직접 접합된 Si 기판들의 접합계면에 관하여 연구하였다. 경사 연마 및 결함묘사, 계면의 비등방성 식각, TEM 및 HR-TEM 등의 방법들을 이용하여 접합계면에 발생하는 계면결함과 과도영역, 여러형태의 void 들, 계면 산화막의 형성 및 안정화 과정등을 조사하였다. 또한 접합된 Si-Sio2계면과 일반적인 Si-Sio2계면의 형상등을 비교 검토하였다.
초청장 Si(111)기탄상에 초고진공 챔버에서 Ti을 증착하여 TiSi2를 에피층으로 성장시켰다. 재구성된 (reconstructed) Di(111)표면에 상온에서 50Å 두께의 Ti을 증착한 후 100˚C간격으로 800˚C까지 열처리 하였다. TiSi2박막의 구조는 전자회절 패턴 분석을 통하여 준안정상인 C49상임을 확인하였다. SEM 사진은 세가지 형태의 island를 보이고 있다. 각 island 는 단결정이며 그 구조는 서로 다른 결정학적 방향을 갖는 에피구조이다. 이러한 TiSi2 island[112]C49 TiSi2/[110]Si, (021) C49 TiSi2/(111)Si의 방향관계를 가지고 있다.
(PbZr52,Ti48)O3인 composite ceramic target을 사용하여 R. F. 마그네트론 스퍼터링 방법으로 기판온도 300˚C에서 Pt/Ti/Si 기판위에 PZT 박막을 증착하였다. 페롭스 카이트 PZT박막을 얻기 위하여 PbO분위기에서 로열처리를 행하였다. 하부전극으로 Pt를 사용하였으며 Pt(205Å)/Ti(500 Å)/Si 및 Pt(1000Å)/Ti(500Å)/Si기판을 준비하여 Pt두께화 Ti층이 산소의sink로 작용함으로서 이를 가속화하였다. Ti층의 상부는 산소의 확산으로 인하여 TiOx층으로 변태하였고 하부는 in diffused Pt와 함께 실리사이드층을 형성하였다. TiOx 층의 형성은PZT층의 방향성에 영향을 주었다. 유전상수 (10kHz), 누설전류, 파괴전압, 잔류분극 및 항전계는 각각 571, 32,65μ A /cm2, 0.40MV/cm, 3.3μ C /cm2, 0.15MV/cm이었다.
메탄가스를 반응가스로 하여 플라즈마 화학증착법으로 Diamondlike Carbon(DLC)박막 제작시 박막의 광학적 특성에 미치는 수소가스의 영향을 조사하였다. 수소가스를 보조가스로 사용하는 경우는 불활성가스인 아르곤이나 헬륭의 경우와는 달리 인가전력의 변화에 따라 수소가스의 역할이 다르게 나타났다. Optical band gap의 변화와 FT-IR 분석결과로부터 수소가스에 의한 C-H 결합의 화학적인 에칭과 스퍼터링 및 수소의 박막 내로의 주입 가능성을 예측하고 이를 아르곤과 헬륨을 보조가스로 사용한 경우와 비교하여 그 타당성을 확인하였다.
Ni기 초합금은 Co, Cr, Mo, W등의 고용 강화 원소와 AI, Ti, Nb, Ta 등의 γ ' 석출 강화 원소로 구성되어 있다. 초합금의 기계적 성질과 내산화성을 개선하기 위하여 희토류 원소를 재료 내부에 첨가하거나, 코팅 재료로써 사용하고 있다. 이들 희토류 원소는 Al2O3, Cr2O3등의 산화물의 종류에 따라 산화물의 성장 속도와 밀착성에 영향을 미친다. Hf함유 Ni기 초합금 AF115와 AI2O3 함유 MA6000초합금 2종을 이온 코터를 이용, Yttrium 표면개질후, 온도 1273K-1473K에서 고온 산화 수 산호 피막의 성장 속도, 결정립, 내부 구조 및 내박리성에 미치는 Yttrium 의 영향을 조사하였다. AF115와 MA6000 초합금에 Yttrium코팅을 한 결과 내부 산화물의 성장에 현저한 변화가 있었다. Yttrium의 표면 개질에 의하여, AF115의 경우는 AI2O3 주성분의 입계 집중과 Hf의 우선 산확 억제되고, 삼각 형태의 내부 산화물이 plate형으로 변화되었다. MA6000의 경우 AI2O3 주성분의 산화층이Cr2O3주성분의 외부 산화층과AI2O3 주성분의 내부층으로 변화되었다.
일방향 응고한 AI-CuAI2공정 복합재료의 미세조직에 미치는 응고조건과 진동의 영향에 대해서 조사하였다. 진동하에서 성장속도(R) 변화에 따라 일방향응고 시켰을때 열구배(G)는 32˚C/cm와 35˚C/cm를 유지했다. 공정조직은 성장조건(G/R)에 따라 변화되었다. 조직미세화는 진동의 영향도 컸지만 G/R의 영향이 더 크다는 것을 알 수 있었다. 층상 간격은 λ2 =상수 라는 관계에 따라 성장속도와 더불어 변화 되었다.
무전해 동도금액에서의 각종 안정제, 촉진제등의 첨가제에 따른 영향을 고찰하였다. 욕의 기본성분은 황산구리 10g/1, EDTA-2Na 40g/1, 포르말린 3ml/1, pH조절용 수산화나트륨 용액으로 조성하였고, 안정제, 도금촉진제 및 계면활성제의 첨가에 따른 분극곡선을 검토하여 도금욕의 경향을 검토한뒤 농도변화에 따른 도금속도를 측정하여 최적조건을 구하였다. 안정제는 α, α'-dipyridy1과 NaSCN을 혼합 사용하는 것이 좋았으며 촉진제로는 pyridine이 계면활성제로는 PEG 4000이 좋았다. 첨가량은 5mg/1이하의 미량이었으며 이후 첨가량이 증가함에 따라 증가함에 따라 도금속도는 직선적으로 감소하였다.
본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 2300˚C까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 C0/2인 값이 3.380Å였으며, 2θ값도 26.276˚로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 2300˚C까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.
여러가지 화학 조성을 갖는 aluminium titanate mullite복합제는 AI2O3분말을 알콜 분산용액에서 Si(OC2H5)4과 Ti(OC2H5)4의 단계적인 가수 분해로 합성되었다. Mullite함량이 20-50vol%인 소결체(1600˚C/2h)는 비교적 높은 강도와 낮은 열팽창 계수를 갖는 aluminium titanate를 개발할 수 있는 가능성을 보였다. 이와 같은 결과는 mullite로 인한 aluminium titanate의 입자 크기의 억제와 미세균열에 의하여 얻어졌다. aluminium titanate의 함량이 70-80vol% 복합재료는 우수한 열충격 저항성을 지녔으며 상온 강도는 31-45MPa이었다. 열충격 저항성, 영률, sound velocity화 열팽창 계수가 연구되었다.
제올라이트 분말을 기본재료로 하는 전기유변유체의 전기 및 유변학적 특성이 연구되었다. 전기장 인가시 높은 한계응력을 얻기 위하여 비교적 유전상슈가 큰 5종류의 유전유체를 선택하여 제올라이트 분말과 혼합하여 전기유변유체를 준비하였다. Couette형 rheometer를 이용하여 유변유체의 한계응력을 인가된 전기장 및 온도의 함수로서 측정하였다. 이중 chlorinate hydrocabon oil과 제올라이트 분말을 혼합한 전기유변유체의 한계응력은 6KPa(E=4KV/mm, T=25˚C)로서 최대치를 기록하였다. 측정된 한계응력은 온도가 상승하면 점차 감소하는 반면 전류밀도는 온도에 따라 증가하였다. 전류밀도에 대한 Arrhenius 그라프에서 전기전도에 대한 활성화 에너지는 약 0.7eV였으며 이는 제올라이트 분말에 포함된 Na+ 이온의 확산에 기인하는 것으로 분석되었다.
반복회수에 대한 하중-변형률 선도로부터 구산 잔류변형률의 비교 결과에서 피로하중하의 GFRP관의 강성은 GFRP관의 유리섬유의 적층수가 클수록 크게 나타났으며, 이러한 현상은 피로파괴 직전까지 나타났다. 아울러 본 피로실험 결과를 회귀분석하여 구한 S-N선도에 의하면 정적극한강도 백분율에 대한 피로강도는 GFRP관의 유리섬유 적층수가 증가할수록 증가하였으며, 유리섬유의 적층수가 15, 25, 35층인 GFRP관의 반복회수 200만회에 대한 피로강도는 정적극한강도는 각각 약 75.2%, 79.5%, 84.2%로 나타났다.
450KHz 저주파수로 플라즈마 화학증착법을 이용하여 Diamondlike carbon박막을 제작하고 optical band gap, 미소경도, 내부응력 등의 물성에 대하여 13.56MHz의 전원을 사용했을 때보다 optical band gap이 감소하였으며 FT-IR및 CHN분석결과 박막 내의 C-H결합농도와 총 수소의 함량이 크게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 또한 저주파수로 DLC 박막을 형성하는 경우 미소경도의 희생없이 내부응력을 크게 줄일 수 있어 기판과의 접착성이 향상될 것으로 기대되었다.
Pt/Co인공격자다층막([Pt10.7 Å/Co2.8 Å]×12)의 자기특성 및 기록특성이 시료제작시의 조건 (sputtering gas압력, sputtering gas 종류, buffer층의 유무 및 etching)에 따라 어떻게 변화하는지를 알아보았다. Pt/Co다층막의 자기특성은 Tb-Fe-Co계 아몰퍼스재료와 거의 동등한 특성이 얻어졌으며 이다층막을 이용한 광자기디스크의 기록특성은 kerr회전각, 1.23도, 기록 power 특성, 36dB(레이저파장: 780nm)을 나타내어 Pt/Co다층막이 차세대광자기디스크용 재료로서의 실용화가능성을 보여주었다.
항공기용 고력 AI합금인 7075 AI합금의 물성개선을 위한 가공열처리 방안으로서 과시효처리후 온간 및 냉간 압연에 의한 소성가공이 재결정조직과 강도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 소송가공후 재결정처리에 의해 결정립을 미세화하는 공정에서 소성가공 전 과시효를 함으로써 재결정립의 미세화 정도는 더욱 현저하였다. 이는 과시효에 의한 조대한 석출물이 재결정처리시 핵생성 site로서 작용하였음을 의미한다. 본 연구에서 항복강도와 재결정립의 크기와는 Hall-petch식을 만족하지 않았으며 이는 등축이 아닌 연신된 결정조직에 기인된 결과로 보이며, 항복강도가 재결정립의 종횡비에 직선적으로 비례하였다. 또한 결정립 미세화를 통한 강도, 인성향상을 목적으로 하는 TMT(Thermo mechanical Treatment)공정에서는 심한 냉간가공에 의해서보다는 온간에서의 소성가공이 바람직함을 알 수 있었다.