비용매 유도 상분리(NIPS) 법으로 제조된 폴리이미드 전구체를 이용하여 탄소분자체 중공사 분리막을 제조하였 으며, 온도변화에 따른 열처리 조건이 탄소분자체 중공사막의 기체 분리 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 열처리 온도 250~ 450°C에서 승온 속도, 안정화 시간을 조정하여 최적화 하였을 때, 중공사 분리막의 단일기체 N2, SF6, CF4 투과도는 각각 20, 0.32, 0.48 GPU이었고, N2/SF6 선택도는 62, N2/CF4 선택도는 42로 가장 높은 값을 나타내었다. SF6/CF4/N2 혼합기체 평가 에서는 0.5 MPa에서 stage cut이 0.2일 때, SF6, CF4 회수율이 각각 99, 98% 이상으로 높게 나타났고, 농축농도는 stage cut 0.8에서 주입농도의 4.5배 이상이었다. 이로부터 제조된 탄소분자체 중공사 분리막은 불화가스 회수용 분리막으로써 우수한 소재임을 확인할 수 있었다.

다단기체분리 공정을 수행하기 위해 폴리이미드 중공사막 모듈을 제조하여 혼합기체 N2 : SF6 = 50 : 50에 대한 기체분리특성을 확인하였다. 제조된 중공사막 모듈은 0.5 MPa에서 stage cut을 조절하여 투과 유량, 농도 등의 성능을 측정하 였다. 중공사막 모듈은 1단 분리 테스트에서 N2/SF6 선택도가 높을수록 동일한 stage cut에서 높은 SF6 회수율을 얻을 수 있 었다. 1단 시험결과에 따라 SF6 회수율과 농축농도를 동시에 높이기 위해 2단 기체 분리 테스트 진행함으로써 SF6 회수율 95% 이상, SF6 회수농도 98% 이상을 농축할 수 있었다.

본 연구에서는 PDMS (poly-dimethylsiloxane)와 PEBAX (polyether block amides) 분리막을 이용해 N2, O2, CF4와 SF6의 단일 기체 투과특성에 관하여 연구하였다. 다양한 압력으로 공급된 기체의 투과유량을 진공가압 연속흐름방식으로 측정하였으며, 이를 이용하여 투과도를 산정하였다. PDMS 분리막에서는 상부의 압력이 증가할수록 SF6를 제외한 다른 기체의 투과도는 감소하였다. 또한 SF6의 투과도가 CF4보다 높게 나타나고 있으며 이것은 SF6가 더 높은 임계온도를 가지고 있기 때문이다. PDMS 분리막에서 투과도는 O2 > N2 > SF6 > CF4 순으로 감소하였다. 반면에 PEBAX 분리막에서 기체의 투과 경향은 O2 > N2 > CF4 > SF6 순으로 감소하였다. 이러한 경향은 각 기체의 운동 반경의 크기(AA)(SF6 > CF4 > N2 > O2) 순서와 반대로 나타났다. SF6/CF4의 순수 기체의 선택도는 PDMS 분리막에서 0.7 MPa일 때 2.1로 나타났다.

육불화황(SF6)은 매우 큰 지구 온난화 효과를 가진다. 따라서, SF6/N2의 사용을 줄이고 이것을 대기 중으로 방출하는 것을 억제하기 위한 노력이 있어 왔다. 전기 기구에서 SF6의 사용량을 줄이는 한 가지 방법은 SF6/N2 혼합 기체를 사용하는 것이다. 혼합 기체에서 SF6의 농도는 10~60%까지 변화가 가능하다. 그러나, 기구를 분해하거나 수리할 경우에 혼합기체에서 SF6를 회수하여야 한다. SF6의 끓는점이 －60℃ 정도로 매우 낮으므로 액화법은 적용하기가 어렵다. 한 가지 가능한 대안은 분리막을 사용하는 것이다. 본 연구에서는 5가지 고분자에 대해서 육불화황과 질소의 투과 성질에 대해서 조사하였다. 예를 들면 25℃에서 이축연신 폴리프로필렌(BOPP)에 대한 질소의 투과도는 0.19 barrer인 반면에 육불화황의 투과도는 0.0012 barrer로써 선택도는 158이었다. SF6/N2 혼합기체에 대한 upper bound가 처음으로 제안되었는데 n = -1.33 and k = 160 (barrer)이었다.

중공사 고분자 분리막을 이용한 SF6를 분리 농축을 위한 운전조건을 결정하기 위해서는, 온도와 압력이 투과특성에 미치는 영향에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 다양한 온도와 압력이 부과된 조건에서 단일기체 투과실험을 수행하여, 중공사 고분자 분리막(PSF, PC, PI)을 통한 기체(N2, O2, SF6, CF4)의 투과특성을 연구하였다. 실험결과, 기체의 투과플럭스는 온도와 압력의 증가에 따라 일반적으로 증가하는 것으로 나타났으나, 분리막에 따른 투과플럭스의 차이가 관찰되었으며, 온도, 압력에 따른 투과플럭스 변화율은 기체의 특성(분자크기)에 따라 다른 것으로 나타났다. 온도 압력에 대한 투과플럭스를 3차원적으로 표현했을 때, 투과플럭스는 근사적인 평면 위에서 변화하는 것으로 관측되었다. 온도와 압력에 의한 투과플럭스 변화를 열역학적으로 분석하였으며, 투과플럭스 예측을 위한 경험적 모델로 평면특성의 1차 다항식 모델과 곡면 특성을 가진 2차 다항식 모델을 제안하였다. 그 결과 두 경험적 모델 모두 관측자료에 대한 높은 적합도를 보여 적용가능성을 확인하였다.

저농도의 SF6를 포함하고 있는 기체 혼합물(10% SF6/70% N2/19% O2/1% CF4)로부터 SF6를 분리 및 회수하기 위한 PSF막과 PC막의 성능에 대하여 연구하였다. 회수된 기체 내의 SF6의 농도와 회수율 그리고 혼합기체(N2/SF6, O2/SF6, CF4/SF6)의 선택도는 배출 유량과 온도의 함수로 측정하였다. PSF막과 PC막 모두 회수된 기체 내의 SF6 농도는 배출 유량이 증가하면서 감소하였으며 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 동일한 실험조건에서는 PSF막에서 회수된 기체 내의 SF6의 농도가 PC막에서보다 높게 나타났다. 최대회수율은 298.15 K과 배출유량 150cc/min에서 PSF막의 경우 95.9%이고 PC막의 경우 67.8%를 나타냈다. CF4/SF6를 제외한 N2/SF6와 O2/SF6의 실제 선택도는 PSF막이 PC막보다 더 높게 나타났다.

중전기의 유지 보수 및 교체 과정에서 절연체로 사용된 SF6 가스는 교체 충전과 정제과정에서 유입되는 공기와의 아크 방전에 의해 많은 종류의 부산물(N2, O2, CF4, SO2, H2O, HF, SOF2, CuF2, WO3 등)이 발생된다. 부산물 중에서도 대부분을 차지하는 것이 N2, O2, CF4이며, SF6가스를 재사용하기 위해서는 이들을 효과적으로 분리 회수하는 공정이 필요하다. 주요 부산물인 N2, O2, CF4와의 분리 효율 측면에서 분리막법은 기존의 흡착, 심냉법에 비하여 상대적으로 높은 효율을 보이고 있어 이에 대한 관심 또한 증가하고 있다. 따라서 본 논문에서는 중전기 산업에서 발생되는 SF6 가스 함유 농도 90 vol% 이상의 가스에 대하여 분리막법을 적용하여 N2, O2, CF4와 SF6 가스의 온도와 배출유량의 변화에 따른 분리 회수 가능성을 관찰하였다. PSF와 PC 중공사 분리막을 이용하여 고농도 SF6에 대한 분리 회수 실험 결과, PSF 분리막의 최대 회수율은 압력 0.3 MPa, 온도 25℃, 배출유량 150 cc/min에서 92.7%를 나타내었으며, PC 분리막에서는 압력 0.3 MPa, 온도 45℃, 배출유량 150 cc/min 일 때 74.8%의 최대 회수율을 나타내었다. 또한, 사용된 두 가지 분리막과 운전 조건에서 주요 부산물인 N2, O2, CF4의 최대 제거율은 각각 약 80%, 74%, 그리고 58.9%가 관찰되었다. 이로부터 분리막 공정은 고농도 폐 SF6 가스에서 주요 부산물로부터 SF6의 효과적인 분리 및 회수가 가능한 공정으로 적용할 수 있는 가능성을 파악 할 수 있었다.

IPCC (Intergonvernmental Pane1 of Climate Change)에서 CO2의 23,900배에 해당하는 지구온난화지수를 가진 SF6 (Sulphur hexafluoride) 가스와 중전기 산업에서 아크 발생에 의해 생긴 SF6의 주요 분해 부산물 중 하나이며 CO2의 6,300배에 해당하는 지구온난화지수를 가진 CF4 (Tetrafluoromethane) 가스의 배출에 대한 규제가 적극 검토되고 있다. 본 연구는 O2, CF4에 대한 SF6의 분리 회수의 기초 연구로써, 상용화된 PSF (polysulfone), PC (tetra-bromo polycarbonate)와 PI (polyimide) 고분자 분리막을 사용하여 O2, CF4와 SF6 가스의 압력과 온도 변화에 따른 투과도 및 투과선택도 연구를 수행하였다. 압력 변화에 따른 O2의 투과도는 PSF 중공사 분리막에서 압력 1.1 MPa일 때, 37.5 GPU로 가장 높게 나타났고, SF6와 CF4의 경우 압력 1.1 MPa에서 PC 중공사 분리막이 각각 2.7 GPU와 2.5 GPU로 가장 높은 투과플럭스를 나타냈다. 온도 변화에 따른 O2의 투과플럭스는 막의 온도가 45℃일 때 PSF 중공사 분리막이 41.2 GPU로 가장 높게 나타났고, SF6와 CF4는 막의 온도가 25℃일 때, PC 중공사 분리막이 각각 2.4 GPU와 2.3 GPU로 가장 높은 투과플럭스를 나타냈다. 압력과 온도 변화에 따른 O2/SF6와 CF4/SF6의 투과선택도 결과, 높은 단일 기체 투과플럭스를 보인 PSF와 PC 중공사 분리막이 가장 낮은 투과선택도를 나타내고, 가장 낮은 투과플럭스를 보인 PI 중공사 분리막이 가장 높은 투과선택도를 나타냄을 확인할 수 있다.

본 연구에서는 폴리이서설폰(polyethersulfone, PES) 중공사 막을 이용하여 6대 온실가스에 속하는 육불화황(SF6)을 질소 중에서 분리하고자 하였다. 제막 조건에 따른 막의 구조와 성능변화를 관찰하기 위하여 다른 비용매(아세톤, 에탄올)와 에어갭(air-gap) 그리고 실리콘 코팅을 통하여 성능변화를 관찰하였으며, 전자주사현미경(scanning electron microscope)을 통하여 구조 변화를 관찰하였다. N2, SF6 단일기체 투과실험에서 제조된 막의 표면 실리콘 코팅을 통하여 최고 7.64의 선택도를 나타내어 3.4배 향상된 결과를 나타내었다.

This study investigated dry etching of acrylic in capacitively coupled SF6, SF6/O2 and SF6/CH4 plasma under a low vacuum pressure. The process pressure was 100 mTorr and the total gas flow rate was fixed at 10 sccm. The process variables were the RIE chuck power and the plasma gas composition. The RIE chuck power varied in the range of 25~150 W. SF6/O2 plasma produced higher etch rates of acrylic than pure SF6 and O2 at a fixed total flow rate. 5 sccm SF6/5 sccm O2 provided 0.11μm/min and 1.16μm/min at 25W and 150W RIE of chuck power, respectively. The results were nearly 2.9 times higher compared to those at pure SF6 plasma etching. Additionally, mixed plasma of SF6/CH4 reduced the etch rate of acrylic. 5 sccm SF6/5 sccm CH4 plasma resulted in 0.02μm/min and 0.07μm/min at 25W and 150W RIE of chuck power. The etch selectivity of acrylic to photoresist was higher in SF6/O2 plasma than in pure SF6 or SF6/CH4 plasma. The maximum RMS roughness (7.6 nm) of an etched acrylic surface was found to be 50% O2 in SF6/O2 plasma. Besides the process regime, the RMS roughness of acrylic was approximately 3~4 nm at different percentages of O2 with a chuck power of 100W RIE in SF6/O2 plasma etching.

[ SF6 ] gas has been widely used as an insulating, cleaning and covering gas due to its outstanding insulating feature and because of its inert properties. However, the global warming potential of SF6 gas is extremely high relative to typical global warming gases such as CO2, CFCs, and CH4. For these reasons, it is necessary to separate and collect waste SF6 gas. In this study, the effects of a surfactant (Tween) on the formation rate of SF6 gas hydrates were investigated. The SF6 gas hydrate formation rate increased with the addition of Tween and showed a nearly 6.5 times faster hydrate formation rate with an addition of 0.2 wt.% Tween compared to an addition of pure water. This is believed to be due to the increased solubility of SF6 gas with the addition of the surfactant. It was also found that SF6 gas hydrate in the surfactant solution showed two-stage hydrate formation rates with a formation rate that increased rapidly in the 2nd stage.

이 논문은 절연유를 정제하여 SF6 가스를 용해시켰을 때 절연유의 수십 MHz대의 고주파 절연파괴 전압과 유전특성에 관해서 연구한 것이다. 1)절연유에서의 고주파 전류는 전압의 1/2승에 거의 비례하여 증가한다. 2)전원주파수가 증가함에 따라 고주파 절연파괴는 주파수의 제곱에 역비례하여 감소하는 현상을 나타내고 AC절연파괴의 전압때보다 약 35%정도가 감소한다. 3) 용해된 기체의 압력을 증가시킴에 따라 고주파 절연파괴 전압은 원만하게 증하한다. 4)전원주파수의 증가에 따른 유전정접(tan δ)은 거의 지수 함수적으로 증가하고 유전률(ε)은 [0.6% MHZ]의 기울기로 삼소하는 경향을 나타낸다. 5) SF6 가스를 용해시켰을때 절연파괴 특성은 Air 또는 Ar을 용해시켰을 때 보다 약 25% 정도 향상되는 특성을 나타낸다.

PFC (perfluorocompound) gases have an extremely high global warming potential (GWP). A study of the destruction of NF3, CF4 and SF6 gases emitted from the semiconductor industry was attempted by plasma power at 4.4 kW, 5.5 kW, 6.0 kW, 6.6 kW, 7.6 kW, 8.1 kW and 9.1 kW. As electric power increased, DRE (destruction and removal efficiency) of NF3, CF4 and SF6 was also increased. It was confirmed through experiment that the DRE of NF3 is 99% at 7.6 kW, 97% for CF4 at 9.14 kW and 100% for SF6 at 7.6 kW of plasma power. By-products formed by PFC destruction were mainly F2, SO2F2, NOx and CO gases. In addition, particulate matter was formed, and particle were proven to be AlF3.

We evaluated the surgical results of vitrectomy for macular hole, according to the type of gas. Retrospective analysis was performed on the clinical data of 45 patients who underwent macular hole surgery without any complication influencing visual acuity who were included in this study. They were divided into two groups according to the type of gas: Group 1 - SF6, Group 2 - C3F8. We compared the anatomical results of these groups. This study shows that the type of gas does not significantly influence surgical results. However, large sized macular holes lead to poor post-operative visual acuity.

Sulfur hexafluoride has an extremely high global warming potential (GWP) because of strong absorption of infraredradiation and long atmospheric lifetime which cause the global warming effect. This study is to identify the effects ofdestruction and removal efficiency of SF6 by the addition of conditioning agent (oxygen, water vapor and hydrogen) whenusing the high ionization energy. The irradiation intensity of ionization energy was 2mA, 5mA, 10mA and 15mA. TheSF6 was completely removed with H2O and H2 gas injection at 2mA. Main by-products were HF and F2 gases. HF andF2 gas formation was increased with irradiation intensity increasing. Most of the by-products of particle were sulfur andmetal sulfate.

Microwave pyrolysis of SF6 on alumina-based catalyst doped with cerium sulfate was investigated. Silicon Carbide (SiC) used as a microwave susceptor. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD) and the destruction and removal efficiency (DRE) of SF6 was evaluated by GC-TCD. We found that the optimal cerium content was 20wt% at microwave pyrolysis of SF6. The catalysts modified by cerium showed higher DRE at lower reaction temperature compared with original catalysts. The highest DRE of SF6 on CeA (20) was 80% at 600oC reaction temperature and the DRE was up to 95% when the reaction temperature over 700oC. It showed the alumina-based with cerium promotes the removal efficiency of SF6 at a mild reaction temperature. From XRD results, modified catalysts could be higher stability because of no transformation of the crystal phase after reaction.

SF6 (sulfur hexafluoride) gas has an extremely high global warming potential (GWP) because of strong absorption of infrared radiation and long atmospheric lifetime which cause the global warming effect. The objective of this study is to identify the effects of destruction and removal efficiency (DRE) of SF6 by the addition of oxygen, water vapor and hydrogen. The applied dose of ionization energy was 1,028 kGy(5 mA). The initial concentrations of SF6, O2, H2O and H2 gases were 1,000 ppm, 1,000 ppm, 3,000 ppm, 3,000 ppm, respectively. The DRE was increased about 2 times with O2 gas injection. The SF6 was completely removed with H2O and H2 gas injection. By-products formed by SF6 destruction were mainly HF and F2 gases. In addition, SF2, NF3, N2O, SO2, SO2F2, and NOx gases were produced.

Sulfur hexa-fluoride has been used as a etching gas in semiconductor industry. From the globally environmental issues, it is urgent to control the emissions of this significant greenhouse gas. The main objective of this experimental investigation was to find the effective catalyst for SF6 decomposition. The precursor catalyst of hexa-aluminate was prepared to investigate the catalytic activity and stability. The precursor catalyst of hexa-aluminate was modified with Ni to enhance the catalytic activities and stability. The catalytic activity for SF6 decomposition increased by the addition of Ni and maximized at 6wt% addition of Ni. The addition of 6wt% Ni in precursor catalyst of hexa-aluminate improved the resistant to the HF and reduced the crystallization and phase transition of catalyst.