최근 생체재료의 개발이 눈부시게 발전되고 생체적합성이 우수한 표면을 요구함에 따라 생체재료의 표면처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Laser Deposition법은 항공기 부품제조 분야에 주로 사용되고 있으며 최근에 오하이오 주립대 타이타늄합금연구센터를 중심으로 표면처리에 관한 연구가 주로 이루어졌다. 특히 이를 이용하여 치과재료의 표면처리에 응용을 시도하였다. 치과에서 응용될 수 있는 경우는 주로 임플란트는 부분 또는 완전 무치악 환자의 보철수복에 사용되는 보철물의 제작등에 사용될 수 있으며 이중에서도 특히 생체용 임플란트의 표면처리응용으로 임플란트와 조직간의 접합성을 개선하는 표면처리법으로 연구되었다. 임플란트의 성공과 실패는 물성적인 측면에서 임플란트의 형태, 표면거칠기 및 표면처리방법, 초기하중 등에 의하여 좌우되며 임플란트 재료에 작용하는 응력차폐는 생체적합성을 좌우하는 큰 요인이 되고 있다. 이를 위하여 저 탄성계수합금을 설계하지만 하중을 버티는 강도가 낮아지는 단점이 있어 레이저증착법을 이용하여 임플란트재료인 Ti6Al4V합금에 탄성계수가 낮은 Ta, Nb등을 코팅하는 방법을 통하여 이를 해결하고자하는 시도가 이루어지고 있다. 이 방법은 최근의 3D 프린팅의 원리가 되고 있다. 따라서 발표에서는 Laser Deposition방법을 이용하여 치의학분야에서 응용되고 있는 예를 강연하고 응용 가능 분야에 대하여 토론 하고자한다. 또한 펨토레이저를 이용하여 생체합금의 표면처리는 생체활성화를 더욱 증진시키며 이를 위하여 많은 연구 수행되고 있다. 본 발표에서는 매식용 합금 표면에 펨토레이저를 이용하여 텍스춰링하여 세포가 잘 성장 할 수 있는 크기의 조절함으로써 기존의 표면처리와는 다른 효과를 얻을 수 있는 장점을 알아본다. 펨토레이저를 이용하면 여러 가지 형태의 텍스춰링이 가능하며 원형, 사각형등등 자유자제로 형태의 묘사가 가능하고 깊이 또한 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 지금까지는 표면 개질에 사용되는 레이저는 주로 Nd:YAG 레이저의 파장을 반으로 줄인 녹색레이저 (${\lambda}=532nm$)를 사용하거나, 자외선파장영역의 레이저를 사용하는 경우가 일반적으로 가장 보편화되었다. 이를 이용하여 제조된 Ti합금에 펨토 초(10-15 second) 펄스폭 대역을 갖는 레이저를 이용하여 나노크기의 미세 요철을 표면에 형성한 후, 나노튜브를 형성하여 그 표면특성의 변화를 알아보고 펨토레이저가 의료분야에 적용되고 있는 예를 살펴보고자 한다.

아연(Zn)을 대체할 수 있는 물질계 인 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg)을 본 연구에서는 E-beam 증착을 이용하여 냉연강판 위에 코팅하고 열처리를 실시하여 전자현미경 및 X-선 회절분석을 이용한 코팅층의 특성 분석 및 염수분무시험을 통해 내식성을 평가하였다.

현재 인쇄전자 소자 생산을 위해 사용되고 있는 대부분의 그라비아 롤러는 미세 패턴의 보호와 인쇄 중 마찰에 대한 내구성을 향상시키기 위해 경질 크롬 도금 막이 사용되고 있다. 그러나 경질 크롬 도금 막의 경우 구현할 수 있는 경도(~1000 HV)와 이형성, 내마찰(마찰계수: ~ 0.6) 특성 등에 한계가 있다. 이러한 경질 크롬 도금이 적용된 그라비아 롤은 그 수명과 내구성, 구현할 수 있는 인쇄 품질 및 신뢰성 그리고 인쇄처리 속도 등에 있어 여러 문제가 있다. DLC(Diamond Like amorphous Carbon)는 낮은 마찰계수 값인 0.2 이하와 뛰어난 내마모성, 상대재료에 대한 이형성 등을 겸비한 표면강화 기술로 경질 크롬 도금막 대비 우수한 표면 경도(>1,800 HV) 특성을 갖으며, 합성된 DLC 코팅 막의 경우 정밀 인쇄 제판이 요구하는 표면거칠기를 구현할 가능성이 높다는 장점이 있다. 특히 실리콘이 첨가 된 Si-DLC의 경우 표면의 마찰계수를 0.1 이하까지 낮출 수 있는데 닥터블레이드 및 잉크, 인쇄 기재와의 마찰 훼손을 최소화시켜 그라비아 인쇄 롤의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한 PECVD 공정을 이용하여 합성한 Si-DLC는 표면거칠기를 10nm 이하의 경면으로 구현할 수 있으며, 높은 접촉각에 의한 우수한 이형성을 통해 미세 패턴 내부에 전자잉크/페이스트가 잔류되는 현상을 억제할 수 있다. 이는 기존 경질 크롬 도금이 적용된 그라비아 롤에서 발생하는 패턴 내 잉크 잔류-고형화와 그에 의한 사용수명 단축현상을 현저히 개선시킬 수 있다.

Al과 Ni이 나노 두께로 적층되어 있는 나노 포일은 외부의 촉발에 의해 원자수준의 상호 확산을 통해 합금화 된다. AlNi 합금이 되서 $-{\Delta}H$의 변화로 인하여, 외부에 열을 공급하게 되어 최대 엔탈피의 변화 일어날 수 있는 Al과 Ni의 혼합비율을 조사하였다. 나노 포일의 제조 공정은 마그네트론 스퍼터링을 이용하였으며, 나노 박막의 두께 및 적층 공정에 대한 공정 최적화를 하였다. 제조된 나노 포일은 금속-세라믹의 상온접합을 실시하여 산업적 응용에 대한 가능성을 고찰하고자 하였다.

가전 전자 제품의 대형화 추세와 함께 사용 금형 역시 정밀대형화가 추진되고 있다. 금형의 대형화로 인해 금형표면에 대한 경화 및 내마모 표면처리에 대한 중요성이 더욱 증대되고 있는 상황인 바, 본 연구에서는 고밀도 이온에 의한 플라즈마 질화처리 기술을 활용하여 금형 사용에 있어 충분한 내구성의 확보와 열 변형 최소화, 후 가공비용의 절감, 기타 금형용 상용화 질화처리 전반에 대한 연구를 진행하였다. 그 결과 금형 소재의 저변형 처리를 위한 적정 에너지 조건, 소형 금형 부품의 고품위 처리를 위한 저비용 공정 기술, 금형 생산 상용화 효율 향상을 위한 가열 및 냉각 공정 개선 성과를 확보할 수 있었다.

본 연구는, TAB(Tape Automated Bonding)접속이나 Flip Chip 접속에 의한 패캐징을 실현시키기 위해, 실리콘 웨이퍼 표면에 구리 필러 및 주석 합금을 전기 도금법으로 형성하는 전기 접점용 범프에 관한 것이다. 본 연구에서는, 균일 범프 두께, 범프 표면의 균일화, 범프 내의 보이드 발생 문제 해결, 균일한 합금 조성 및 도금 속도의 고속화를 위해, Cu 도금액 및 Sn-Ag 도금액의 첨가제에 의한 표면 형상의 제어를 중심으로 그 성능에 대해 보고한다.

Electrophoretic paint (E-paint) was investigated on four different magnesium substrates: as-extruded AZ61 (AZ61), heat-treated AZ61 (AZ61-H), as-extruded TZ61 (TZ61) and heat-treated TZ61 (TZ61-H), to elucidate the effect of heat treatment and alloying elements on the deposition and corrosion resistance of E-paint. It was found that, a rapid increase of voltage, indicating that the deposition of E-paint had started, was observed after an induction time of 0.39 min for AZ61-H, 0.43 min for AZ61, 0.51 min for TZ61-H and 0.58 min for TZ61. The amount of E-paint deposited on the four samples was approximately similar, but the electrical charge used for the deposition process on the heat-treated samples was smaller than that on the as-extruded samples. The current efficiencies of E-paint on AZ samples (AZ61 and AZ61-H) were higher than those of TZ samples (TZ61 and TZ61-H), and on the heat-treated samples were higher than on as-extruded samples. All E-paintings on the four magnesium substrates had an excellent adhesion without any paint detached by tape peel-test. However, many large blisters were formed on the surface of AZ samples, and none, or very small blisters were observed on TZ samples after immersion test in DI-water for 500 h at $40^{\circ}C$. Under salt spray test (SST) conditions, E-paint on AZ samples showed blistering adjacent to scribes, while blistering of E-paint occurred on intact areas of TZ samples. The E-paint on heat-treated samples showed much better corrosion resistance than that on as-extruded samples. The ranking of greater to lesser corrosion resistance of the E-paint on these four different magnesium substrates is indicated by the order: AZ61-H > AZ61 > TZ61-H > TZ61.

마그네슘 합금은 자동차, 항공기, 기계 및 휴대용 전기전자 부품 등에 적용을 위해 많은 연구들이 진행되어 왔다. 현재 마그네슘 합금의 실용화에 있어서 가장 큰 걸림돌 중 하나는 불충분한 내식성이다. 마그네슘 합금의 내식성은 표면의 자연적으로 형성되는 피막의 보호성 및 2상 입자들의 존재에 의한 갈바닉 부식에 의해 영향을 받는다. 본 논문에서는 AZ31 마그네슘 합금의 내부에 포함되어 있는 캐소딕 불순물 입자들과 자연산화피막 그리고 화학적 또는 전기화학적으로 형성된 산화피막들이 합금의 내식성에 미치는 영향에 대해서 연구하였다.

본 연구에서는 AZ31 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키기 위하여 플라즈마 전해산화(PEO, plasma electrolytic oxidation)법을 이용하여 다양한 용액에서 양극 및 음극 펄스전류를 인가하여 형성하였다. 형성된 PEO피막의 두께는 용액 중 음이온의 종류에 가장 크게 의존하였으며, PEO 피막의 표면거칠기는 피막의 두께가 두꺼울수록 더 커지는 결과를 얻었다. PEO피막의 경도는 규산이온이 포함된 용액에서 형성된 피막이 가장 높게 나타났으며, 알루미나 입자들과 같이 단단한 입자들을 용액 중에 포함시킬 경우 피막 내부에 함침되어 피막의 경도를 향상 시킬 수 있었다.

AZ31B 마그네슘 합금 판재를 이용하여 자동차 부품을 가공하는 경우에는 판재를 성형하고 이를 접합하여 복잡한 형태의 부품을 만들게 되는데, 대부분의 경우에서 전착도장 공정을 필수로 거치게 된다. 그리고 전착도장 공정은 기존의 자동차 생산 공정에 사용되는 도료 및 공정을 그대로 이용하여야 하며, 현재까지 연구된 결과에 의하면 마그네슘 소재의 전착도장은 전착도장 공정 전에 행해지는 화성처리 공정이 적절하게 처리되었다면 공정상 별다른 문제를 발생시키지 않는다. 즉 마그네슘의 화성처리는 전착도장 공정과 전착도장된 제품의 내식성에 매우 중요한 요소이다. 이러한 화성처리 공정은 화성처리 공정 전단계의 표면 전처리 공정에 크게 영향을 받게 되는데, 본 연구에서는 AZ31B 마그네슘 함금 판재의 전처리-화성처리-전착도장으로 구성되는 마그네슘 표면처리에 있어서 전처리 공정중 산에칭 공정이 화성처리-전착도장의 최종 물성에 미치는 영향에 관하여 조사하였다.

AZ31B 마그네슘 합금 판재를 이용하여 자동차 부품을 가공하는 경우에는 판재를 성형하고 이를 접합하여 복잡한 형태의 부품을 만들게 되는데, 대부분의 경우에서 전착도장 공정을 필수로 거치게 된다. 그리고 전착도장 공정은 기존의 자동차 생산 공정에 사용되는 도료 및 공정을 그대로 이용하여야 하며, 현재까지 연구된 결과에 의하면 마그네슘 소재의 전착도장은 전착도장 공정 전에 행해지는 화성처리 공정이 적절하게 처리되었다면 공정상 별다른 문제를 발생시키지 않는다. 즉 마그네슘의 화성처리는 전착도장 공정과 전착도장된 제품의 내식성에 매우 중요한 요소이다. 이러한 화성처리 공정은 화성처리 공정 전단계의 표면 전처리 공정에 크게 영향을 받게 되는데, 본 연구에서는 AZ31B 마그네슘 함금 판재의 전처리-화성처리-전착도장으로 구성되는 마그네슘 표면처리에 있어서 전처리 공정중 산에칭 공정이 화성처리-전착도장의 최종 물성에 미치는 영향에 관하여 조사하였다.

합금 조성 및 열-기계적 처리 조건에 따라 제2상의 종류, 분율, 크기 등이 변화하였으며, 이러한 미세조직적 인자의 변화에 따라 부식거동이 변화하였다. 또한 부식환경에 따라 부식거동에 영향을 미치는 여러 인자들의 상호작용이 변화하였으며 이로 인하여 서로 다른 부식환경에서 합금 조성에 따른 부식거동의 차이가 발생하였다.

차세대 메모리로 각광받고 있는 STT-MRAM의 동작특성을 향상시키기 위하여 식각 시 재 증착되는 식각 부산물을 저 손상을 제거하였다.

유기 전자 소자는 높은 유연성을 가지고 있어 차세대 전자소자로 주목을 받고 있다. 이러한 유기 전자소자에 있어서 투명전극은 핵심소재 중의 하나인데, 유연성을 위하여 유연한 투명전극의 개발이 필수적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는 저저항/고투과의 유연한 투명전극을 제작하기 위해 보조배선을 도입했고, 이 보조배선을 기판에 함몰시키는 구조의 배선함몰형 유연 전극 기판을 제작하였다. 본 전극은 $1{\Omega}/sqr.$의 면저항과 90%의 투과도를 가지고 있음을 확인했고, 이 전극을 활용해 유연 유기전자소자를 제작하여 ITO 기반의 소자와 유사한 효율을 가짐과 동시에 높은 유연성을 가짐을 확인하였다.

폴리머 기판상 밀착력 향상과 증착되는 금속 박막의 전기적 특성 향상에 대한 연구를 수행하였다. 박막의 밀착력 향상을 위해 선형이온소스를 이용하여 폴리머 기판의 표면에너지 증대를 도모하였다. 폴리머 기판의 표면에너지 제어를 통해 증착된 박막의 밀착력 평가는 테이프 테스팅법을 적용하였고 전처리 전후 밀착력이 향상됨을 확인하였다. 또한 일반적인 마그네트론 스퍼터링의 경우 상온에서 증착되는 금속 박막의 결정성이 낮다는 한계점을 극복하기 위해, 플라즈마 보조 마그네트론 스퍼터링 방법을 적용하여 증착되는 박막의 결정성 향상을 통해 증착된 Cu 박막의 전기적 특성 향상을 얻을 수 있었다. 박막의 결정성 향상을 통해 전기적 특성은 10% 이상 향상됨을 확인하였다.

Electrodeposited Ni and Ni-SiC composite coatings were prepared on Cu substrates by using the Ni-Sulfamate electrolytic bath. Thus prepared samples were subjected for the two different types of post surface modification techniques; i.e. Laser Surface Texturing (LST) and Ultrasonic Nano Surface Modification (UNSM), respectively in order to investigate their effects on surface and interface related properties of the coatings. Hemispherical dimples, with 80 to 200 um dimple spacing, were created and examined on the surfaces of the materials studied. The results revealed that micro-surface texturing with 150 um dimple spacing considerably improved the coefficient of friction. Dimple spacing accuracy and incorporated second phase ceramic particles both contributed significantly to reduction in coefficient of friction. On the other hand, application of UNSM considerably modified the surface topography, led to increase the Vickers microhardness, and reduced the wear and coefficient of friction as compared to non UNSM treated Ni and Ni-SiC samples.

Se 원소가 포함된 $CuIn_xGa_{1-x}Se_2$(CIGS) 단일 스퍼터링 타겟을 이용하여 후처리 공정없이 단일 스퍼터링 공정만으로 CIGS 흡수층 박막을 증착하여 소자 특성을 확인하였다. 단일 CIGS 흡수층 공정이 적용된 CIGS 박막태양전지 소자(유리기판/Mo/단일 CIGS 흡수층 박막/CdS/i-ZnO/Al-doped ZnO/Ni-Al grid)에서 10.0%의 태양광 변환 효을을 달성하였으며, 이는 기존의 복잡한 공정구조를 해결하여 대면적 양산화 CIGS 제조 공정에도 적용할 수 있음을 확인하였다.

Atomic layer deposition (ALD) 방법으로 증착시킨 ZnO 기반의 박막물질들을 다양한 종류의 태양전지에서 TCO, Buffer Layer 등으로 활용하기 위한 노력이 최근 이루어지고 있다. 본 발표에서는 ALD를 이용한 ZnO 기반 박막물질들의 광전소자로의 적용을 위한 요구물성을 맞추기 위한 precursor/reactant의 selection을 포함한 공정 parameter가 박막의 물성에 미치는 영향 및 생산성 향상을 위한 ALD 공정장치 개발 예를 소개하고, 광전소자 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.

양극산화를 통하여 타이타늄 산화물 나노튜뷰를 제조하고 전기화학적 촉매능을 향상시키기 위하여 다양한 방법의 촉매 도핑방법을 소개한다. 특히, 단일(single step) 양극산화법과 전기충격법(potential shock)를 통한 촉매도핑법을 비교하며 장횡비(high aspect ratio)가 높은 나노튜뷰에 균일하고 효율적인 촉매도핑법 및 도핑된 나노튜뷰를 활용한 물분해 실험결과를 소개한다.

Organic light emitting diode (OLED) 나 organic photovoltaic device (OPV)와 같은 유기소자에 전극으로 쓰이고 있는 indium tin oxide (ITO)는 유연한 디바이스에 적용하기에는 유연성이 떨어진다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 ITO를 대체할 수 있는 CNT, Graphene, AgNWs, 전도성 고분자 등의 투명전극에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 CNT, Grapene, 전도성 고분자는 여전히 전기적 특성이 좋지 못하기 때문에 차세대 투명전극으로 사용되기는 어려움이 있다. 반면에 AgNWs는 용액공정으로 제조 단가가 비교적 저렴하며, 높은 전기전도도 특성과 우수한 유연성을 가지는 투명 전극이기 때문에 많은 주목을 받고 있다. 그러나 NW-NW간의 접촉저항이 높아 전도성이 저하된다는 문제점과 Environmental stability가 좋지 못하다는 단점이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 AgNW 전극 위에 플라즈마처리를 진행하여 AgNW의 전도성과 Stability를 향상시키고자하였다. 플렉서블한 PET기판위에 AgNW 전극을 Spray Coating하여 균일하게 전극을 형성하였고, 플라즈마 처리를 통해서 기판의 변형없이 AgNW의 저항을 45%이상 향상시켰으며, Stability 또한 아무것도 처리하지 않은 AgNW에 대비하여 2배 이상 향상된 것을 확인하였다.

본 연구에서는 구리 도금액 구동 과정에서 부반응으로 수반 되는 첨가제의 분해 현상에 대해 연구하고, 분해 메커니즘과 부산물의 영향에 대해 고찰하였다.

오늘날 전해동박은 리튬이온전지의 집전체, PCB, FPCB등의 핵심부품으로써, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나 전자 회로의 미세화로 인한 열 발생, 낮은 강도에 의한 신뢰성 하락 등이 문제가 되고 있는 실정이다. 구리에 나노 쌍정을 높은 밀도로 형성하게 되면, 전기 저항의 변화 없이 기계적 강도를 높이는데 도움이 된다. 특히 펄스 전해증착에서는 높은 전류밀도가 인가되기 때문에 고밀도의 나노쌍정을 얻을 수 있다는 점이 여러 논문에서 보고되었다. 이번 연구에서는 펄스도금 조건에서 온도 조건의 변화를 통해 강도가 향상됨을 알 수 있었다.

전해동박(Electrodeposited Copper Foil)은 전기도금 공정으로 제조되는 얇은 구리 포일로서, 주로 TV, PC, 스마트폰 등 전자제품의 인쇄회로기판에서 전기신호를 전달하는 회로소재로 사용이 되며, 최근에는 모바일 IT, 전기자동차, 지능형 로봇, 그린 에너지 산업 등에서 필수적으로 적용되는 소재로 이용이 급증하고 있는 핵심소재이다. FPCB/PCB용 전해동박은 최근 휴대폰, PC와 더불어 전 세계적으로 열풍이 불고 있는 스마트폰, 태블릿 등의 최신 전자 모바일기기의 보급이 가속화됨에 따라 해당 제품들의 다기능화, 고집적화가 진행되고 있으며, 5G 이후의 Mobile 기기를 중심으로 하는 차세대 전자기기의 소재 분야의 선점을 위해서 광폭(600 mm 이상) 제품 제조가 가능한 전해 동박으로 다양한 표면처리의 $18{\sim}2{\mu}m$ 급의 얇은 두께를 갖는 경제성이 확보된 고특성 동박이 필요로 되는 상황이다. 이와 더불어 PCB/FPCB에서 요구하는 동박기술의 소개 및 현재 연구 개발 Trend를 소개하고자 한다.

DSE(dimentional stable electrode)의 미세구조와 전기화학적 성능은 전극 재질, 코팅액과 지지체인 티타늄의 전처리, 코팅법, 코팅 두께, 소결 온도와 같은 전극 제조법과 인자들에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 DSE 성능에 영향을 주는 다양한 전극 제조법 및 공정인자 중에서 모재인 티타늄의 표면 전처리 및 귀금속 산화물 층 조성이 전극의 성능과 수명에 미치는 영향을 고찰하였다.

본고에서는 전해동박의 개발 연혁, 제조 공정 및 주요 적용 사례에 대해 소개한다. 전해동박이 전자 소재에 적용되는 대표적인 사례는 Li 이차전지의 음극 집전체 및 인쇄회로기판의 회로이다. Mobile Device의 슬림화 및 다기능화에 따라 Li 이차전지의 용량 증대 및 인쇄회로기판의 협피치화가 필요하다. 따라서 Li 이차전지의 단위 부피당 용량 증대를 위해서는 음극 집전체로 적용되는 동박은 극박화 및 고강도 특성이 요구되고 있다. 인쇄회로기판의 협피치화에 따라 이들 제품에 적용되고 있는 동박은 두께 및 조도를 저감시키는 방향으로 기술이 전개되고 있다. 본고에서는 전자 소재용으로 적용되고 있는 전해 동박의 최근 제품 및 기술 동향과 향후 제품 전개 방향에 대해 논의하고자 한다.

전해 동박 제조는 원통형의 대형 제박기에서 전주도금 형태로 이루어지며, 생산성을 위해 고속의 유체 흐름속에 고전류밀도를 인하하여 고속 도금을 시행하고 있다. 도금이 된 동박은 코일형태로 말려 제품화되는데 길게는 수 Km의 길이로 감기게 되므로 동박의 두께가 불균일하면 감기는 것에 문제가 있을 뿐 만 아니라 PCB, 전지 집전체 제조시에도 문제를 일으킨다. 그러나 동박 제조는 대형의 음극에 고속 도금이 연속적으로 일어나게 되므로 현장에서 문제를 해결할 수 있는 방법은 거의 없다. 이러한 상황에서 수치해석적 기법으로 도금두께를 미리 예측하고 해석하는 것은 매우 도움이 되는 기법이다. 특히 아직까지 전류밀도 분포의 해석과 함께 유동해석을 커플링하여 도금 현장에 적용한 예는 그리 많지 않다. 본 연구에서는 FEM을 이용하여 제박기에서 발생하는 전류밀도 분포 및 유동을 해석하고자 하였다.

음극 아크 플라즈마 공정을 이용하여 증착된 AlTiN 코팅막의 공정 변화에 따른 물리적 특성 변화를 평가하였다. 또한 빗각 증착을 적용하여 제조한 AlTiN 코팅막의 특성을 평가하였다. Al-25at.%Ti 합금타겟을 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 코팅막 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아졌으며, 공정 압력과 기판 전압이 높을수록 AlTiN 코팅막의 표면에 존재하는 거대입자의 밀도가 낮아지는 경향을 보였다. 코팅 공정 중 질소 유량을 변화했지만 AlTiN 코팅막의 특성은 변하지 았았다. AlTiN 코팅막 증착 시 빗각을 적용한 결과, $60^{\circ}$의 빗각을 적용한 다층 코팅막에서 약 33 GPa의 경도를 보였다. AlTiN 코팅막의 내산화성을 평가한 결과, $600^{\circ}C$이상에서 안정된 내산화성을 확인할 수 있었다.

질화 티타늄(titanium nitride; TiN)은 색상이 미려하고 물리적 특성이 우수한 특성에도 불구하고 내산화성이 낮아 이를 해결하기 위해서 TiN에 Al을 첨가한 TiAlN 소재가 개발되었다. 하지만 난삭재 가공용 공구의 사용 온도가 $800^{\circ}C$이상인 점을 고려하여 $800^{\circ}C$ 이상의 고온 환경에서도 산화가 일어나지 않는 고경도 박막 소재가 요구되고 있으며 TiAlN 소재에 Si을 첨가하면 내산화성이 향상된다는 연구결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 증착과 스퍼터링을 동시에 이용한 하이브리드 공정으로 제조한 TiAlSiN 박막의 Si 함량에 따른 미세구조, 물리적 특성 그리고 내산화성을 평가하였다.

탄소는 독성이 없고 친환경적이며 물리화학적 안정성 및 내마모성 등 많은 장점을 가지고 있어 많은 연구들이 진행 되고 있다. 바이오영역에서도 많은 연구들이 진행되어 왔지만 실제 응용된 것은 많지 않다. 본 연구에서는 탄소 박막표면에 -CHx 화학구조가 세포 성장에 어떤 영향을 미치는지 규명 하고자 하였다.

TiN 박막의 미세구조를 공정 변수인 기판 전압, 기판과 타겟의 각도 등을 이용하여 변화시켜 박막의 물리적 특성을 평가하였다. TiN 박막은 음극 아크 증착법을 이용하여 기판에 코팅하였다. TiN 박막은 기판과 타겟의 각도를 제어하면 기판에 수직한 주상과 일정한 각도를 갖는 주상으로 성장하는 것을 확인하였다. 기판과 타겟의 각도를 일정하게 유지한 경우에도 기판에 전압을 인가하면 TiN 박막의 주상이 기판과 수직하게 성장하는 것을 확인하였다. 기판과 타겟의 각도와 기판 전압을 활용하면 TiN 박막의 미세구조를 다양하게 변화시킬 수 있었다. TiN 박막의 미세구조 변화는 물리적 특성 변화에 영향을 준 것으로 판단되며 기판 전압과 각도를 인가하지 않은 TiN 박막보다 미세구조가 변화한 박막이 높은 경도를 보였다.

최근 비철소재 가공용 공구의 이형성 향상 코팅 및 자동차 부품의 고온 환경에서 사용할 수 있는 코팅으로 유망한 수소가 없는 비정질 다이아몬드 카본 막 (Non-Hydrogen Diamond Like Carbon films : ta-C)을 양산할 수 있는 코팅 시스템에 대한 연구 결과를 발표하고자 한다. 본 시스템은 Diamet-600이라고 하며 ta-C의 처리폭은 350 mm, 직경 450 mm 8축 공자전 치구에서 400nm/h의 증착률을 가지며, 막의 경도는 최대 65GPa을 달성하였다.

본 연구에서는 상호간의 고용도가 없는 Mo, Cu 재료의 합금화가 용이하도록 기계적 합금화법(Mechanical Alloying)을 이용하여 Mo-Cu 합금분말을 제조하였고, 준안정상태의 구조의 유지가 가능한 방전 플라즈마 소결법(Spark Plasma Sintering)을 이용하여 합금타겟을 제작하였다. Mo-Cu 박막을 제작하기 위해서 합금타겟을 이용하였고 스퍼터링 공정을 진행하여 박막을 제작하였다. 그 결과 Mo-10wt%Cu 단일타겟을 이용하여 제작한 박막의 경우 Ar : N 분위기에서 27.7GPa 로 가장 높은 경도값을 가지는 것을 확인하였다. 또한 Mo-5wt%Cu 단일타겟을 이용하여 Ar : N 분위기에서 제작한 박막은 건식조건에서의 마찰계수값이 0.69 로 가장 낮은 것을 확인할 수 있었으며 윤활조건(GF4)에서는 Mo-10wt%Cu 단일타겟을 이용하여 Ar : N 분위기에서 제작한 박막이 0.56 으로 가장 낮았다.

산업이 발달되고 제품이 소형화 및 고품질화됨에 따라 그에 따른 제품의 품질 조절이 용이하고 자동화하기 쉬울 뿐만 아니라 공해문제 및 후가공 문제 등이 없는 이온질화 열처리 기술의 보급이 급속도로 확산되고 있다. 특히 플라즈마 이온질화는 가스조성, 처리온도, 질화시간, 가스압력 및 인가전류를 조절함으로써 질화층은 물론 화합물의 상을 용이하게 조절할 수 있다. 위와 같은 변수들을 조절함으로써 PECVD 장비에서 DC pulse power를 사용하여 플라즈마 질화법으로 질화처리하였으며 AISI4140강에서 화합물층의 유무에 따른 기계적인 특성을 비교 조사하고자 하였다.

PVD에 의한 증착 대상 물질인 Ti, AlSi, Cr 및 각각의 타겟 전류, 바이어스, 압력 조건 들을 설계하여 적용시켰으며 PECVD와 CBC 코팅을 조합하여 발생되는 새로운 나노 멀티박막의 특성을 본 연구에서는 시험분석 및 평가하였다. 코팅층 깊이에 따른 조성 변화는 XPS를 이용하였으며 미세조직 및 표면 상태는 FE-SEM을 이용한 정밀 분석을 실시하였다. 또한, 박막의 경도는 나노인덴터를 이용하여 박막 자체의 경도만을 분석하였다. 한편, Pin-on-disk 방식의 마모시험기를 이용하여 표면조도와 상대재의 처리 상태에 따른 마찰계수를 시험 평가하였다.

Metallic glass alloys having dense packing structure have short range ordered structure with long range homogeneity. Therefore, they can provide complete corrosion protection and unique electrical properties. Recently, metallic glass thin films have received much attention to extend its application fields combining with PVC coating technologies. The metallic glass thin films can change the surface properties of the conventional bulk materials which need anticorrosion properties. However, multi-component alloying targets are required to fabricate the metallic glass thin films because metallic glass alloys contain more than three elements. Recently, many researchers have been reported the properties of the metallic glass thin films synthesized with multi-cathode systems or amorphous target. But, it is difficult to fabricate the large sized sputtering targets for mass production equipment with high toughness and thermal stability. In this study, newly developed sputtering target with glass forming ability and the properties of the metallic glass thin films will be introduced with respect to the various application fields such as bipolar plate in PEM fuel cell and decorative coatings for electric device and construction fields.

PVD 공정에서 다성분으로 이루어진 나노복합 코팅을 형성하는 것은 원소들간의 합금화 문제로 인해 어렵다. 따라서 일반적으로 두 개 이상의 원소타겟 또는 멀티타겟을 이용한 PVD+PECVD 의 융합공정에 의해 제조된다. 하지만 멀티타겟을 사용한 공정은 공정의 복잡화가 뒤따르며 신뢰성이 떨어진다. 본 연구에서는 멀티타겟의 단점을 보완하기 위해 Ti-Al-X(Cr, Si, B, V) 단일 합금 타겟을 제작하여 나노복합 코팅을 형성하고자 하였다. 기계적 합금화법을 통해 합금분말을 제조하였으며, 방전플라즈마소결법으로 합금 타겟을 제작하였다. 제작된 타겟을 이용하여 스퍼터링 장치를 통해 박막을 형성 하였다. 그 결과 분말은 밀링 시간 20시간에서 정상상태에 도달하였으며, 더 이상 분말의 입자는 줄어들지 않았다. 이때 분말의 입자크기는 $5{\sim}6{\mu}m$ 이었으며 결정립의 크기는 16~20nm 이었다. 소결을 통해 99% 이상의 진밀도를 갖는 합금타겟을 제작하였으며, 이때 결정립의 크기는 매우 미세하였다. 박막의 경우 모두 30GPa 이상의 고경도 특성을 나타냈다.

벌집 모양 격자 속에 배열된 탄소 원자들의 단일 층으로 구성되고, 매우 놀라운 특성들을 지니고 있는 차세대 물질인 그래핀을 생산하기 위해서 지금까지 많은 연구진이 다양한 합성법을 개발해 왔다. 본 연구에서는 Radio Frequency (RF) 열 플라즈마를 통해 고 순도의 그래핀 플레이크를 생산하고자 하였다. 이러한 방법을 통해 sulfur와 oxygen을 포함한 불순물이 다량 제거될 수 있었으며, 초고순도 그레핀 플레이크 제조를 통해 면저항을 낮출 수 있었다.

inkjet printing system으로 flexible 기판위에 metal interconnection 혹은 metal mesh를 제작 할 때 metal과 flexible substrate 의 접착력을 향상 시키고 선폭을 조절하기 위하여 surface roughness를 생성 시키고 표면을 hydrophobic 하게 개질 하였다. 그 결과 metal line의 선폭과 접착력이 향상됨을 알 수 있었다.

원자층 단위의 정밀 제어가 가능한 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition)은 반도체, 디스플레이, 에너지, MEMS 등 다양한 분야에서 점차 그 응용 범위를 확대하고 있다. 응용분야의 확대와 함께, 물질적 측면에서는 산화물 위주의 적용에서 나아가 금속층, 질화물 등 다양한 물질 개발로 이루어져 왔으며, 이는 precursor의 개발과 함께 공정적 측면에서 plasms를 이용한 plasma-enhanced atomic layer deposition (PEALD)의 개발과 함께 이루어져 왔다. 본 발표에서는 ALD 공정에서의 플라즈마의 활용에 대하여 논의하고, ALD 공정에서의 플라즈마 적용에 따른 영향을 살펴보았다.

터보 분자 펌프는 수 만 rpm의 고속으로 회전하여 분자 유동 영역에서 효율적으로 기체를 배기하는 특성을 가지고 있지만 실제 플라즈마 공정에서는 챔버의 압력이 수 mTorr이상이므로 점성 유동 영역이나 전이 유동 영역에 해당한다. 따라서 터보 분자 펌프의 rotor, blade, stator등의 설계가 점성 유동 영역에서 반응성 가스 및 플라즈마 특성에 의해서 어떤 영향을 받는지 수치 모델을 통하여 해석을 시도하였다.

플라즈마를 이용한 반도체 미세 공정에서 플라즈마 밀도, 균일성 등과 같은 플라즈마 특성을 조절하는 것은 차세대 공정 장비 개발에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이러한 플라즈마 특성을 효율적으로 제어하기 위해 서로 다른 주파수를 사용하는 2개의 안테나에 pulse 신호를 적용하여 각 안테나에 인가되는 펄스 신호에 따른 플라즈마의 특성을 알아보았다.

최근 Touch screen panels (TSPs) 의 높은 전기적 특성 및 고해상도 요구에 따라 고품질 초박막 ITO의 중요성이 대두되고 있다. 하지만, 초박막 ITO 필름은 얇은 두께로 인해 낮은 결정성을 가지므로 높은 전기전도성을 확보하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는, 결정성을 향상시키기 위하여 초기 박막의 성장에 영향을 주는 인자를 제어하였으며, 이러한 인자들 중 자장강도 변화에 따른 ITO 박막의 물성 변화를 관찰하였다. 그 결과 ITO 초박막의 전기적 특성은 스퍼터링 전류보다 스퍼터링 전압에 크게 의존하는 것을 확인 할 수 있었다.

진공 공정에서 금속박막을 형성하는 방법으로는 sputter 방식이나 evaporation 방식이 있다. 이러한 방식으로 증착된 금속박막은 sputter 나 evaporation 방식의 특성상 기판과 박막사이에 밀착력이 저하되게 된다. 본 연구에서는 기존의 sputter 방식으로 금속박막을 형성시 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 자체 제작한 LIS 를 적용하여 기판에 pretreatment 처리를 한 후 금속박막을 형성하였다. 그 결과 밀착력을 0 degree에서 5 degree 까지 향상 시킬 수 있었으며 또한 금속박막을 Roll to Roll 장비를 적용하여 형성함으로써 우수한 밀착력을 가진 금속박막의 양산을 가능케 하였다.

빠른 응답속도를 요구하는 고품질 대면적 디스플레이의 박막형 트랜지스터 적용에 있어서 비정질 IGZO 박막에 대한 많은 연구가 진행되어왔으나, 불순물 도입에 의한 5성분계 IGZO 박막의 전기적 특성 향상에 대한 연구는 거의 보고 되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 magnetron co-sputtering 법으로 50 nm 두께를 가지는 yttrium이 도핑된 5성분계 Y-IGZO박막과 Y-IGZO/IGZO 하이브리드막을 제조하여 그 전기적, 광학적 특성 및 표면 조도를 관찰 하였다.

사출금형의 표면은 제작되는 제품의 표면에 노출되기 때문에 표면조도 및 품질이 제품의 품질을 결정하는 데에 매우 중요하게 작용한다. 본 연구에서는 대면적 전자빔을 이용한 사출금형의 표면개질을 수행하였다. 대면적 전자빔 표면처리를 통하여 사출금형의 표면조도를 크게 줄일 수 있었으며, 표면 경도를 증가시켜 금형의 수명을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대되었다.

IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) 물질은 기존에 사용되던 Amorphous Silicon에 비해 전자 이동도가 더욱 빠르기 때문에 차세대 디스플레이 재료로서 각광받고 있으며, 이러한 빠른 전자 이동도는 디스플레이 소자에 있어서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 이를 향상시키기 위하여 본 연구에서는 ICP(inductively coupled plasma) antenna를 이용하여 rf power와 requency를 변화함으로써 박막 증착 시 발생되는 플라즈마의 특성을 조절하여, 박막의 특성을 조절하고자 했다. 이렇게 증착된 IGZO 박막은 Hall Effect Measurement를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 박막의 조성을 분석하였다.

확산을 이용한 표면 개질법인 Thermo-Reactive Diffusion(TRD) 기술 기반 2단 표면처리를 통해 고경도의 Nb(C,N) 코팅층을 고탄소 베어링강인 JIS-SUJ2강에 형성시켰다. 2단 표면처리는 암모니아 가스 질화와 분말 확산 코팅법으로 구성된 2step 열처리이다. 본 연구에서는 가스질화 화합물층의 두께가 코팅층 성장 거동에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해서 $550^{\circ}C$에서 3, 6시간 암모니아 가스 분위기에서 가스질화를 실시하고, $900^{\circ}C$에서 3시간 분말 확산법을 통해 표면 코팅층을 형성하였다. 생성된 코팅층의 형상과 두께 측정을 광학현미경(OM) 과 주자전자현미경(SEM)을 통해 한 결과, 가스 질화는 약 10uu와 16um, 최종 코팅층은 약 정도 생성이 되었음을 확인하였다. 코팅층의 성분 분석은, EDS, FE-EPMA, XPS 분석을 통해서 실시하였다. EDS와 FE-EPMA 원소 mapping을 통해 모재에 비해 높은 농도의 Nb, C 그리고 N이 코팅층 내부에 존재함을 확인하였다. XPS분석의 결합에너지 peak를 통해 NbC, NbN 그리고 Nb-oxide가 생성이 되었음을 분석하였다. 생성된 코팅층의 경도는 low mode에서 10회 측정한 후 평균값을 내었고, 각각 Hv이었다.

Mg합금은 지극히 열악한 내산화성을 갖는 MgO로 산화되기 때문에, 모든 Mg합금은 고온에서는 쉽게 산화되고 발화된다. 그러나, CaO를 첨가하면 CaO가 시편의 노출면적을 줄이고, 산소의 내부확산을 억제함으로써 시편 표면에 얇고 균일한 보호피막을 형성하여 Mg합금의 산화 저항성을 증가시켰다.

본 연구에서는 AZ31 마그네슘 합금의 징케이트 피막 형성 메커니즘을 용액의 조성에 따라 연구하였고, 징케이팅 공정에서 초음파가 피막의 형성 미 성장에 미치는 영향에 살펴보았다. 또한 AZ31 마그네슘 합금을 징케이트 처리한 후 구리를 도금하여 피막 형성 특성을 살펴보았다.

Photoelectrochemical water splitting is considered as a promising method of transforming solar energy into chemical energy stored in the type of hydrogen. An n-type $WO_3$ semiconductor is one of the most promising photoanodes for hydrogen production from water splitting. Films annealed at lower temperatures consisted of amorphous, whereas films annealed above $500^{\circ}C$ comprised solely of monoclinic $WO_3$. In this study, we observed photoactivity of $WO_3$ as increasing thickness of $WO_3$. And it shows good photoacivity as thickness increases. Also we tried to improve photoactivity through surface modification and bulk modification by using hydrogen treatment and conducting polymer. The photocurrent was measured in potentiostatic method with the three electrode system. A Pt wire and Ag / AgCl electrode were used as the counter electrode and the reference electrode, respectively. photocurrent-time (I-T) curve was measured at a bias potential of 0.79 V.

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.

정확한 두께와 조성 제어, 훌륭한 재현성의 박막을 형성할 수 있는 Atomic layer deposition 방법으로 증착시킨 ZnO 박막은 여러 분야에 적용될 수 있기 때문에 최근 많은 주목을 받고 있다. ALD-ZnO 박막을 형성하기 위하여 가장 흔히 사용되는 전구체 (precursor)와 반응체 (reactant)는 DEZ(DiethylZinc)와 $H_2O$이다. 그러나 DEZ 전구체를 사용한 ALD-ZnO 박막은 낮은 열적 안정성이 문제로 지적되어져 왔으며, 또한 여러 분야의 적용 및 산업화를 위해서는 높은 증착률, 큰 범위의 전기적 저항, 높은 투과도가 필요로 한다. 본 연구에서는 atomic layer deposition 기법을 통해 열적 안정성을 가진 새로운 전구체인 DEZDMEA ($Et_2Zn:NEtMe_2$)을 사용하여 ZnO 박막을 증착하였다. DEZDMEA ($Et_2Zn:NEtMe_2$) 및 $H_2O$ 주입 시간에 따른 증착률와 전기적 성질, 투과도를 조사하였다.

전기변색 (electrochromism) 박막은 전기화학적 산화, 환원 과정을 통해 가역적인 광학 특성의 변화를 갖는 현상을 말하며, 이를 이용한 전기변색 소자(electrochromic device)는 전력 소모가 적고 변색 효율이 크다는 장점으로 인해 Smart window, display, mirror 등에 응용 될 수 있다. 본 연구에서는 대표적인 전기 변색 물질인 WxOy, NixOy 전기 변색 재료의 Sputtering법으로 증착한 박막의 특성에 대하여 평가하였다.

In this study, we investigated electrochemically formed nanotube shape on ternary Ti-25Ta-xHf alloys with Hf contents. Ti-25Ta-xHf (x=0~15 wt.%) alloys were manufactured by vacuum arc-melting furnace. The obtained ingots were homogenized in an argon atmosphere at $1050^{\circ}C$ for 2h and then water quenching. The specimens were cut from ingots to 4 mm thickness and first ground and polished using SiC paper (grades from #100 to #2000). The anodization treatments on Ti-25Nb-xHf alloys were carried out at room temperature for experiments. The formation of nanotubular film was conducted by electrochemical method in mixed electrolytes with 1 M $H_3PO_4$ + 0.8 wt. % NaF at 30 V for 2 h. The morphologies of nanotube depended on the Hf content in Ti-25Ta-xHf ternary system.

In order to investigate electrochemical behavior and biocompatibility of Co-Cr dental alloy by electrochemical corrosion test and MTT assay, the xCo-25Cr-yW-zNi alloys were used in this study. Samples of Co-Cr-W-Ni alloys were manufactured using arc melting furnace. The microstructure of the alloys was examined by optical microscopy (OM), Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), MTT assay, and corrosion test. Corrosion resistance increased slightly as cobalt (Co) content increased. And bioactivity was concerned with nickel (Ni) and tungsten (W). Biocompatibility of Co-Cr alloy depended on Ni and W contents.

In order to investigate on hydroxyapatite precipitation phenomena on nanotubular Ti-29Nb-xHf ternary alloys, Ti-29Nb-xHf alloys contained (0% to 15%) Hf were manufactured using arc melting furnace. Formation of nanotubular structure was achieved by an electrochemical method in 1M $H_3PO_4$ electrolytes containing 0.8%wt. % NaF. Electrochemical deposition was carried out using cyclic and voltammetry(CV) method at $85^{\circ}C$ in $5mM\;Ca(NO_3)_2+3mM\;NH_4H_2PO_4$. HA coating on nanotube formed Ti-29Nb-xHf ternary alloys showed a good wettability.

알루미늄 합금의 종류중 하나인 ADC12는 가공성이 좋고 가격이 저렴하기 때문에 산업의 많은 분야에 이용할 수 있지만 양극산화를 진행할 시 합금의 주요 구성성분인 실리콘(Si)으로 인해 균열(Crack)이 생기는 문제가 발생하여 이에 따라 균일한 산화막이 생성되지 않다는 단점을 가지고 있다. 이 단점을 극복하기 위해 양극산화를 진행할 때 금속 음이온 성분이 첨가된 전해질을 이용하면 실리콘이 떨어져 나간 부분을 자가치료(Self-healing)할 수 있어 피막의 경도를 포함한 각종 특성이 증가하는 결과를 확인할 수 있다. 본 연구에서는 ADC12를 양극산화할 때 황산 수용액을 기본 전해질로 하여 전해질에 타이타늄(Ti), 마그네슘(Mg), 몰리브덴(Mo)이 포함되어 있는 금속 음이온 물질을 첨가하였고, 금속 음이온 전해질의 농도와 양극산화 진행 시간을 변수로 하여 제조한 산화막의 전기화학적 특성을 SEM(Scanning Electron Microscope), Tafel plot, 그리고 Microvickers hardness tester를 통해 평가하였다.

알루미늄 박막은 광학부품의 코팅과 Mirror 제조는 물론 철강이나 항공기 부품의 내식성 코팅이나 반도체 및 디스플레이 소자의 전극 등에 이용되어 산업적 응용이 가장 넓은 박막의 하나이다. 알루미늄 박막은 주로 진공증착 방법으로 제조하는데 제조 공정에 따라 그 특성이 현저히 달라지는 특성이 있다. 본 논문에서는 알루미늄 박막의 제조 공정에 대해 고찰하고 공정에 따른 특성과 응용분야에 대해 고찰하고자 하였다.

The purposed of this work was to determine nanotube shape variation on the Ti-xNb alloys with alloying elements and applied potentials. Samples were prepared by arc melting, followed by followed by homogenization for 12 hr at $1000^{\circ}C$ in argon atmosphere. This study was evaluated the phase and microstructure of Ti-xNb alloys using an X-ray diffraction (XRD) and optical microscopy (OM). The morphology of the samples was investigated with a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The nanotube on the alloy surface was formed in 1 M $H_3PO_4$ with small additions of NaF 0.8 wt.%. All anodization treatments were carried out using a scanning potentiostat (Model 362, EG&G, USA) at constant voltage 30 V for 120 min, respectively. The morphology of the samples was investigated with a field-emission scanning electron microscope (FE-SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Surface characteristics of nanotbue formed on Ti-xNb alloys was investigated by potentiodynamic test and potentiostatic in 0.9% NaCl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. It was observed that the changed ${\alpha}$ phase to ${\beta}$ phase with Nb content.

본 연구에서는 thermal evaporation법을 이용하여 제작한 CdTe 후막의 미세구조, 전기적 특성 및 X-선 조사에 따른 특성을 비교분석하였다. 기판온도를 $370{\sim}450^{\circ}C$로 변화시키며 증착하였으며, CdCl2 첨가에 따른 미세구조 변화를 관찰하였다. CdTe 막의 상 하부에 전극을 형성하여 I-V 특성을 평가하고, 실제 X-ray를 샘플에 조사하여 sensitivity를 측정하였다. 박막형성 초기에는 기판온도가 증가함에 따라 grain size가 증가하였지만, grain uniformity는 감소하였다. X-ray 특성향상을 위해서는 grain size와 uniformity 모두 중요한 인자이기 때문에 uniformity 향상을 위해 Cl을 첨가하였다. 미량의 Cl 첨가에서는 큰 변화를 보이지 않았지만 더 많은 양의 Cl 첨가 시, grain size 와 uniformity 모두 증가되는 것을 확인하였으며, 그에 따라 I-V, X-ray 조사 특성 모두 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

개량한 플라즈마 소스를 이용하여 Al doped ZnO (AZO) 박막을 증착하였다. 이 실험에서 박막의 증착두께를 200nm로 고정하였고 공정압력과 기판사이 거리는 4 mTorr과 4 cm로 정하였다. 인가전력 그리고 윗 타겟 인가전압을 변수로 하였을 경우 AZO 박막의 방향성과 결정성을 XRD로 측정하고 분석하였고 박막의 전기적 특성을 Hall measurment로 측정하였다. 그 결과 인가파워가 2W/cm2, 윗 타겟 인가전압이 0 W 일 때 박막의 전기적 특성이 가장 좋게 나타났다.

수소가 없는 고경도 카본막의 수요가 증대됨에 따라, 자장 여과 아크법으로 증착되는 ta-C막을 1um 이상 증착하는 공정 기술에 대한 연구 내용을 발표하고자 한다.

SUS316L의 내부식성을 증진시키기 위해 우수한 내부식성 합금원소로 알려진 Al, Cr을 SUS316L에 Sputtering, E-beam evaporation하여 Al, Cr 코팅층을 형성시킨 후 대기 중, $Ar-1%SO_2$ 분위기에서 부식시켰다. 그 결과 코팅층에 의해 $600^{\circ}C$까지 $Al_2O_3$, $Cr_2O_3$ 형성되어 보호피막 역할을 함으로써 내부식성이 증진되었다.

Fe-44%Ni-2.7%Cu와 Fe-55Ni-0.8%Cu 합금의 $60{\sim}300^{\circ}C$에서의 열팽창계수는 Fe-55%Ni과 유사한 낮은 열팽창계수를 보였으나 Fe-38%Ni-1.5%Cu함금은 약 1,400%로 증가되었고 $600^{\circ}C$ 진공 열처리로써 약 230%로 증가되었다. $0.2N-H_2SO_4$ 용액에서의 부식전위와 부식속도는 각각 $-0.907V_{SHE}$와 $1{\times}10^{-5}A/cm^2$로써 내식성이 향상되는 경향을 보였다.

Al-rich coatings were prepared on hot rolled low carbon steel by hot dipping method in molten Al-bath to investigate the corrosion resistance with the possible outcomes and defects of aluminized coatings in air and $Ar-0.2%SO_2$ mixed gases. Coating microstructure was composed of an inner Al-Fe intermetallic layer and outer Al-rich layer. Aluminum oxidized preferentially to the thin, outer, protective ${\alpha}-Al_2O_3$ layer, without forming the nonprotective iron/sulfur-oxide layer after heating at $800^{\circ}C$ for 20h, in both the gases and provided the resistance against corrosion.

0.087 wt.% Gd-lean duplex stainless steels were inert arc-melted and cast in a mold. The micro-hardnesses of the rolling, transverse, short transverse directions were 258.5, 292.3, 314.7 HV, respectively. The 33% cold rolled specimen had the crystallographic texture that mainly (100) pole was concentrated to normal direction and (110) pole was concentrated in the center of normal and rolling directions. The corrosion potential and corrosion rate in artificial sea water were in the range of $105.6-221.6mV_{SHE}$, $0.59-1.06mA/cm^2$, respectively. The friction coefficient and wear loss of the 0.087 wt.% Gd-lean duplex stainless steels in artificial sea water were about 67% and 65% lower than in air, whereas, the wear efficiency was 22% higher. The corrosion and wear behaviors of the 0.087 wt.% Gd-lean duplex stainless steels significantly depended on the gadolinium phases.

Acoustic microscopy and scanning electron microscopy were applied to non-destructively evaluate the hydrogen-induced cracking of API X-80 steels and to find the initiation time of the crack. The API X-80 steel had the average grain size of about $4-10{\mu}m$. The hardness was reduced from 240 to 202 [Hv] after exposing in HIC environment for 2-days. Friction coefficient and wear loss were 0.745 and 0.392 mm, respectively. Empirical equation of corrosion potential and corrosion rate of the steel with HIC time in $5%NaCl-0.5%CH_3COOH$ at $25^{\circ}C$ were $Eh\;(up)=0.06^*t[day]+0.2951$, $Eh(down)=0.376^*t[day]+0.5938$, respectively. HIC grew with micro-size after 1-day exposure. The HIC tended to propagate on the surface with Al, Si, Ti, and Mn.

Ti-Al-Cr-N thin layer was prepared on Fe-Si thin sheet by arc ion plating to improve corrosion and mechanical properties. The compositions ratios of Fe : Cr : Al : Ti : Si : N of the thin layers at $500^{\circ}C$ was 1.24 : 0.56 : 36.82 : 32.72 : 0.59 : 28.07 [wt.%], respectively. The higher arc ion plating temperature was, the higher corrosion resistance and nano-hardness were observed due to chromium content. Corrosion potential and corrosion rate in artificial sea water of the coating layer were in the range of $-39mV_{SHE}$ and $2mA/cm^2$, respectively. Passivity was not observed in the artificial sea water. Nano-hardnesses of the thin layers was increased by adding Cr from 23.6 to 25.8 [GPa]. The friction coefficients and fatigue limits of the layers were 0.388, 0.031, respectively.

주방 상태의 Mg, Mg+5wt%.Ca, Mg+5wt%.Ca+1wt%.Zn 합금의 발화 실험 및 TGA를 통해 $450{\sim}600^{\circ}C$에서 고온산화실험을 실시하였다. Ca의 첨가로 내발화성 및 고온산화특성이 향상되었으며, Zn의 첨가는 내발화성과 고온산화특성 모두에 악영향을 미쳤다. 산화시킨 시편의 SEM/EDS, XRD, 및 TEM 분석을 통하여 고온산화 특성을 조사하였다.

Al-rich coatings were prepared on hot rolled low carbon steel by hot dipping method in molten Al-bath to investigate the corrosion resistance with the possible outcomes and defects of aluminized coatings in air and $Ar-0.2%SO_2$ mixed gases. Coating microstructure was composed of an inner Al-Fe intermetallic layer and outer Al-rich layer. Aluminum oxidized preferentially to the thin, outer, protective ${\alpha}-Al_2O_3$ layer, without forming the nonprotective iron/sulfur-oxide layer after heating at $800^{\circ}C$ for 20 h, in both the gases and provided the resistance against corrosion.

최근 산업에서 나노섬유의 관심이 많아져서 많은 연구가 진행되고 있는데, 그 중 전기방사법을 이용한 나노섬유 제조는 간단한 공정으로 다양한 두께를 가진 긴 섬유를 만들 수 있다. 특히 금속 나노섬유는 다양한 산업 분야에서 이용되고 있다. 폴리머를 이용하여 방사 용액을 만들어 전기 방사 조건을 도출 할 수 있었다. metal precursor wt.%를 조절하여 100nm 이하의 전도성 금속 나노섬유를 만들었다.

$Ti_{0.26}Al_{0.16}Si_{0.01}N_{0.57}$ (at%) coatings were synthesized on stainless steel 304 by using arc ion plating systems (AIPS). Targets employed for the deposition were Ti, AlSi(67:33at%) and AlSi(82:18at%). The thickness of TiAlSiN coatings is $4{\mu}m$. The oxidation characteristics of the deposited coatings were studied by thermogravimetric analysis (TGA) in air between 800 and $900^{\circ}C$ for 75 hr. The oxide scale formed on the TiAlSiN coatings consisted of $rutile-TiO_2$ layer and ${\alpha}-Al_2O_3$. At $800^{\circ}C$, the coatings oxidized relatively slowly, and the scales were thin and adherent. When oxidized above $900^{\circ}C$, $TiO_2$ grew fast over the mixed oxide layer, and the oxide scale formed on TiAlSiN coatings was prone to spallation. Microstructural changes of the TiAlSiN coatings that occurred during high temperature oxidation were investigated by EPMA, XRD, SEM and TEM.

최근 인쇄회로기판의 실장용 표면처리 개발에서 전도성이 우수하며, 또한 실장성도 우수한 치환형 무전해 은도금의 개발이 진행되고 있다. KENNY 등은 인쇄회로기판에서 가장 우수한 실장용 표면처리의 치환형무전해 은도금기술을 발견하였다. 이 기술은 무전해 니켈도금/치환금도금과 비교하여 비교적 낮은 비용으로 양산이 가능하며, 우수한 솔더링 특성과 신뢰성이 높은 것이 특징이다. 개발한 치환형 무전해 은도금은 무전해 니켈도금/치환금도금에 비해서 저온에서 처리가 가능하며, 처리시간도 짧은 것이 특징이다. 특히 대량생산과 미세한 블라인드 비어홀(BVH, Blind Via Hole) 내부로의 균일 석출을 위한 수평컨베이어나 수직침적라인 등에 모두 적용이 가능하다.

실리콘 반도체 칩 가공기술의 미세화는 40년에 걸쳐 전자기기 진보에 큰 공헌을 할 수 있었다. 절반간격(Half Pitch)이라는 최소 패턴크기로 좁아지고 있다. 회로패턴을 평면적으로뿐만 아니라 집적도를 올리는 3차원 실장기술이 중요시 되었다. 종래칩 표면에만 존재했던 접속용 전극을 표면과 뒷면에 붙여 칩을 관통하는 미세실리콘 관통전극(TSV; Through Silicon Via)제조기술로써 TSV는 한계의 반도체기술을 극복하여 한층 더 크게 발전할 가능성을 비추고 있다.

2007년 일본에서 지갑전화나 지상파 디지털TV 방송기능을 탑재한 휴대전화개발에 힘을 쏟고 있을 무렵, 해외에서 컴퓨터에 가까운 스마트폰이라는 다기능단말기 개발이 진행되고 있었다. 스마트폰은 젊은이를 중심으로 인기가 높아지고 있다. 휴대전화를 시작으로 정밀전자기기에는 인쇄배선판(이하, PWB: Printed Wiring Board)이 내장되어 있다. PWB는 향후 하이브리드차나 전기자동차의 발전과 함께, 차량탑재 수요도 높아질 것이다. 본고에서는 PWB를 지탱하는 동 도금 Via Hole메움에 대하여 기술하였다.

Ni-W 합금도금은 내마모성, 내산성 및 내열성 등의 여러 특성을 가지며 높은 피막경도도 안정하게 얻어지기 때문에 경질 Cr 도금의 대체도금으로서 유리 성형용 금형, 롤러 표면재료, 자동차 접동부품 등 다양한 공업 분야와 제품에 적용되고 있다. Ni-W 합금도금은 도금액 및 전해조건에 따라서 도금 피막에 균열이 생기는 경우가 있다. 도금 피막의 균열 발생요인으로서 도금재료의 환경온도에 의한 열응력, 도금 피막과 기재와의 팽창 수축 차이에 의한 영향을 생각할 수 있다. 도금 내부응력의 발생이유로서 공석한 수소의 이탈설, 결정합체설, 이외에 과잉 에너지설 및 결자결함설도 제안되고 있다.

주석(Sn)은 뛰어난 유연성을 나타내기 때문에 접촉저항을 감소시킬 목적으로 전자부품과 전자기기의 도선과 단자를 피복하는데 사용된다. 하지만 특정한 조건에서 시간경과와 함께 위스커라는 침상결정이 발생하여 회로 단락을 초래하는 것이 문제이다. 위스커는 직선형, 굴곡형, 곡선형의 형태로 성장하며 직경은 $1{\mu}m$, 길이는 수백 ${\mu}m$에서부터 수 mm에 이른다. 발생 초기단계에서 성장이 정지된 작은 덩어리도 위스커와 함께 관찰된다. 주석도금 피막에서 발생하는 위스커는 1940년대 미국의 전화교환기 단락원인으로 널리 알려지게 되었다. 이러한 위스커를 억제하는 방법으로 주석-납 도금이 개발되었다. 주석-납 도금피막에서는 작은 덩어리가 다수 발생하는 반면에 위스커는 발생하지 않는다. 하지만 2006년 7월에 시행된 RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances) 지령에서 수은, 카드뮴, 6가 크롬 및 납은 유해물질로 지정되어 사용이 엄격히 규제되고 있다. 주석 도금피막의 위스커가 발생하고, 성장하는 원인으로 도금피막 내부의 압축응력과 전위, 산화피막, 도금피막-기판계면에서 발생하는 금속간화합물 주변의 변형을 들 수 있다. 본고에서는 도금하여 얻은 주석피막 표면에 형성된 위스커를 중심으로 증착피막과 주석도금 피막을 용융 응고하여 형성된 합금의 경시변화를 비교하고, 작은 덩어리와 위스커의 발생 및 성장 기구에 관하여 기술하였다.

해상에서 운용하는 항공기는 염분이 포함된 대기로 인하여 부식이 발생하기 쉬우므로 항공기 기체에 영향을 주는 부식인자를 가장 효과적으로 차단할 수 있는 도장 방안에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 해상운용 항공기의 부식방지를 위해서 염수분무실험과 밀착력실험을 통해 효과적인 도장적용 방법과 도료의 내식성을 확인하였다.

Here we report the Ar-ion milling rates of ultrathin Si and GaAs single crystals. The thickness change is measured using convergent beam electron diffraction (CBED) technique with the help of Bloch wave simulation method. This study suggests the experimental procedures to determine the references for an etching rate to reduce a sample thickness or to remove the damaged sample surface using Ar-ion source.

초미세 가공 및 치수안정성 향상을 위한 다이아몬드 마이크로 블레이드의 DLC 코팅이 연삭 과정에서 결합구조가 안정적으로 유지되는지 알아보기 위해 Cu/Sn 금속 결합재에 $MoS_2$ 고체 윤활제를 첨가한 후 PAPVD법으로 DLC 박막을 블레이드의 측면에 증착하였다. 실착 절삭 시험을 위해 마이크로 블레이드 시편을 제조하여 충분한 드레싱 과정 후 절삭 시험을 행하였으며 라만 분광법을 통해 절삭 전후 DLC 코팅에 존재하는 $sp^2$, $sp^3$ 결합의 분율을 조사하고 그 결과를 토대로 DLC 코팅의 특성의 변화를 분석하였다. DLC 코팅에 존재하는 D밴드와 G밴드의 비인 ID/IG는 절삭 후 증가하는 경향을 보였으며 결과적으로 절삭 과정 중 흑연화가 진행되었음을 확인하였다.

최근 투명전극에 많이 사용되고 있는 ITO(Indium Tin Oxide) 투명전극의 단점을 보완하고 대체할 수 있는 메탈메쉬를 이용한 플렉서블 기판소재 연구를 진행하여, 전기도금 공정연구의 실효성을 확인하고 더 다양한 분야에 접목 시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

본 연구에서는 전기 도금법을 이용하여 수 마이크로미터(${\mu}m$)에서 수십 마이크로미터 크기의 수지상(dendrite) 구리분말을 제조하였다. 구리 도금욕의 종류($Cu_2P_2O_7$, $CuSO_4$, $CuCl_2$), 인가 전위(E, Volt) 및 기판에 따른 수지상(Dendrite)의 형상적인 특성이 비교되었으며, 형상에 따른 겉보기밀도와 비표면적 측정(BET)이 진행되었다. 수지상의 2차 가지길이와 주축길이의 비(ratio)를 형상의 차이로 분류한 결과 염화구리 도금욕에서 0.14 로서 가장 큰 값을 가지며 겉보기 밀도는 $1.04g/cm^3$로 가장 낮은 값을 보였다.

알루미늄 공기전지의 환원전극으로 많은 재료들이 쓰이고 있지만 그중에서도 니켈은 값이 싸며 전기 전도도가 높아 많이 쓰이고 있다. 니켈 메쉬표면에 이산화망간을 촉매로써 처리하지만 이산화망간 용액을 적시고 말리는 기존방법에서는 균일하게 처리가 되지 않고 공기가 통하지 않는 경우도 있기 때문에 보다 균일한 처리를 위해 전해도금을 연구하였다.

현재 액체로켓 엔진 연소기 내벽은 bonding layer NiCrAlY과 Top layer $ZrO_2$가 플라즈마 용사 방식으로 형성 된다. 이는 뛰어난 열 차폐 특성과 작업시간이 짧은 장점이 있지만, bonding layer와 Top layer 사이의 열팽창 계수 차이로 인한 균열 발생 가능성이 내재 되어 있고, 연소실 내벽에 균일한 두께의 코팅층을 형성하기 어렵고 설비가 비싸다는 단점으로 인하여 세라믹 코팅 층을 금속 코팅 층으로 대체 하고자 한다. 금속 코팅층은 모재와의 밀착성이 높고, 우수한 산화 및 부식방지 기능을 가지며 저렴하다는 장점이 있다. 또한 코팅 후 연마 작업이 가능해 연소실 내부형상을 설계조건 대로 유지 할 수 있는 특징이 있다. 따라서 본 연구에서는 연소실 내벽에 적용할 모재, 무전해 Ni-P 도금과 전해 Cr 도금층 사이의 밀착력 향상을 위한 방법에 대한 연구를 하였다. 밀착력 향상을 위한 요소로 전처리 용액과 열처리 시간에 따른 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 위해서 5가지의 산세 용액으로 각 시편을 산세 한 후, 6시간, 12시간, 18시간 열처리 하여 단면을 비교하여 열처리에 영향을 알아보고자 하였다. 연구 결과 산세 용액의 영향은 크게 나타나지 않았으며, 열처리 시간이 길수록 Ni-P/Cr의 확산이 더 잘 일어나 확산층이 더 넓어지면서 밀착력이 더 좋아 진 것으로 판단되어 진다.

최근 자동차 및 항공기의 경량화 관련하여 알루미늄 합금의 필요성이 높아지고 있으나, 자동차재료에 쓰이는 알리미늄 합금의 경우 높은 이온화 경향 때문에 Fe, Cu, Pb 등과 접촉하면 쉽게 부식되는 단점이 있다. 본 연구에서는 기존의 Magsimal-59 샘플과 본 연구에서 개발한 고용질, 저용질 Duplex 알루미늄 합금과의 내식성을 분극 및 갈바닉을 통해 확인하고, 균질화처리를 통해 내식성을 개선한다.

$Ni-TiO_2$ 복합체를 전기도금법으로 제조할 때, pH, 전류밀도 변화에 따른 $TiO_2$ 부피분율을 측정하였다. 산화물의 부피분율은 pH가 높아질수록 낮아지고, 전류밀도가 증가하면, $100mA/cm^2$에서 최댓값을 가진 뒤에 감소하였다. 기존의 산화물 공석량 예측식 모델에 수소발생반응을 고려하여 적용한 결과, 기존 모델보다 실험값과 예측값의 정확도가 더 높았다. 따라서, 산화물이 전기도금층에 공석될 때에는 수소이온의 환원반응과 니켈이온의 환원반응을 종합적으로 고려하여야 한다.

금속의 기계적 강화방법인 결정립미세화의 일종으로 미세한 쌍정을 도입하여 기계적강도를 향상시키면서 전기전도도는 감소시키지 않는 방안으로 nanotwin 구조의 Cu가 보고되고 있다. Nanotwin 구조는 FCC결정구조에서 특정 결정면을 [(111) mirror plane]을 기준으로 정합계면을 유지하면서 원자층의 배열이 역전되는 구조가 수~수십나노 수준의 간격으로 이뤄진 미세조직을 의미한다. 전해도금법을 이용한 nanotwin Cu의 형성방법으로는 pulse 파형을 사용하는데, pulse파형의 on time동안의 높은 전류밀도로 인해 발생한 도금층의 stress가 off time동안에 release되면서 nanotwin구조가 형성되는 것으로 보고되고 있다. Nanotwin형성 조건으로 보고된 pulse 도금 조건은 수에서 수십밀리초의 on time에 duty cycle($t_{on}/(t_{off}+t_{on})$)이 1/100~1/10 수준이다. 본 연구에서는 전기이중층의 이온고갈에 필요한 회복시간인 수에서 수십 밀리초 보다 짧은 시간인 마이크로 초($1{\mu}s$, $10{\mu}s$ 및 $100{\mu}s$)의 pulse 전류를 인가하였을 때에 발생하는 구리 도금층의 미세조직의 변화에 대해 알아보고자 한다.

탄소 원자들이 육각형의 벌집 모양으로 배열된 그래핀은 강철보다 200배 이상 강하며, 다이아몬드보다 2배 이상 열전도율이 높으며, 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하며, 실리콘보다 100배 이상 전자가 빠르게 움직일 수 있는 장점이 있다. 그래핀의 이러한 기계적, 열적, 전기적 특성은 에너지 밴드 갭이 없는 그래핀의 전자구조에서 근거하고 있다. 그러나 이러한 에너지 밴드 갭이 없는 그래핀은 반도체가 아닌 준금속의 특성을 보이며, 전자산업의 핵심소자인 트랜지스터로의 상용화에 큰 장벽이 되고 있다. 이러한 그래핀의 단점을 보완하고자 그래핀 이외의 2D 물질에 주목하기 시작하였으며, 그 가운데 최근 $MoS_2$과 같은 Transiton-Metal dichalcogenide(TMD)에 대한 관심이 급증하고 있다. TMD 중 대표적인 물질인 MoS2는 단일 층이 직접 전이 밴드 갭을 가진 반도체로서 전자회로와 발광 다이오드에 이용될 잠재적 가능성을 가진 재료이다. 본 연구에서는 이러한 MoS2 박막 형성을 하기 위해서 대면적이고 저비용으로 만들 수 있는 spin coating을 이용하려고 한다. spin coating을 이용하여 박막을 얻기 위해서는 좋은 wettability가 필수적이므로 이를 개선하기 위하여 용액, 전처리에 따른 wettability를 비교한 후, 열처리를 하여 그 표면을 관찰하고 Raman spectroscopy를 이용하여 분석하여 최적의 조건을 찾기 위한 실험을 하였다.

본 연구는 환경 및 인체에 유해한 포르말린을 사용하지 않은 무전해 동 도금액을 개발한 후 도금액을 전자파 차폐 섬유도금에 적용하기 위해 도금 조건에 따른 특성을 파악하였다. 본 연구에서는 무전해 동 도금액의 온도, pH, Bath loading, 도금시간을 변화시켜 도금액의 도금속도 및 도금피막의 형상을 관찰하였으며, 전자파 차폐를 위한 섬유에 개발된 도금액을 적용하고자 현재 상용 전처리 공정을 통해 도금실험을 수행하였다. 여러 도금조건을 변화하여 실험한 결과 $50^{\circ}C$의 도금액 온도, 12.8~13.5의 pH 조건에서 현재 사용 중인 포르말린 도금액과 유사하거나 더 우수한 도금속도를 나타내었으며 현재 사용중인 도금액의 대체가 가능할 것으로 판단되었다.

본 연구는 금속 캐리어 소재상에 화학 동도금(Chemical Copper)으로 형성된 극박 동박 표면 및 석출막의 특성을 평가하기 위하여 다양한 진공 분석장비들을 활용하여 평가한 결과이다. 연구에 사용된 극박 동박은 현재 캐리어박 선점률이 높은 M, J, Y사의 제품이다. 최상층 구리 표면에서 조직, 조성, 표면조도를 평가하였고, 계면 평가에서는 copper layer 및 nodule layer, adhesion layer, anti-corrosion layer, release layer, substrate에서의 물성 및 특성 정밀평가 결과 각 특성치 및 구조는 Cr, Zn, Ni, Co, Cr계 thermal anti layer임의 확인이 가능하였다.

보일러 및 압력 용기용 강판으로 사용되는 SB410은 고 항복 강도 및 좋은 용접성의 특성을 가진 재질로서 주로 고압력, 내열성 및 내식성이 필요한 석유플랜트, 액화물 저장 탱크, 화력 발전 보일러 등의 제조에 주로 사용되어지는 탄소 강재이다. 그러나, 최근에는 조선소, 해양 플랜트, 석유화학 플랜트 등 사용환경에 따른 관련 분야에서의 내식성 요구치가 높아지고 있다. 이와 관련하여 현재 보편적으로 사용되어지는 Marin paint coating을 적용한 SB410 강재의 경우에도 사용환경의 가혹화가 증가됨에 따라 요구되는 내식성에 비하여 불량 현상이 증가하는 추세이며 해당 분야에서 본 재질의 표면처리 개선에 대한 연구 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 Teflon(PTFE) synthetic coating solution을 이용한 SB410 소재 상의 표면처리 공정 최적화를 수행하였으며, 상기 표면처리에 대한 내식성을 검토하기 위하여 Marin paint coating sample, Teflon(PTFE) synthetic coating sample들에 대한 갈바닉 부식 분석 비교를 통하여 내식성에 대한 비교 검증을 수행하였다.

우수한 내부식성 합금원소인 Al, Cr을 이용하여 SUS316L의 내부식성을 증진시키고자, Sputtering, E-beam evaporation을 이용하여 SUS316L 표면에 Al, Cr 코팅층을 형성시켰다. 코팅층을 형성시킨 후 시편을 $H_2S$ 합성가스 분위기에서 부식시켜 부식거동을 살펴본 결과 코팅하지 않은 SUS316L이 가장 열악한 내부식성을 나타내어 코팅층의 형성으로 내부식성이 개선됨을 알 수 있었다.

금속 박막과 폴리머 기판 사이에 접착력을 증대시키는 방법으로 금속-폴리머 계면에 나노 임프린트 구조체를 이용하는 방식을 최초로 이용하였다. 나노선 어레이 형상을 가진 몰드와 열 임프린트 방식을 이용하여 폴리머 기판 표면 위에 나노선 어레이 형상을 임프린트 하고, 열 증착 방식으로 금속 박막을 올렸다. 본 연구에서 제작된 금속-임프린트 폴리머 계면에서 높은 기계적 굽힘성 및 접착력을 가지는 것을 확인하였다.

아크이온플레이팅(AIP)을 이용하여 SKD61강에 TiN 및 TiAlN을 증착함으로써 내산화성 및 아연증기와의 반응을 억제할 수 있었으며, 도금두께 제어를 위한 에어나이프의 수명개선 및 생산성향상에 매우 중요한 요인으로 판단되었다.

$Ni-W-Si_3N_4$ alloy composite coatings were prepared by pulse electro-deposition 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 micro-structure of coatings 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 micro-structure, micro-hardness 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.

고온에서 우수한 기계적 물성을 보이는 CrZrSiN 코팅은 공구분야에 적용 가능성이 크지만, 공구의 수명과 밀접한 연관이 있는 밀착력에 대한 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 텅스텐 카바이드(WC) 모재와 CrZrSiN 코팅 사이의 밀착력을 향상시키기 위해 다양한 중간층이 합성되었으며, 중간층의 경도와 탄성계수 비율(H/E ratio)이 코팅의 밀착 특성에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

아연 도금 강판은 우수한 내식성으로 인해 널리 사용되고 있지만 최근 아연의 자원 고갈 및 지속적인 가격 상승문제로 인해 아연의 사용량을 줄이기 위한 연구 들이 진행 중이다. 최근 마그네슘이 첨가 된 아연 박막이 기존 아연 도금 강판에 비해 우수한 내식성을 갖는 결과들이 보고 된 바 있다. 본 연구에서는 비대칭 마그네트론 스퍼터링 방식을 활용해 합성된 Zn-Mg 박막을 전기화학적 임피던스 분광법 (EIS)을 통해 침지시간에 따른 전하이동저항의 변화를 분석하였다. EIS와 XRD 분석 결과에서 Zn-Mg 박막이 부식되면서 형성되는 안정한 simonkolleite 상이 전하이동저항의 증가에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

졸겔 방법으로 산화금속 나노구조체를 합성하고, 이를 균질하게 코팅하는 방법을 개발하여 창호의 단열 효과를 증대시키는 기술을 개발할 수 있었다.

최근 자연계에 존재하는 광학 구조체를 모사하여 우수한 반사 방지 효과를 표면에 구현하고자 하는 연구가 이루어지고 있으며, 특히 우수한 무반사 특성을 가지고 있는 나방의 눈 구조를 모사하여 응용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 주로 폴리머를 기판으로 하여 구현되는 모스아이 구조의 필름은 기계적 성질이 좋지 않아 문제가 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 모스아이 나노구조가 형성된 폴리머 기판에 비해 기계적 물성이 우수한 $Al_2O_3$ 물질을 적용하여, 모스아이 패턴의 기계적 특성을 향상 시키면서도, 모스아이 패턴이 가지는 고유의 우수한 광학적 성질을 유지시키기 위한 실험을 진행하였다. 모스아이 패턴의 광학적 성질을 유지하기 위해서는 나노구조 돌기상에 위치에 따른 두께 차이가 최소화된 균일한 코팅층을 형성하여 그 구조를 유지시킬 필요가 있으므로 이러한 구조물상에 단차피복성(Step Coverage)이 우수하고 sub-nm 단위의 정밀한 두께 조절이 용이한 원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD)을 이용하여 박막을 증착하였다.

SAP 씨앗층용 구리필름에 대한 결정구조와 에칭속도의 상관관계를 알아보았다. 그 결과, 저지수 면보다는 고지수면이 우선적으로 성장되어 있는 구리피막이 높은 에칭속도를 나타내었다. 이와 같은 우선결정방위와 에칭속도의 관계를 결정구조적인 관점에서 해석하였다.

pure Mg and some Mg alloys are relatively rapidly corroded after operation, resulting in the decrease of mechanical strength and change of local ion concentration. In this study, the corrosion mechanism of biodegradable implant materials was investigated by corrosion tests of the Mg alloy in Hank's solution. Particularly, the crystal structures and chemical bonding state of corrosion reactants was systematically examined.

본 실험에서는 PET 위 무전해 도금을 위한 대안 공정 개발을 목적으로 은(Ag)와 과망간산염($MnO_4{^-}$)를 사용하여 기존에 일반적으로 사용된 Sn/Pd의 Sensitization과 Activation process를 대체하는 기술을 연구했다. Palladium(Pd)의 경우 공정비용에서 높은 부분을 차지하기 때문에 이를 대신하여 Ag를 사용했으며, PET 표면의 전처리를 위해 Ultra Violet과 과망간 산염을 이용하여 표면의 친수성을 높였다. 과망간산염을 사용하여 표면을 전처리하는 과정에서 이산화망간($MnO_2$)과 알코올 작용기가 생성되는데 Ag activation 단계에서 촉매 생성에 중간 매개체 역할을 하는 것으로 사료된다. 이와 같은 결론을 도출 하기 위해서 표면 위 Ag의 화학적 구조 및 상 분석을 위해 XPS와 TEM이 사용되었으며 표면에서 Ag는 Ag-O와 같은 Silver oxide의 형태와 Ag-Mn-O와 같은 Compound로 무전해 도금을 위한 촉매 역할 하는 것으로 판단된다.

본 연구는 3가 크롬을 주성분으로 하는 크로메이트제의 개발에 관한 것으로, 알루미늄 및 알루미늄 합금에 크로메이트 처리가 용이하며, 높은 내식성을 부여하는 표면처리제의 개발을 목적으로 한다.

주석-은 합금 도금액은 반도체 웨이퍼 패키지 공정에 사용되어지고 있으며, 기존의 저속 주석-은 합금 도금액 대비 개발된 고속 주석-은 합금 도금액은 10ASD 이상에서 안정된 사용이 가능하고 기존의 주석-은 합금에 비해 생산효율을 증가의 목표를 가지고 개발을 진행하게 되었다. 웨이퍼 도금 평가를 통해 범프 두께가 균일하고, 표면 형상이 균일한 약품임을 검증하였으며, 액관리가 편하고, Sn과 Ag의 석출 비율도 관리 가능한 제품을 개발하였다.

레이저 홀로그램 이미징 장치를 이용하여 진공챔버의 윈도우 면에서의 입자에너지 분포를 추출하는 센서의 성능을 보고한다. 레이저 홀로그램 센서는 윈도우 면에서의 입자수의 변화를 모니터링할 수 있음을 보였으며, 반복되는 플라즈마 공정 중에 윈도우나 챔버 벽에 증착되는 입자의 두께 변이의 모니터링에의 응용이 기대된다.

레이저 홀로그램에서 추출한 입자 데이터와 Langmuir probe로 측정한 이온 플럭스간의 개선된 상관관계를 보고한다. 레이저 홀로그램 센서 시스템을 이용하여 척 온도 변화에 따른 플라즈마 공간에서의 입자에너지 분포를 이미징하였다. 진공에너지분포를 뺀 에너지분포에 나타나는 두 종류의 분포에 관여하는 전체 입자수 분포는 이온플럭스 데이터와 전체 온도 범위에서 매우 유사한 경향성을 보였다.

Polyvinylidene fluoride (PVDF) 코팅은 뛰어난 내후성으로 인해 Pre-painted metal에 많이 응용되며 주로 고가의 건축물 외장재에 적용되고 있는데, 수지의 열가소성 특성으로 인해 도막경화시 Baking 온도 및 냉각속도가 도막의 결정화도에 영향을 주어 가공특성이 상이하게 변함을 확인 하였다.

본 연구에서는 저온에서 증착이 가능한PECVD법을 이용하여 아르곤 가스 및 아세틸렌 가스 비율에 따른 기계적 구조적 특성 확인을 확인 후 공정압력 변화 실험을 통하여 DLC코팅의 특성을 확인하였다. 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 $1mole\;H_2SO_4+2ppm\;HF$ 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, 구조적 특성은 라만분광법을 이용하여 박막내의 sp3와 sp2 bond의 비율 변화를 확인하였다.

본 연구는 에틸렌디아민을 착체욕에서 팔라듐-니켈 합금도금을 형성하였다. 그리고 전류밀도 $1.0{\sim}20A/dm^2$ 변화를 통해 도금층 내의 니켈함량을 10.4 ~ 27.7 wt% 변화시켰다. 이를 통해 팔라듐-니켈 합금도금의 경도, 접촉저항, 표면 및 단면 조직에 미치는 도금층 내의 니켈함량의 영향에 대하여 조사하였다.

해수에 침지되어 있는 금속에 음극방식법을 실시하게 되면 $OH^-$이온이 증가하게 된다. 이때 금속기판과 용액의 계면에서 pH는 상승하고, 석출하는 피막에 영향을 준다. 표면에 형성되는 피막은 주로 부르사이트(Brucite)이고, 이는 전기화학방식의 전형적인 석회질 피막(Calcareous Deposits Film)형성 메커니즘을 따른다. 본 연구에서는 음극에 흘려주는 전류밀도 및 양극의 영향을 분석하였으며 SEM, XRD, EDS를 이용하여 피막의 조성성분과 결정구조를 확인했다. 전착피막의 내식성은 AZ31-Mg 양극 사용 시 가장 우수하였고, 전류밀도는 $1{\sim}10A/m^2$중 $5A/m^2$에서 가장 우수한 밀착력을 보였다. 따라서 위와 같은 코팅 제작 프로세스에 대한 기초적인 설계 지침을 제시함으로서 천연코팅막의 한계를 보완 할 수 있을 것이라 사료된다.

음극방식은 피방식체를 일정 전위로 음극분극 하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 희생양극으로 연결하여 방식하는 방법이다. 해수 중에서 음극방식을 실시할 경우 음극 표면에 용존산소 환원반응과 수소발생반응이 일어나 $OH^-$ 이온이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 생성되는 석회질 피막 (Calcareous deposit)은 강구조물의 부식방지를 위한 물리적인 방호벽 역할을 하면서 용존산소의 확산 및 이동을 억제하며, 전류밀도를 감소시킨다. Potentiostat 및 rectifier를 이용하여 정전위 및 정전류 조건에서 형성된 석회질 피막을 SEM, EDS, XRD를 통해 분석하고 이를 바탕으로 양극의 종류(Al, Zn) 및 1, 5, $10mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 실제 강관에 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 석회질 피막 형성 시 Steel Wire Mesh를 설치하여 그 영향에 대해서도 분석하였다. 석회질 피막의 내구성은 침지-자연전위 및 밀착성 테스트를 통해 평가되었다.

본 연구에서는 PVD법 중의 하나인 스퍼터링(sputtering) 기술을 이용하여 향상된 희생양극(sacrificial anode)적 특성을 가지는 Al-Mg 막을 제작함은 물론 그 제작조건, 표면의 몰포로지, 결정구조학적 결정배향성과의 연관성을 해석 및 전기화학적 내식특성평가 등을 통하여 종합적인 결과를 고찰-정리해 보았다. 이를 통해 박막의 증착과정 중 가스압의 변화가 흡착 인히비터로 작용하여 박막의 몰포로지와 결정배향성에 미치는 영향을 분석하였으며 이러한 표면 몰포로지, 결정배향성과 내식성간 상관관계를 해석하여 최적의 Al-Mg 막 설계 지침을 제시하고자 하였다.