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차세대 플라즈마 용사 기술

전문가 제언: ○ 기존의 소재가 지니고 있는 특성을 살리면서 새로운 성질을 부여하고 재료기능의 다양화, 고도화 및 수명연장을 가져다주는 용사공정은 ① 금속, 세라믹스, 플라스틱 등 용사재료의 선택 폭이 넓음, ② 피용사재료의 종류, 형상 및 치수의 다양성으로 현장시공이 간단함, ③ 복합피막의 형성이 가능하므로 새로운 성질을 가지는 재료의 개발이 용이함 등의 특성에 의해 항공기, 자동차, 화학플랜트, 우주항공재료, 생체 등의 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.

– 특히 두개의 비소모성 전극 사이에서 DC 전기 아크를 사용하여 불활성가스를 이온화시켜 고온의 플라즈마 젯트(10,000℃ 이상)를 사용하는 첨단 플라즈마 용사기술의 개발을 위해 선진기술국들은 활발한 연구를 수행 중에 있다.

○ 광범위한 세라믹 재료를 포함하여 고온재료의 용사에 적합한 플라즈마 용사기술을 업그레이드하기 위해서는 용사의 신뢰성과 재현성을 개선하는 자동제어 시스템의 개발, 가혹한 환경에서 작동할 수 있는 강건한 센서의 개발 등이 필요하며, 특히 차세대 플라즈마 용사기술의 확립에는 공정의 실시간 감시와 제어를 위한 데이터베이스와 전문시스템의 구축이 충족되어야 한다.

○ 플라즈마 용사의 품질을 높이기 위해서는 세라믹 용사 코팅된 피막의 접착에 대한 메커니즘의 정확한 규명과 밀착강도 등에 대한 신뢰성이 충분히 뒷받침되어야 하며 국소영역에서 용사피막의 접착강도와 잔류응력 등을 평가할 수 있는 나노인덴테이션(nanoindentation) 방법을 통해 품질을 확보하는 것이 중요하다.

○ 플라즈마 용사기술은 내고온 산화성, 내열성, 내마모성 등이 요구되는 산업분야에 많이 적용될 것으로 전망되며, 국내 플라즈마 용사기술 수준을 높이고 대외기술 경쟁력에서 승리할 수 있도록 차세대 플라즈마 용사기술의 개발에 노력을 기울여야 할 것이다.

저자: Makoto KAMBARA, Toyonobu YOSHIDA
자료유형: 학술정보