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다층 RIE Electrode를 이용한 아크릴의 O<sub>2</sub>/N<sub>2</sub> 플라즈마 건식 식각
김재권,김주형,박연현,주영우,백인규,조관식,송한정,이제원,Kim, Jae-Kwon,Kim, Ju-Hyeong,Park, Yeon-Hyun,Joo, Young-Woo,Baek, In-Kyeu,Cho, Guan-Sik,Song, Han-Jung,Lee, Je-Won 한국재료학회 2007 한국재료학회지 Vol.17 No.12
We investigated dry etching of acrylic (PMMA) in $O_2/N_2$ plasmas using a multi-layers electrode reactive ion etching (RIE) system. The multi-layers electrode RIE system had an electrode (or a chuck) consisted of 4 individual layers in a series. The diameter of the electrodes was 150 mm. The etch process parameters we studied were both applied RIE chuck power on the electrodes and % $O_2$ composition in the $N_2/O_2$ plasma mixtures. In details, the RIE chuck power was changed from 75 to 200 W.% $O_2$ in the plasmas was varied from 0 to 100% at the fixed total gas flow rates of 20 sccm. The etch results of acrylic in the multilayers electrode RIE system were characterized in terms of negatively induced dc bias on the electrode, etch rates and RMS surface roughness. Etch rate of acrylic was increased more than twice from about $0.2{\mu}m/min$ to over $0.4{\mu}m/min$ when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W. 1 sigma uniformity of etch rate variation of acrylic on the 4 layers electrode was slightly increased from 2.3 to 3.2% when RIE chuck power was changed from 75 to 200 W at the fixed etch condition of 16 sccm $O_2/4\;sccm\;N_2$ gas flow and 100 mTorr chamber pressure. Surface morphology was also investigated using both a surface profilometry and scanning electron microscopy (SEM). The RMS roughness of etched acrylic surface was strongly affected by % $O_2$ composition in the $O_2/N_2$ plasmas. However, RIE chuck power changes hardly affected the roughness results in the range of 75-200 W. During etching experiment, Optical Emission Spectroscopy (OES) data was taken and we found both $N_2$ peak (354.27 nm) and $O_2$ peak (777.54 nm). The preliminarily overall results showed that the multi-layers electrode concept could be successfully utilized for high volume reactive ion etching of acrylic in the future.
전기투석 공정에서의 중금속 농도에 의한 한계전류밀도 영향
민경진 ( Kyung-jin Min ),박계성 ( Kye-sung Park ),오은주 ( Eunjoo Oh ),김주형 ( Joo-hyeong Kim ),류준희 ( Jun-hee Ryu ),박기영 ( Ki-young Park ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2019 No.-
도금 폐수는 전기 도금뿐만 아니라, 산 알칼리 세정공정이외에도 금속 표면처리 전해조, 도금 전해조와 같은 다양한 공정에서 발생된다. 도금 폐수에는 중금속인 니켈, 구리, 크롬, 아연, 질소이외에도 독성의 시안화물을 함유하고 있어 제대로 처리하지 않으면 생태계를 심각하게 훼손한다. 기존의 도금폐수는 석회응집, 알칼리-염소 산화, 이온교환 및 용매 추출 등과 같은 다양한 방법을 통해 처리하였으나, 많은 화학약품을 필요로 하고 중금속은 화학적 슬러지로 배출되기 때문에 추가적인 처리가 필요하였다. 최근 이러한 문제점을 해결하기 위한 대체 기술로 전기투석 공정이 주목받고 있다. 전기투석 공정은 전기장과 이온교환막을 이용해 용액내 이온을 이동시키는 막분리 기술로 이온이 농축된 처리수와 이온의 거의 존재하지 않는 처리수를 생산할 수 있다. 일반적으로 전기 투석 공정에서의 이온 분리 효율은 유입 특성에 따른 이온의 구성비, 이온 교환막의 특성, 전위차로 인한 전기적 특성, 수력학적 특성, 금속 이온의 물리·화학적 성질, 운전 조건에 따라 다르다. 운전인자들중 이온의 분리효율과 경제성을 결정하는 가장 중요한 인자는 한계전류밀도이다. 일부의 연구자들은 유속을 포함한 유체 역학 조건에 영향을 받지만 계수가 매우 일정하거나 속도에 관한 함수를 가진 한계전류 방정식을 발표하였으나, 특정 조건에서 수행된 실험의 결과이기 때문에 상용화 시설에 적용하는 것이 바람직하지 않다. 본 연구에서는 구리와 니켈이 혼합된 합성 도금폐수를 이용하여 중금속의 농도에 따른 한계전류밀도의 변화를 평가하였다. 이온교환막으로 ASTOM사의 CMX-SB와 AMX-SB를 이용하여 구리와 니켈이 각각 20, 100, 200mg/L이 포함된 합성폐수에서 한계전류밀도를 측정한 결과, 중금속의 함량이 증가할수록 한계전류밀도도 증가하였지만 비례적인 상관관계를 나타내지는 않았다.