초록 ▼

1. UNCD (UntraNanoCrystalline Diamond: 초나노 다이아몬드) 박막구현을 위한 나노 핵생성 증진기술 개발: 기판 surface termination 제어와 이에 따른 기판 표면 zeta potential 제어를 통해 나노다이아몬드 seed particle의 seed dispersion 밀도를 최적화하는 기술 개발
2 DC PACVD에 의한 UNCD 박막 증착공정 기술개발
- 양광주 소실형 플라스마에 의한 플라스마 안정화 기술 구현
- 직류 플라스마 공정특유의 특징적 요소(음극의 존재 및

1. UNCD (UntraNanoCrystalline Diamond: 초나노 다이아몬드) 박막구현을 위한 나노 핵생성 증진기술 개발: 기판 surface termination 제어와 이에 따른 기판 표면 zeta potential 제어를 통해 나노다이아몬드 seed particle의 seed dispersion 밀도를 최적화하는 기술 개발
2 DC PACVD에 의한 UNCD 박막 증착공정 기술개발
- 양광주 소실형 플라스마에 의한 플라스마 안정화 기술 구현
- 직류 플라스마 공정특유의 특징적 요소(음극의 존재 및 그 온도, 초기 ramp stage의 존재) 들이 기판 상에 seeding된 나노 나이아몬드 seed 입자들의 소실에 미치는 영향 규명, 핵생성 밀도 향상기술에 접목
- Hydrogen-rich 원료가스를 이용한 입도 10 nm 이하 최소두께 30 nm이하의 UNCD 연속막 합성 구현
3. Hot Filament CVD에 의한 UNCD 증착공정기술 개발
- 종래의 MCD/NCD 영역에 머무르던 변수공간의 domain을 UNCD 영역까지 확장 구현함
- 입도 10 nm 이하의 UNCD 연속막을 실리콘 기판 및 Mechanical seal용 SiC 모재 상에 표면조도 수 nm 수준의 경면막 합성 기술 구현
4. SiC meachanical seal face의 UNCD 박막 coating 및 평가 기술
- 3 inch SiC mechanical seal 모재 [한국씰마스타(주) 제품] / Hot Filament 공정 채택
- 상용제품이 요구하는 코팅막 두께 균일성, 결정립도, 표면조도 구현
- 상용 성능테스트 합격 및 PV limit 20 % 향상
- 사용조건이 가장 가혹한 Dry Gas Seal (외경 4 hch) 제품 성능테스트 합격

(출처 : 보고서 요약서 5p)

Abstract ▼

IV. The research results and summary
■ A novel nucleation process was developed to enable the integrate, void-free UNCD (Untra NanoCrystalline Diamond)thin film, based on the electrostatic interaction between the substrate and the seed particles in the seeding suspension.
■ A DC PACVD process

IV. The research results and summary
■ A novel nucleation process was developed to enable the integrate, void-free UNCD (Untra NanoCrystalline Diamond)thin film, based on the electrostatic interaction between the substrate and the seed particles in the seeding suspension.
■ A DC PACVD process was devepoled to enable the UNCD film synthesis
• Stabilization of the discharge by a novel positive-column-less process
• Investigation on the novel aspects of the DC PACVD process (the presence/temperature of cathode,the existence of the ramp stage)affecting the seed dispersion density on the substrate and the consequent optimization of the nucleation density
• Ultrathin UNCD film (thickness around 30nm) synthesis using hydrogen-rich precursor gas
■ A Hot Filament CVD prcoess was developed to enable the UNCD film synthesis
• the conventional paramenter space, which used to be limited to the NCD and MCD domain, was radically extended to the UNCD domain
• mirror smooth UNCD coating was enabled on Si wafer as well as the SiC mechanical seal face
■ UNCD coating on the SiC meachanical seal face and relevant characterization
• 3 inch SiC mechanical seal [KSM Co.] as substrate by Hot Filament CVD process
• the coating was tested to show it satisfied the commercial requirements of coating thinck ness, coating uniformity, surface smoothness, and durability, consequently enabling 20% increase in the PV limit
• the UNCD-coated Dry Gas Seal (with outer diamer 4 inch; whose running condition was one of the harshiest among the mechanical seal applications) developed in the present study s uccessfully passed the performance test.

(출처 : SUMMARY 9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 13
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제1절 연구개발의 목적과 필요성 ... 15
• 1. 기술적 측면 ... 15
• 2. 경제·산업적 측면 ... 15
• 제2절 연구개발의 범위 ... 16
• 1. Scalable한 UNCD 박막 합성공정의 개발 ... 16
• 2. Ultra-thin UNCD film 합성 기술 ... 16
• 3. NCD/UNCD 박막의 SiC mechanical seal face 코팅막 응용기술 ... 17
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제1절 국·내외 기술개발현황 ... 19
• 1. 국외 기술개발현황 ... 19
• 2. 국내 기술개발현황 ... 21
• 제2절 국·내외 기술 동향 ... 22
• 1. 국·외 기술수준 (정량적) ... 22
• 2. 국외 기술 동향 (세부적) ... 22
• 3. 국내 기술 동향 (세부적) ... 23
• 4. 사업단 기술 동향 (세부적) ... 23
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 25
• 제1절 UNCD (Ultra-NanoCrystalline diamond) 합성기술 ... 25
• 1. 문헌조사 ... 25
• 2. UNCD 합성 연구 내용 및 결과 ... 31
• 제2절 UNCD film의 SiC mechanical seal surface 코팅막 응용기술 ... 44
• 1. CDC (Carbide Derived Carbon) buffer layer ... 44
• 2. DC-PACVD를 이용한 UNCD/Mechanical seal 코팅막 기술 개발 ... 47
• 3. HFCVD를 이용한 UNCD/Mechanical seal 코팅막 기술 개발 ... 49
• 5. 성능 시험 평가 (부식 평가, 내마모 시험평가, 가혹조건 시험평가) ... 55
• 6. Dry Gas Seal로의 UNCD 코팅 적용기술 및 On-Off 시험 평가 ... 59
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 65
• 제1절 연구개발목표 및 달성도 ... 65
• 제2절 연구개발의 대외 기여도 ... 66
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 67
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 69
• 제1절 기술정보 개요 ... 69
• 1. 정의 및 범위 ... 70
• 2. 기술 분류 ... 70
• 제2절 특허정보 현황 ... 71
• 1. 검색 데이터베이스 ... 71
• 2. 검색식 및 검색 결과 ... 72
• 3. 유효 데이터 추출 현황 ... 73
• 제2절 특허로 본 기술개발동향 ... 74
• 1. diamond Mechanical seal 및 접착력 증진기술 관련 특허 동향 ... 74
• 제3절 특허기술 동향 요약 ... 81
• 1. 국가별, 기술분야별 diamond mechanical seal 및 접착력 강화 관련 특허출원 동향 ... 81
• 2. 국가별, 년대별 열처리에 의한 접착력 강화 관련 특허 동향 ... 81
• 3. 국가별, 연대별 CDC 관련 특허 동향 ... 82
• 4. 주요 문제특허 목록 및 대책 ... 83
• 제4절 지적재산권 및 R&D 전략 ... 85
• 1. 지적재산권 및 R&D 전략 ... 85
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 87
• 제8장 참고문헌 ... 89
• 끝페이지 ... 90