of ethylene glycol using nitrogen as reactive gas to modify the surface chemistry and morphology. The deposited film was characterized through various analysis techniques i.e. surface profilometry, Forier transform infrared spectroscopy, water contact angle and UV-visible spectroscopy to analyze film thickness, chemical structure, surface energy and optical properties respectively. The surface topography was analyzed by Atomic force microscopy. It was observed that the ethylene oxide behaviour and optical transmittance of the film were reduced with the introduction of nitrogen gas due to higher fragmentation of monomer. However the hydrophilic behavior of the film improved due to formation of new water loving functional groups suitable for biomedical applications.

Single layer $MoS_2$가 가지고 있는 전기적 특성, 광특성 등을 이용하기 위해 본 연구에서는 $O_2$ plasma를 이용해 경제적이며 효과적인 방법을 제시하고자 한다. 미세 etching을 통해 linear하게 thickness가 변화하는 것을 확인하고, pristine과 비슷하거나, 더 향상된 $MoS_2$를 제작하였다.

최근 CNT의 우수한 물리적 성질을 고분자 복합재료의 필러 등으로 이용하고자, CNT를 용액 중에 고분산 시키는 방법에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 용액 중 플라즈마에 의한 방법에 의해 매우 저 농도의 산용액 중에서 CNT표면에 친수화 작용기를 수식하는데 성공하였으며, 이로 인하여 CNT가 순수 중에서 장시간 분산상태를 유지할 수 있음을 확인 할 수 있었다.

The applicability of graphene has been demonstrated in the electronic fields. But, high performance of graphene is limited by the contact resistance (Rc) at the metal-graphene interface. Recently, Rc was found to be improved by forming edge-contacted graphene via theoretical simulation. Based on the differences between the surface and edge contacts at the M-G interface, we demonstrate "edge-contacted" graphene through the use of a controlled plasma processing technique that generates the edge structure of the bond and significantly reduces the contact resistance. The contact resistance attained by using pre-plasma processing was of $270{\Omega}{\cdot}{\mu}m$. Mechanisms of pre-plasma process leading to low Rc was revealed by SEM and Raman spectroscopy. In the end, controlled pre-plasma processing enabled to fabricate CVD-graphene field effect transistors with an enhanced adhesion and improved carrier mobility.

스크린 플라즈마 기술은 저온에서 가열과 동시에 플라즈마에 의한 확산층을 형성할 수 있는 매우 큰 장점을 가진 기술이다. 특히 저합금강의 내부 경도 저하를 최소화 한 상태에서 표면경도를 올려 플라스틱 금형강 등에 이를 적용할 수 있는 연구를 진행하였고, 이에 대한 결과를 보고하고자 한다.

고체윤활제는 고온부품의 응용에 매우 적합한 소재이다. 세라믹스를 기반으로 하는 고온저마찰소재는 우주항공, 발전시설 등과 같은 다양한 분야에서 매우 중요하다. 본 연구는 고온저마찰 소재를 가지는 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층의 마찰마모거동에 초점을 맞추고 있다. 이 자기윤활 $Al_2O_3-ZrO_2$ 세라믹 복합 코팅층은 대기플라즈마 용사법으로 제작하였으며, 비윤활상태에서 마찰마모거동을 조사하였다.

표면 텍스처링 기술은 서로 접촉되는 표면 형태에 발생하는 마찰을 줄이는 기술이다. 이 기술은 자동차와 같은 기계장치에서 마찰을 줄여 보다 좋은 에너지 효율을 얻을 수 있어 효과가 기대되는 기술이다. 본 연구는 고체윤활제($CaF_2$ or $BaF_2$)와 alumina, zriconia를 이용하여 자기 윤활 세라믹 복합체를 만들고 그 위에 표면 텍스처링 후, 윤활 상태에서의 마찰특성을 알아보았다.

엔진블럭 사이를 왕복 운동하는 피스톤은 엔진블럭과의 마찰은 불가피한 상태일 수밖에 없으며 이렇게 된다면 엔진블럭 또는 피스톤의 파손, 변경이 있을 수밖에 없다. 피스톤에 대한 연구는 이러한 파손, 변경을 최소화시키기 위해서 내마모성, 내열성 그리고 내구성을 향상시키는데 목적을 두고 있다. 본 실험은 APS법으로 제작된 자기윤활복합코팅층을 준비해 레이저표면텍스처링을 넣어 마찰 실험을 하였다. 기지재로는 알루미나-지르코니아복합체를 사용하였고, 고체윤활제로는 $CaF_2$ 및 $BaF_2$을 사용하였다.

해양환경 하에서 대형 강구조물의 경우 장기간 부식손상을 방지하기 위해 아크 용사코팅 기술이 오래전부터 유용하게 이용되어 왔다. 아크 용사코팅 기술은 타 용사코팅 기술에 비해 경제성과 생산성이 뛰어나 대형 강구조물에 적용되고 있다. 용사재료로는 Al, Zn 또는 그 합금들이 주로 사용되어 강재에 대해 희생양극 방식효과를 나타낸다. 그러나 아크용사에 의해 적층된 코팅 층은 용사공정 중 불가피하게 수많은 기공과 산화물이 포함되어 내식성 및 내구성에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 합금의 용사코팅 층에 대하여 다양한 후처리를 통해 내식성과 더불어 내구성을 향상시키고자 하였다. 용사코팅은 알루미늄 합금 선재(1.6 ${\varnothing}$)를 사용하여 아크용사를 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 이후 용사코팅 층의 표면에 다양한 후처리재를 적용하였으며, 내구성을 평가하기 위하여 후처리 적용 전후 시험편에 대하여 캐비테이션 실험을 실시하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32-92에 의거하여 주파수 20 kHz의 초음파 진동 장치(ultrasonic vibratory device)를 사용하였다. 그리고 시험편 표면과 발진 혼에 부착된 팁(tip)과의 거리는 1 mm로 일정하게 유지시킨 뒤, 캐비테이션 발생 시간을 변수로 하여 실험을 실시하였다. 손상된 용사코팅 층의 표면은 주사전자현미경과 광학현미경으로 관찰하였으며, 시험편 손상깊이는 3D 현미경으로 비교 분석하였다. 또한 캐비테이션 실험 전후의 무게를 측정하여 무게 감소량을 상호 비교하였다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $0.33183cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 분극실험을 통해 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 부식전위 및 부식전류밀도를 비교 평가하였다. 그 결과, 용사코팅 층에 의하여 강재에 대한 희생양극 방식전위가 확보되었으며, 후처리재가 적용된 용사코팅 층에서 내식성 및 캐비테이션 저항성이 향상되었다.

유도결합플라즈마 보조 D.C.마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 STS316L 위에 Ti-Cr-N 박막의 증착하였으며 크롬과 질소의 함량에 따른 부식특성 변화를 관찰하였다. Ti-Cr-N 박막을 증착시켰을 때는 미처리 STS316L에 비해 더 우수한 부식특성을 보였으며 크롬타겟의 인가전원이 100W 일 때와 질소비가 0.3일 때 가장 우수한 내부식 특성을 나타내었다.

Quaternary Ti-Al-Si-N films were deposited on WC-Co substrates by a hybrid deposition system of arc ion plating (AIP) method for Ti-Al source and DC magnetron sputtering technique for Si incorporation. The synthesized Ti-Al-Si-N films were revealed to be composites of solid-solution (Ti,Al)N crystallites and amorphous $Si_3N_4$ by instrumental analyses. The Si addition in Ti-Al-N films affected the refinement and uniform distribution of crystallites by percolation phenomenon of amorphous silicon nitride, similarly to Si effect in TiN film. As the Si content increased up to about 9 at.%, the hardness of Ti-Al-N film steeply increased from 30 GPa to about 50 GPa. The highest microhardness value (~50 GPa) was obtained from the Ti-Al-Si-N film having the Si content of 9 at.%, the microstructure of which was characterized by a nanocomposite of $nc-(Ti,Al)N/a-Si_3N_4$.

포토리소그래피와 도금 공정을 통해 PbSe 나노와이어를 합성하였다. PbSe은 광센서 및 열전 물질로 많이 알려져있다. 이러한 응용처에의 향상된 성능을 위해 본 연구에서는 PbSe 나노와이를 합성하였다. 합성에 사용된 방법인 포토리소그래피와 도금 공정은 반도체 산업 전반에 인프라가 잘 구축된 공정이며, 병렬 공정이다. 따라서 본 연구는 경제적이며 대량생산이 가능한 PbSe 나노와이어의 합성법을 제안한다.

진공용 장비의 sealing 방법으로 Cu gasket을 이용한 CF type과 O-ring을 이용한 NW type이 있다. 이중 O-ring을 이용한 sealing 방법에는 clamp를 사용하게 되는데 Al 합금으로 제작된 clamp에 bellows의 수축 시 받는 전단응력과 전단응력한계 이상의 힘을 받았을 때의 clamp 파손에 따른 역압에 의한 TMP 손상 분석.

본 연구에서 PVD법중 하나인 스퍼터링(sputtering)법에 의해 제작된 Al-Mg 코팅막은 SEM, GDS, XRD를 통해 표면 및 단면의 조성분포를 분석하였으며, 내식성을 평가하기 위하여 함량별, 열처리 조건별 Al-Mg 막을 각각 5% NaCl 염수분무 환경 및 3% NaCl 자연침지 환경에 노출시켰다. 막의 내식 특성에 영향을 미치는 열처리의 영향을 알아보기 위하여 열처리-비열처리간 재료 특성 및 내식성평가 결과의 연관성을 비교-분석하였다. 열처리 결과 Al-Mg계 금속간 화합물 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17}$이 관찰되었으며 내식성 평가 결과, 열처리 Al-Mg 막은 비열처리 Al-Mg 막과 비교하여 양호한 내식성을 나타냈었다. 열처리를 통해 마그네슘(Mg) 성분이 대부분 금속간 화합물상으로 존재함에 따라 균일하게 분포하여 치밀한 부식생성물을 형성하게 되고, 이에 따라 Al-Mg 막 내식성에 기여한 것으로 사료된다.

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성인 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체의 전위가 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 이러한 음극 방식의 결과로 $OH^-$이온이 금속 표면 부근에 생성되고 금속/해수 사이의 pH 증가를 유발하게 되며, 높은 pH는 $Mg(OH)_2$ 및 $CaCO_3$의 석출을 유발한다. 전착 박막은 각각 1, 3, 6, 12시간 및 5, 15, $20mA/cm^2$의 전류 밀도 조건에서 자연 해수, $CO_2$ 가스가 용해된 해수 용액 내에서 스틸 기판 상에 전기적 증착기술을 가해 형성되었다. 상기 조건에서 증착 된 박막의 내용물은 주사 전자 현미경 (SEM) 및 X-선회절(XRD)에 의해 조사되었다. 또한 코팅 박막의 내식성은 전기화학적 양극 분극시험에 의해 평가되었다.