본드코팅에 따른 열차폐코팅의 박리수명 평가

김태형(Taehyung Kim),안종기(Jongkee Ahn),신동익(Dongick Shin),김기태(Kitae Kim),정연길(Yeon-Gil Jung),김동훈(Donghoon Kim) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

가스터빈 부품을 고온의 환경에서 보호하기 위하여 표면에 열차폐코팅을 한다. 열차폐코팅의 증착에는 다양한 방법이 적용되지만 일반적으로 APS와 EB-PVD법을 적용한다. 본 연구에서는 APS와 EB-PVD법을 이용하여 열차폐코팅을 하였을 때 본드코팅 공정에 따라 열피로 및 열충격시 코팅의 박리수명을 평가하였다. 이를 위해 본드 코팅은 APS, HVOF, LPPS를 각 열차폐코팅에 적용하고 두께를 변화하면서 평가를 진행하였다. 평가 결과 APS법을 이용하여 열차폐코팅을 실시한 경우에는 본드 코팅에도 APS를 적용하였을 때 가장 긴 수명을 나타낸 반면 EB-PVD를 적용하였을 때는 LPPS를 이용하여 본드코팅을 실시하였을 때 가장 긴 수명을 나타내었다. 본 연구를 통하여 각 열차폐코팅에 적합한 본드 코팅 선정에 가이드를 제시할 수 있었다. TBC(Thermal Barrier Coating) is applied for protection of high temperature components in gas turbine engine from high temperature environment. Generally APS and EB-PVD are applied. In this research, APS and EB-PVD TBC’s delamination life was evaluated using thermal-shock and thermal fatigue test. For evaluation, specimens are prepared with various bond coating(APS, HVOF and LPPS) and top coating(APS and EB-PVD). In results, APS top coating showed longest delamination life with APS bond coat and EB-PVD top coating showed longest life with LPPS bond coat. It’s possible to design the appropriate TBC architecture with results from this research.

코팅된 지대주 나사의 반복 착탈 후 풀림력과 표면변화에 대한 연구

장종석,김희중,정재헌,Jang, Jong-Suk,Kim, Hee-Jung,Chung, Chae-Heon 대한치과보철학회 2008 대한치과보철학회지 Vol.46 No.5

연구목적: 최근 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅이 연구되고 있으며, 이들을 금속표면에 코팅 시 마찰계수의 감소와 부식에 대한 저항, 물리적 취약함의 해소 등의 효과를 얻을 수 있으며. 코팅된 지대주 나사에서 마모와 적합도, 풀림력이 향상되었다는 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 지대주 나사에 적용된 코팅이 나사 풀림에 미치는 영향을 알아보아 임상적으로 문제가 되고 있는 지대주 나사의 풀림현상을 해소하는데 그 목적이 있다. 연구재료 및 방법: 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사와 (그룹 A) WC/C (그룹 B)와 TiN (그룹 C)으로 코팅된 지대주 나사의 10회 반복 착탈시 풀림력 및 표면의 변화를 비교해본 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 결과: 1. 반복 착탈 전, 그룹 A는 일정한 방향성을 가진 다소 거친 표면이 관찰되었으 나 그룹 B와 그룹 C는 코팅된 입자들이 관찰되었으며 코팅층이 전체적으로 균일하고 매끈한 모양을 나타내었다. 2. 반복 착탈 전, 그룹 B에 비해 그룹 C의 표면에서 코팅 입자의 크기가 더 크고 두껍게 코팅 된 모양을 나타내었다. 3. 반복 착탈 후, 그룹 A와 그룹 B에서는 지대주 나사 표면의 마모와 변형이 관찰 되었으며 그룹 B에서는 코팅 입자의 탈락 현상을 볼 수 있었다. 4. 반복 착탈 전과 후의 지대주 나사 무게의 변화를 측정한 결과 그룹 A가 가장 큰 감소를 보였으며, 그룹 C가 그룹 B 보다 무게의 변화가 적었으나 두 그룹간 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 5. 그룹 B와 그룹 C는 그룹 A에 비해 높은 평균 풀림력을 나타내었고 통계학적으로 유의할 만한 차이가 있었다. 6. 그룹 A에서 그룹B 와 그룹 C보다 평균 풀림력의 감소 경향이 더욱 현저 하게 나타났다. 결론: 결론적으로, WC/C 또는 TiN 코팅된 지대주 나사는 반복적인 사용 후에도 코팅되지 않은 타이타늄 지대주 나사에 비해 뚜렷한 표면 변화를 보이지 않았으며 마모에 대한 저항성이 우수하였고 높은 풀림력을 나타내었다. 따라서 지대주 나사에 WC/C 또는 TiN 코팅을 적용 시 나사 풀림의 문제점을 개선할 수 있을 것으로 사료된다. Statement of problem: Recently researches about WC/C (Tungsten Carbide/Carbon) or TiN (Titanium Nitride) coating on abutment screws are going on. It decreases friction coefficient, resistance against corrosion and withdrawal of physical fragility when the coating is applied to the metal surfaces. It is reported that coated abutment screws improved abrasion, adaptability and detorque force. Purpose: This study is about the effects of coated abutment screws on loosening of screw and for the purpose of solving the loosening phenomenon of abutment screws which is clinical problem. Material and methods: Detorque force and surface changes are compared when 10 times of repeated closing and opening are applied to both uncoated titanium abutment screws (Group A) and coated abutment screws with WC/C (Group B) and TiN (Group C). Each group was made up of 10 abutment screws. Results: 1. Before repeated closing and opening, Somewhat rough surface with regular direction was observed in Group A. Coated granules were observed in group B and group C and overall coated layer appeared in regular and smooth form. 2. Before repeated closing and opening, The coated surface showed bigger and thicker size of coated granules in Group C than Group B. 3. After repeated closing and opening, abrasion and deformation of abutment screw surface was observed in Group A and Group B. Exfoliation phenomenon was observed in Group B. 4. Group A showed biggest range of decrease when the weight changes of abutment screws were measured before and after repeated closing and opening. Group C showed less weight changes than Group B but there was no statistical difference between two groups. 5. Group B and Group C showed higher average detorque force than Group A and there was statistical difference. 6. Group A showed more prominent decrease tendency of average detorque force than Group B and Group C. Conclusion: Coated abutment screws with WC/C or TiN did not show prominent surface changes than uncoated titanium abutment screws even though they were repeatedly used. And they showed excellent resistance against friction and high detorque force. Thus it is considered that adaptation of WC/C or TiN coating on abutment screws will improve the screw loosening problem.

안경렌즈코팅용 소형 sputter coating system 설계 및 제작에 관한 연구

박문찬,이종근,주경복,정부영,김응순,문희성 한국안광학회 2008 한국안광학회지 Vol.13 No.1

목적: 안경렌즈용 소형 suptter coating system을 설계하고 제작하고자 한다. 방법: sputter system의 target 설계에 있어서 Essential Macleod thinfilm design software를 이용해 AR 코팅과 mirror 코팅이 동시에 설계 가능한 Si target 을 결정하였으며. 그 후 sputtering 장비를 제작하였다. 결과: SiO2와 Si3N4의 5층 박막으로 구성되는 AR 코팅의 최 적조건은 [air|SiO2(81.3)|Si3N4(102)|SiO2(19.21)|Si3N4(15.95)| SiO2(102)|glass] 이였다. Mirror 코팅의 경우, blue color 코 팅의 최적조건은 [air|SiO2(56.61)|Si3N4(135.86)|SiO2(67.64)| Si3N4(55.4)|SiO2 (53.53)|Si3N4(51.28)|glass] 이고, green color 코 팅의 최적조건은 [air|SiO2(66.2)|Si3N4(22.76)|SiO2(56.58)| Si3N4(140.35) |SiO2(152.35)|Si3N4(70.16)|SiO2(121.87)|glass] 이였으며, gold color 코팅의 최적조건은 [air|SiO2(83.59)|Si3N4(144.86) |SiO2(11.82)|Si3N4(129.93)|SiO2(90.01)|Si3N4 (88.37)|glass] 이였다. 결론: 코팅 시간을 줄여 안경단가를 줄이기 위하여 안경렌즈 코팅 시 렌즈의 전·후면을 동시 에 코팅을 해야 하기 때문에 sputtering장비 설계를 할 때 안경렌즈 전면과 후면에 동일하게 Si target을 갖춘 cathode 를 사용하였고, 렌즈의 곡률을 고려하여 각 층이 동일하게 코팅이 되어야 하기 때문에 target-substrate 간의 간격은 12.5cm에서 20cm로 가변할 수 있도록 설계하고 제작하였다. 고품질의 안경렌즈 코팅을 위하여 고진공 펌프로 turbo pump를 이용하였으며, 코팅박막의 균일함을 얻기 위해서 치구를 회전할 수 있도록 설계하고 제작하였다. Purpose: To design and fabricate the small sputter coating system for the Ophthalmic lens. Methods: The design of sputter target was done using macleod program for AR coating and mirror coating of Ophthalmic lens with Si target and then the sputter system was fabricated. Results: The optimum condition of AR coating with Si target was [air|SiO2(81.3)|Si3N4 (102)|SiO2(19.21)|Si3N4(15.95)|SiO2(102)|glass], for blue color mirror coating [air|SiO2(56.61)|Si3N4(135.86)|SiO2(67.64)|Si3N4(55.4)|SiO2(53.53)|Si3N4(51.28)|glass], for green color coating [air|SiO2(66.2)|Si3N4(22.76)|SiO2(56.58)|Si3N4(140.35)|SiO2(152.35)|Si3N4(70.16)|SiO2(121.87)|glass], for gold color [air|SiO2(83.59)|Si3N4(144.86)|SiO2(11.82)|Si3N4(129.93)|SiO2(90.01)|Si3N4(88.37)|glass]. Conclusions: In the fabrication of sputtering coating apparatus, Dual cathode with same Ti target were coated at the same time on both sides of Ophthalmic lens to lessen the time of coating on Ophthalmic Lens and save the cost of the lens. The distance of target-substrate of cathode was variable from 12.5cm to 20 cm. Turbo pump was used to take the whole coating process about 15 min. instead of diffusion pump. The lens holder was made to coat 2 pairs lens every coating and was rotated to get the uniformity of thin film.

광변색 코팅 렌즈의 퇴색속도 평가

유동식 대한시과학회 2015 대한시과학회지 Vol.17 No.1

목 적: 하드코팅과 광변색 코팅을 동시에 실시하여 제조한 광변색 렌즈에 대한 퇴색속도 중심으로 광학 적 특성을 조사하여 비교하고자 하였다. 방 법: Tetraethyl orthosilicate와 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane로 조성된 하드코팅 액에 적, 황, 청색의 광변색 물질을 각각 혼합하고, 플라스틱 안경렌즈 표면에 플로우 코팅 후 열경화하였다. 코팅된 광변색 렌즈의 표면 물성과 광학적 특성을 평가하였다. 결 과: 광변색 코팅 렌즈는 우수한 부착력과 무코팅 렌즈보다 강한 표면 경도로 하드코팅의 특성을 보였 다. 광변색 코팅 렌즈의 최대흡광도(λmax)는 적색, 황색, 청색 렌즈에서 각각 499, 418, 606 nm이었으며, 이를 기준으로 반감기에 의한 퇴색속도는 청, 적, 황색의 변색 렌즈 순으로 각각 204, 416, 670 sec이었다. 코팅 렌즈의 퇴색속도는 spironaphthoxazine계인 청색이 naphthopyran계인 적색과 황색보다 빨랐고, 동일 계열에서도 폐환상태의 열적 안전성이 클수록 빠르게 평가되었다. 결 론: 광변색 코팅 렌즈의 퇴색속도는 열적으로 안정한 상태로 가역하려는 광변색 물질의 특성에 따라 달라진다. 따라서 광변색 코팅에서 코팅 성분보다 광변색 물질이 갖는 고유의 퇴색속도를 우선적으로 고려 하여야 할 것이다. Purpose: The aim of this study was to investigate and compare optical properties focussing on the fading rate of photochromic lenses, which were prepared by in situ hard and photochromic coating. Methods: Photochromic dyes with red, yellow and blue were mixed in the hard coating solutions, which were composed by tetraethyl orthosilicate and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. Photochromic coatings were prepared on plastic ophthalmic lenses by flow coating and cured thermally. The optical properties and surface characteristics of the coated lenses were evaluated. Results: The photochromic lenses by coating showed good adhesion, stronger surface hardness than uncoated lenses. Maximum absorbances (λmax) for photochromic lenses with red, yellow and blue dye were 499, 418, 606 nm, respectively. Fading rates based on half-life time at λmax were 204, 416, 670 sec in order of blue, red and yellow photochromic lenses. The fading rate of blue dye with spironaphthoxazines was faster than that of red and yellow dye with naphthopyrans, and that of the same classes was fast with increase of thermal stability in colorless state. Conclusions: Fading rates of the photochromic lenses by coating depend on characteristics of photochromic dyes involving thermally reversible stable form. Therefore, in photochromic coatings, the intrinsic fading rate of photochromic dyes may be considered prior to coating compositions.

교정용 와이어 및 브라켓에 이산화티탄 광촉매 코팅 시 코팅방법에 따른 비교연구

고은희,조진형 대한치과교정학회 2006 대한치과교정학회지 Vol.36 No.6

본 연구는 항균 교정장치의 개발에 도움이 되고자 이산화티탄 광촉매의 코팅 시 안정적이고 효과적인 방법을 찾기 위하여 시행되었다. 시판되고 있는 교정용 와이어와 브라켓에 sol-gel법, CVD (Chemical Vapor Deposition)법 및 PE-CVD (Plasma Enhanced-CVD)법으로 이산화티탄을 각각 코팅한 다음 각 방법으로 코팅된 이산화티탄 박막의 특성을 알아보고자 주사전자현미경을 이용하여 각 시편의 코팅박막 표면의 거칠기를 관찰하였고 adhesive tape pull test를 이용하여 코팅박막의 접착강도를 측정하였다. 메틸렌블루용액에 각 시편을 침지시킨 후 시간경과에 따른 메틸렌블루용액의 농도변화 측정을 통해 코팅박막의 분해능을 평가하였으며 불화나트륨 용액에 각 시편을 침지시킨 후 주사전자현미경을 이용하여 표면부식 정도를 관찰함으로써 불소화합물에 대한 내부식성을 평가하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 코팅박막의 표면은 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법이나 코팅되지 않은 시편에 비해 더 매끄러웠다. 코팅박막의 접착강도는 PE-CVD법이 가장 높았고, CVD법, sol-gel법의 순으로 낮게 나타났다. 코팅박막의 메틸렌블루 분해능은 PE-CVD법이 가장 높았고, CVD법, sol-gel법의 순으로 낮게 나타났다. 코팅박막의 불소화합물에 대한 내부식성은 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법에 비해 높게 나타났다. 이상의 결과는 교정용 와이어 및 브라켓의 이산화티탄 광촉매 코팅 시 CVD법 및 PE-CVD법이 sol-gel법보다 적절한 방법임을 시사하였다. The purpose of this study was to search for an appropriate method of coating TiO_(2) on orthodontic appliances. TiO_(2) thin films were deposited on orthodontic wires and brackets using sol-gel, CVD(Chemical Vapor Deposition) and PE-CVD (Plasma Enhanced-CVD) methods. The roughness of TiO_(2)-coated surfaces was investigated via scanning electron microscope (SEM) and adhesive strength of TiO_(2) thin films was measured by adhesive tape pull test. Methylene blue degradation test was carried out to evaluate the photocatalytic activity of TiO_(2) and the corrosion resistance of TiO_(2) thin films against fluoride solution was also analyzed by observing the surfaces of TiO_(2)-coated wires and brackets via SEM after immersion in sodium fluoride solution. Through the comparison of properties and photocatalytic activity of TiO_(2) thin films according to the coating methods, the following results were obtained. Smoother surfaces of TiO_(2) thin films were generated by CVD or PE-CVD methods than through the sol-gel method or the control. Adhesive strength of the TiO_(2) thin films was highest in PE-CVD and gradually became lower in the order of CVD, then the sol-gel method. Photocatalytic activity of TiO_(2) thin films on methylene blue was the highest in PE-CVD and gradually became lower in the order of CVD, then the sol-gel method. Corrosion resistance of TiO_(2) thin films against fluoride solution was stronger in CVD and PE-CVD methods than in the sol-gel method. The results of this study suggest that the CVD or PE-CVD methods is more appropriate than the sol-gel method for TiO_(2)coating on orthodontic wires and brackets.

나노 크기 매킨나와이트로 코팅된 규사를 이용한 아비산염의 흡착

이승열 ( Seung Yeol Lee ),강정천 ( Jung Chun Kang ),박민지 ( Min Ji Park ),양경희 ( Kyoung Hee Yang ),정훈영 ( Hoon Young Jeong ) 한국광물학회 2012 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.25 No.4

나노 크기 매킨나와이트(FeS)는 높은 환원력, 흡착성, 그리고 비표면적을 지니고 있어, 염소유 기물의 분해와 중금속 및 비금속의 제거에 유용하다. 하지만 매킨나와이트 나노입자는 콜로이드 안정성(colloid stability)의 변화로 지하수 흐름에 따라 쉽게 확산되거나, 입자집적(particle aggregation)에의해 대수층의 공극을 막을 수 있다. 따라서 투과반응벽(permeable reactive barrier)에 적용하기 위해서 적절한 공학적 변형이 필요하다. 본 연구에서는 코팅법을 적용해 나노크기 매킨나와이트를 변형시 킴으로써 본래의 반응성을 유지하고 또한 경제적인 투과반응벽의 설치에 활용하고자 한다. 이를 위해 화학적 처리를 하지 않은 규사(non-treated silica sand, NTS)와 화학적 처리에 의해 불순물이 제거된 규사(chemically treated silica sand, CTS)를 사용해 매킨나와이트를 코팅시켰다. 두 규사 모두 약 pH 5.4에서 매킨나와이트가 최대로 코팅되었으며, 이 pH는 (1) 매킨나와이트의 용해도, (2) 규사 및 매킨나 와이트의 표면전하(surface charge)에 의해 영향받았다. 최적 pH에서 NTS와 CTS에 의한 코팅량은 각각 0.101 mmol·FeS/g, 0.043 mmol·FeS/g으로, NTS 표면에 존재하는 산화철 등의 불순물에 의해 매킨나와이트의 코팅이 현저히 증가했다. 한편 혐기성 조건에서 코팅되지 않은 규사 2종과 최적 pH에서 코팅된 규사 2종을 이용해 아비산염(arsenite)의 흡착실험을 실시했다. pH 7에서 코팅되지 않은 NTS와 코팅된 NTS에 의한 아비산염의 상대적 제거율은 아비산염의 초기 농도에 따라 달라졌다. 낮은 농도에서 코팅되지 않은 NTS가 높은 아비산염의 제거율을 보였으나, 높은 농도에서는 코팅된 NTS가 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 이런 차이는 아비산염은 낮은 농도에서 규사 표면에 존재하는 산화물과의 표면배위결합(surface complexation)에 의해 제거되었고, 높은 농도에서 코팅된 매킨나와이트와 반응해 황화비소(arsenic sulfides)로 침전되었기 때문이다. pH 7에서 코팅된 NTS에 비교해 코팅된 CTS는 현저히 낮은 아비산염 제거율을 보였는데, 이는 CTS의 상대적으로 낮은 매킨나와이트 코팅량에 기인했다. 따라서 코팅된 NTS는 코팅된 CTS보다 아비산염의 제거를 위한 투과반응벽의 설치에더 적합한 물질이며, 특히 아비산염의 오염도가 심한 지하수의 복원에 유용하게 적용될 수 있다. Due to the high reduction and sorption capacity as well as the large specific surface area, nanosized mackinawite (FeS) is useful in reductively transforming chlorinated organic pollutants and sequestering toxic metals and metalloids. Due to the dynamic nature in its colloid stability, however, nanosized FeS may be washed out with the groundwater flow or result in aquifer clogging via particle aggregation. Thus, these nanoparticles should be modified such as to be built into permeable reactive barriers. This study employed coating methods in efforts to facilitate the installation of permeable reactive barriers of nanosized mackinawite. In applying the methods, nanosized mackinawite was coated on non-treated silica sand (NTS) and chemically treated silica sand (CTS). For both silica sands, the maximum coating of mackinawite occurred around pH 5.4, the condition of which was governed by (1) the solubility of mackinawite and (2) the surface charge of both silica and mackinawite. Under this pH condition, the maximum coating by NTS and CTS were found to be 0.101 mmol·FeS/g and 0.043 mmol·FeS/g respectively, with such elevated coatings by NTS likely linked with impurities (e.g., iron oxides) on its surface. Arsenite sorption experiments were performed under anoxic conditions using uncoated silica sands and those coated with mackinawite at the optimal pH to compare their reactivity. At pH 7, the relative sorption efficiency between uncoated NTS and coated NTS changed with the initial concentration of arsenite. At the lower initial concentration, uncoated NTS showed the higher sorption efficiency, whereas at the higher concentration, coated NTS exhibited the higher sorption efficiency. This could be attributed to different sorption mechanisms as a function of arsenite concentration: the surface complexation of arsenite with the iron oxide impurity on silica sand at the low concentration and the precipitation as arsenic sulfides by reaction with mackinawite coating at the high concentration. Compared to coated NTS, coated CTS showed the lower arsenite removal at pH 7 due to its relatively lower mackinawite coating. Taken together, our results indicate that NTS is a more effective material than CTS for the coating of nanosized mackinawite.

나노크기 매킨나와이트로 코팅된 알루미나에 의한 아비산염의 제거

이승열 ( Seung Yeol Lee ),강정천 ( Jung Chun Kang ),박민지 ( Min Ji Park ),양경희 ( Kyoung Hee Yang ),정훈영 ( Hoon Young Jeong ) 한국광물학회 2013 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.26 No.2

나노크기 매킨나와이트, nanocrystalline mackinawife, FeS, 는 높은 비표면적을 지닌 반응성 높은 광물로, 오염된 지하수나 토양의 복원을 위해 널리 사용된다. 또한 매킨나와이트는 혐기성 부식반응에 대해 열역학적으로 안정하고, 황산염 환원미생물의 대사에 의해 재생된다는 장점이 있다. 하지만 매킨 나와이트 나노입자는 지하수 흐름에 의해 멀리 확산되거나 입자집적이 일어나 대수층 공극을 막는다. 따라서 현장복원을 위한 투과반응벽, permeable reactive barrier, 의 설치를 위해서 나노크기 매킨나와이트에 대한 변형이 필요하다. 이를위해 본 연구에서는 코팅법을 활용해 매킨나와이트 나노입자를 알루미나, alumina, Al2O3, 및 활성알루미나, activated alumina, 표면에 증착시켰다. 매킨나와이트의 코팅량은 PH에 따라 현저히 달랐으며, 두 종의 알루미나 모두 약pH 6.9에서 최대 코팅이 관찰되었다. 이pH에서 알루미나와 매킨나와이트는 반대의 표면천하, surface charge, 를 띠어 두 광물 간 정전기적 인력이 발생하고, 이로 인해 효율적인 코팅이 일어났다. 이 pH에서 알루미나 및 활성 알루미나에 의한 코팅량은 각각 0.038 mmol.FeS/g과 0.114 mmol.FeS/g이었다. 협기성 조건에서 코팅되지 않은 알루미나 및 활성 알루미나, 그리고 최적pH에서 코팅된 알루미나 및 활성 알루미나를 사용해 아비산염, arsenite, 흡착실험을 수행했다. 코팅되지 않은 활성 알루미나는 코팅되지 않은 알루미나와 비교해 단위질량당 높은 아비산염의 제거를 보여주었으나, 매킨나와이트의 코팅에 의한 흡착량 증가를 보이지 않았다. 활성 알루미나는 높은 비표면적을 지니고 있어 반응성 높은 수산화작용기, hydroxyl functional group, 가 다수 존재했고, 이로 인해 코팅된 매킨나와이트에 의한 아비산염의 제거가 중요하지 않았다. 반면 알루미나는 매킨나와이트 코팅에 의해 향상된 아비산염의 제거울을 보였는데, 이것은 알루미나에 존재한 수산화작용기가 아비산염과의 표면배위결합, surface complexation, 에 소모되고, 코팅된 매킨 나와이트에 의한 부가적인 흡착이 일어났기 때문이다. 코팅된 알루미나는 이전에 연구된 코팅된 실리카와 비교해보면 단위 비표면적당 매킨나와이트의 코팅량이 약8배 높았으며, 더 높은 아비산염에 대한 흡착력을 보였다. 따라서 본 연구의 결과는 코팅된 알루미나는 투과반응벽의 설치에 적합한 물질이고, 특히 아비산염으로 오염된 지하수의 정화에 유용하게 적용될 수 있음을 지시하고 있다. Due to the large specifie surface area and great reactivity toward environmental contami-nants sanocrystalline mackinawite, FeS, has been widely applied for the remediation of contaminated groundwater and soil. Furthermore, nanocrystalline FeS is rather thermodynamically stable against anoxic corrosion, and its reactivity can be regeneraled continuously by the activity of sulfate-readucing bacteria, However, nanocrystalline mackinawite is prone to either spread out along the groundwater flow or cause pore clogging in aquifers by particle aggregation. Accordingly. This mineral should be modified for the application of permeable reactive barriers, PRBs, In this study, coating methods were investigated by which mackinawite nanoparticles were deposited on the surface of alumina or activated alumina. The amount of FeS coating was found to significantly vary with PH with the highest amount occurring at PH∼6.9 for both minerals. At this PH, the surfaces of mackinawite and alumina, or activated alumina, were oppositely charged, with the resultant electrostatic attraction making the coating highly effective. At this PH, the coating amounts by alumina and activated alumina were 0.038and 0.114 mmol.FeS/g respectively. Under anoxic conditions, arsenite sorption experiments were conducted with uncoated alumina uncoated actovated alumina, and both minerals coated with FeS at the optimal PH for comparison of their reactivity. Uncoated activated alumina showed the higher arsenite removal compared to uncoated alumina. Notably, the arsenite sorption capacity of activated alumina was little changed by the coating with FeS. This might be attributed to the abundance of highly reactive hydroxyl functional groups, AIOH, on the surface of activated alumina, making the arsenite sorption by the coated FeS unnoticeable. In contrast, the arsenite sorption capacity of alumina was found to increase substantially by the FeS coating This was due to the consumption of the surface hydroxyl functional groups on the alumina surface and the subsequent occurrence of As, III, sorption by the coated FeS. Alumina on the surface area basis, has about 8times higher FeS coating amount and higher As sorption capacity than silica. This study indicates that alumina is a better candidate than silica for the coating of nanocrystalline mackinawite.

열 스트레스에 의한 착색 렌즈 코팅막의 특성 변화

이성실,김진우,김소라,박미정 한국안광학회 2018 한국안광학회지 Vol.23 No.4

Purpose: In the present study, the characteristic change of tinted lenses with different coatings was investigated when exposed to thermal stress. Methods: The clear and tinted lenses made of allyl-diglycol-carbonate material with no coating, hard coating, multi-layered coating, mirror coating were exposed once to the temperatures of 25, 50, 75, and 100oC for 4 hours, and then their adhesion grade, hardness, visible light and ultraviolet transmittances were measured. Results: Only hard coated clear lenses showed reduced adhesion grade at a temperature of 75oC, while clear and tinted lenses with other coatings showed similar decrease of adhesion grade at 50oC. However, it was revealed that greater coating damage was shown in the tinted lenses even in the same adhesion grade by detailed surface examination, and the greatest damage was in mirror coated one. The hardness of tinted lenses was reduced by up to 32.9%p depending on the coating type at 100oC, whereas clear lenses showed a decrease of hardness larger than 10%p in hard coating at 100oC, in multi-layered coating and mirror coating at 75oC. The visible light transmittance was not significantly changed however, a relatively large change was shown in tinted lenses compared with clear lenses depending on the degree of thermal stress. The ultraviolet transmittance was not changed in all lenses. Conclusions: The characteristics of coating films on tinted lenses by thermal stress was changed larger than clear lenses, and a significant change of the coatings was observed even in a single thermal stress. Therefore, it suggests the necessity about the further study on the degree of damage of the coating film on tinted lenses caused by long-term wear and repeat thermal stress that may occur in daily life, and the establishment of standards for acceptable range of coating film damage. 목적: 본 연구에서는 각기 다른 코팅의 착색 렌즈가 열 스트레스에 노출되었을 때 코팅막의 특성 변화를 알아보고자 하였다. 방법: 무 코팅, 하드 코팅, 멀티 코팅, 미러 코팅된 아릴-디글리콜-카보네이트 소재의 투명 렌즈와 착색 렌즈를 4시간 동안 25, 50, 75, 100oC에 1회 노출시킨 후 표면부착력, 경도, 가시광선 투과율, 자외선 투과율을측정하였다. 결과: 하드 코팅된 투명 렌즈에서만 75oC에서 부착력 등급 감소가 나타났으며, 다른 코팅 상태의 투명렌즈와 착색 렌즈에서는 50oC에서 모두 동일한 정도의 부착력 등급 감소가 나타났다. 그러나 세부 표면 관찰을 통해 동일한 부착력 등급이라도 착색 렌즈의 막 손상이 더 크게 나타나며, 미러 코팅의 손상이 가장 큰 것을 확인하였다. 착색 렌즈는 100oC에서 코팅에 따라 최대 32.9%p의 경도 감소가 나타난 반면, 투명 렌즈의 경우 하드 코팅은 100oC, 멀티 코팅과 미러 코팅은 75oC에서 10%p 이상의 경도 감소가 나타났다. 가시광선 투과율의 변화 폭은 크지 않았으나 착색 렌즈가 투명 렌즈에 비해 열스트레스 정도에 따른 변화가 상대적으로 더 컸다. 자외선 투과율은 모든 경우에서 변함이 없었다. 결론: 열 스트레스에 의한 착색 렌즈 코팅막의 특성 변화는 투명 렌즈보다 더 크게 나타나며1회의 열 스트레스만으로도 렌즈 코팅막의 유의한 변화가 발생됨을 밝혔다. 일상생활에서의 장기간 착용과 반복적인 열 스트레스로 인한 착색 렌즈 코팅막의 손상 정도에 대한 추가 연구와 허용 가능한 코팅막 손상 정도에 대한기준 마련이 필요함을 제안한다.

SAICAS 를 이용한 사고저항성 핵연료 피복관 코팅 결착특성 분석

홍종대(Jong-Dae Hong),김동현(Dong-Hyun Kim),신창환(Chang-Hwan Shin),김재용(Jae-Yong Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

후쿠시마 원전 사고 이후 사고시 핵연료의 위험성을 저감하기 위하여 전 세계적으로 사고저항성 핵연료(accident tolerant fuel, ATF)의 개발이 진행중이며, 특히 단기 상용화를 위하여 기존 지르코늄 합금 피복관에 산화저항성이 우수한 물질을 표면에 코팅하는 형태의 표면개질 기술의 개발 및 고도화가 진행중이다. 국내에서는 KAERI 가 아크 이온 플레이팅법(arc ion plating)을 이용하여 Cr/CrAl 코팅을 적용하였다 [1]. 그러나 코팅의 박리가 발생하면, ATF 피복관의 장점(산화, 기계적 특성 등)을 잃게 되며 다양한 형태의 국부적인 손상이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 코팅 결착특성은 코팅된 ATF 핵연료 피복관의 중요 특성임에도 불구하고, 측정 기술의 한계로 관련 연구가 제한적이었다 [2]. 본 연구에서는 얇은 코팅층을 절삭 및 박리하면서 결착특성을 측정할 수 있는 SAICAS(Surface And Interfacial Cutting Analysis System)를 도입하여, 코팅 ATF 피복관의 결착특성을 정량적으로 측정하였다. SAICAS는 기존의 스크래치시험과 박리시험과의 비교를 통해 신뢰성이 검증된 바 있다 [3,4]. SAICAS DN-EX에 0.3mm 폭의 미소 다이아몬드 칼날을 장착하여 0.5μm/s, 5μm/s의 수직/수평방향 속도로 Cr 코팅 ATF 피복관의 코팅층을 절삭하였다. 이 때 코팅과 모재의 경계면에서 코팅을 박리시킬 때 걸리는 수평방향의 힘을 측정하고 이를 코팅의 결착력으로 환산하였다. 이를 통해 정량적인 박리강도를 도출하였으며, SAICAS가 ATF 피복관에 적용된 코팅의 결착특성 분석에 용이하게 적용될 수 있음을 확인하였다. To enhance nuclear safety during accident condition, the accident tolerant fuel (ATF) cladding has been in development by nuclear industry since the Fukushima accident. Especially, surface-modified Zr cladding concept by oxidation resistant coating is most promising because of the commercialization in near-term. Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) applied the Cr/CrAl coating using arc ion plating method to existing Zr-based cladding [1]. However, the benefits of ATF cladding (e.g. oxidation, mechanical properties) would lose and localized failure occurs, once coating layer delaminates. In this regards, coating adhesion properties are critical issues for coated ATF, but related research has not been performed extensively due to the limitation of measurement technology [2]. In this study, surface and interfacial cutting analysis system (SAICAS, Daipla Wintes Co., Ltd, Japan), which can measure the adhesion properties while cutting and peeling a coating layer, has been introduced and applied for analyzing quantitatively the adhesion properties of coating layer on ATF cladding. SAICAS verified the by comparison with scratch test and peel test [3,4]. The adhesion properties of Cr-coated ATF cladding were measured using SAICAS DN-EX with micro-diamond blade (width=0.3mm) at vertical/horizontal cutting rates of 0.5μm/s and 5μm/s, respectively. The measured horizontal force during peeling stage converted to adhesion force and peel strength at matrix/coating interface. From the analysis, the coating adhesion properties of coated ATF cladding was quantitatively evaluated using SAICAS.

종자코팅의 고형물질 및 수용성 폴리머가 무 종자의 발아력에 미치는 영향

안종길,최영환,조동,손병구,강점순 密陽産業大學校 農業技術開發硏究所 1999 農業技術開發硏究所報 Vol.3 No.2

코팅종자는 채소, 관상식물을 비롯하여 많은 작물에서 기계화 정밀파종을 위해 사용되고 있다. 코팅의 목적은 종자크기를 증가시켜 기계화 파종을 가능케 하여 파종과 솎음 노력을 절감하고 종자를 절약하는데 있다. 코팅물질의 종류에 따라 발아율이 달랐는데 전반적으로 diatomaceous earth 및 talc +calcium carbonate가 다른 코팅물질에 비해 발아율도 높고 발아속도도 단축되어 무 종자의 종자코팅에 적합한 고형물질이였다. 반면 Limestone, calcium oxide, bentonite 등은 발아율이 저조하였다. 코팅물질로 코팅된 종자는 무처리 종자에 코팅물질을 첨가한 처리에 비해 발아율이 감소하는 경향이었다. 접착제 종류 및 농도에 따라 발아율과 발아속도에는 큰 차이가 있었다. 접착제중 polyvinyl alcohol(PVA) 에서 전반적으로 발아가 원활하였고 다음이 polyvinyl pyrrolidone(PVP), hydroxyethyl cellulose(HEC), methy cellulose(MC), tween 80 순으로 나타났다. 이러한 무처리 종자에 접착제를 공급한 처리보다는 접착제로서 코팅한 종자에서 현저하였다. 코팅배율에 따라 발아율과 발아속도에는 차이가 있었는데, 코팅배율이 낮을수록 신속하게 발아하였다. 무종자에서 적정 코팅배율은 6.0이 좋았다. The use of coated seeds in the production of various field, vegetable, and ornamental crops is a common practice to facilitate precision planting. The purpose of seed coating is to make seeding mechanization possible by enlarging the seed size. After that, it can reduce seeding and thinning labours and can also save seeds. The germination rate was also different according to the coating particulate matters. Generally, percent germination and germination speed of seeds using the mixture of diatomaceous earth, talc and calcium carbonate were higher and faster than using other coating materials, respectively. Otherwise, percent germination using limestone, calcium oxide and bentonite were low, and percent germination of coated seeds with coating material showed the tendency of decreasing more than that of the seeds just added with coating particulate matters. There were significant differences of percent germination and germination speed in accordance with the coating polymer and the concentration. Among the coating polymer, germination of seeds using polyvinyl alcohol (PVA) was generally smooth, and followed by polyvinyl (PVP), hydroxyethyl cellulose (HEC), methyl cellulose (MC), and tween 80. This phenomenon was remarkable in the seeds coated with the polymer than the seeds just added with coating polymer. Also, there were significant differences of the coating size in percent germination and germination speed. Seeds were rapidly germinated as low weight increase of coating seed. The optimal weight increase of coating seed for radish seeds was 6.0 in this study.