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(a) 실온에서, 각형(angular) α-Al2O3 및 구형(spherical)의 α-Al2O3 분말 혼합물을 준비하고, 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정을 사용하여 입자들의 추가적인 열처리(thermal treatment) 없이 각형 Al2O3 입자들 및 구형 Al2O3 입자들이 혼합된 분말들을 에어로졸화하여 생성된 에어로졸이 에어로졸 챔버와 증착 챔버의 두 챔버 사이의 압력 차이에 의해 연결된 테플론 튜브를 통해 에어로졸 챔버로부터 증착 챔버로 이송되고, 수렴 노즐을 통해 기판 홀더에 부착된 기판 위에 증착하여 Al2O3 세라믹 코팅층을 형성하며, 실험을 통해 검출된 Al2O3 필름의 증착 성공률 100 % 인 최적 가스 유량(5 L/min)에서, 단일-입자 에어로졸 공정(AD)에 의한 Al2O3 필름보다 투과율(transmittance)과 경도(hardness)가 향상된 Al2O3 필름을 갖는 알루미나층을 제조하는 단계; 및 (b) 상기 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정에 의해 생성된 Al2O3 필름의 표면 거칠기와 투과율(transmittance)과 경도(hardness)를 측정하는 단계; 를 포함하는 새로운 이중-입자 에어로졸 증착을 사용한 고품질 알루미나 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 단계(a)에서, 상기 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정은 (a1) 에어로졸 증착(AD) 장치는 에어로졸 챔버, 증착 챔버, 그리고 두 종류의 진공 펌프(vacuum pumps)로 구비하며, Al2O3 필름 제작을 위해, 상기 각형 α-Al2O3 및 구형 α-Al2O3 분말 혼합물을 준비하고 분말 용기에 넣는 단계; 및 (a2) 상기 에어로졸 챔버와 상기 증착 챔버 사이에 압력 차이를 만들어 증착을 용이하게 하며, 이중-입자 분말 혼합물을 에어로졸화하여 에어로졸 형성을 증가시키기 위해 300~500rpm의 진동 속도와 함께 캐리어 가스(N2)를 에어로졸 챔버에 주입했으며, 생성된 에어로졸은 에어로졸 챔버와 증착 챔버의 두 챔버 사이의 압력 차이에 의해 연결된 테플론 튜브를 통해 상기 에어로졸 챔버로부터 상기 증착 챔버로 이송되었으며, 가속 에어로졸은 0
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제1항에 있어서, 상기 단계(a)에서, 상기 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정은 N2 캐리어 가스 또는 He 캐리어 가스를 사용하며, 질소 N2가 아닌 헬륨 He을 캐리어 가스로 사용할 때 에어로졸 입자들이 더 빠르고 캐리어 가스를 더 많이 주입하면 에어로졸 입자 속도가 증가하여 해머링 효과가 향상되는, 새로운 이중-입자 에어로졸 증착을 사용한 고품질 알루미나 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 기판은 유리 기판을 사용하는, 새로운 이중-입자 에어로졸 증착을 사용한 고품질 알루미나 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 이중-입자는 각각 0
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제1항에 있어서, 상기 각형 α-Al2O3 및 구형의 α-Al2O3 분말 혼합물은 7:3, 5:5, 및 3:7 부피비의 비율을 갖는 각형:구형 Al2O3 입자 혼합물(angular and spherical Al2O3 mixture)을 사용하며, 상기 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정을 사용하여 입자들의 추가적인 열처리(thermal treatment) 없이 각형 Al2O3 입자들 및 구형 Al2O3 입자들이 혼합된 분말들을 에어로졸화하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 챔버와 증착 챔버의 두 챔버 사이의 압력 차이에 의해 연결된 테플론 튜브를 통해 상기 에어로졸 챔버로부터 상기 증착 챔버로 이송되고, 수렴 노즐을 통해 기판 홀더에 부착된 기판 위에 증착하여 상기 기판 상에 형성된 Al2O3 필름을 제조하는, 새로운 이중-입자 에어로졸 증착을 사용한 고품질 알루미나 제조 방법
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제1항에 있어서, 가스 유량 3L/min의 가스 유속에서 25 %의 증착 성공률이 달성되었으며, 가스 유량 5L/min에서 증착 성공률 100 %, 증착속도 32 × μm/min을 달성되었으며, 5 L/min의 최적 가스 유량 하에서 3:7 각형:구형 Al2O3 혼합 필름(3:7 angular:spherical Al2O3 mixture film)이 유리 기판 위에 증착된 Al2O3 필름의 투과율(transmittance), 표면 거칠기(surface roughness) 및 경도(hardness)를 측정했으며, 이중-입자 에어로졸 증착(AD) 공정에 의해 생성된 Al2O3 필름은 단일-입자 에어로졸 증착(AD) 공정을 사용하여 생성된 Al2O3 필름 보다 RMS 12
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제1항에 있어서, 상기 Al2O3 필름의 표면 현미경 사진으로부터, 다른 입자 형상들의 증착 메커니즘의 관찰 결과, 각형 Al2O3 입자들과 기판 사이보다 충돌시 에어로졸화 된 구형 Al2O3 입자들과 기판 사이의 접촉점이 더 작기 때문에 각형 Al2O3 입자들에 대해 측정된 BET 표면적은 구형 Al2O3 입자들에 대해 측정된 BET 표면적의 거의 두배 였으며, 각형 Al2O3 입자들에서 압축 응력과 전단 균열이 더 활발하게 활동하며, 분쇄된 각형 Al2O3 입자들은 균일하게 증착되고 고정층을 형성하여 기판과 증착된 필름 사이의 강력한 결합을 유도하며, 해머링 효과에 의해 최대 100 ×μm/min의 매우 빠른 코팅 속도를 달성하기 때문에 각형 Al2O3 입자들은 주로 조밀한 Al2O3 필름의 AD 제조 공정에 사용되지만, Al2O3 층은 마이크로 구조의 결함, 응집된 각형 Al2O3 입자들의 증착 또는 불완전하게 분쇄된 Al2O3 입자들에 의해 발생하는 표면 크레이터(surface craters)와 고르지 않은 거칠기(uneven roughness)를 나타내며
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제8항에 있어서, 상기 기판에 형성된 Al2O3 필름의 관찰된 증착률은 이중-입자 분말이 혼합된 시작 분말의 각형 Al2O3 입자 비율과 관련되며, 10:0, 7:3, 5:5, 3:7 및 0:10 부피비를 갖는 각형:구형 Al2O3 혼합 필름의 증착 속도는 각각 100, 33, 22, 10 및 1 x μm/min이었으며, 3:7 각형:구형 Al2O3 혼합 막에 대해 이전에 보고 된 증착 속도(412 ×μm/min) 보다 느린 증착 속도 10 xμm/min를 달성했으며, 구형 Al2O3 입자들의 영향을 확인하기 위해, 10:0, 7:3, 5:5, 3:7 비율의 각형:구형 Al2O3 입자 혼합물을 사용하여 증착된 Al2O3 필름은 점진적으로 매끄러운 표면(smoother surfaces)과 더 적은 크레이터(fewer craters)를 보였으며, 10:0 (38
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