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저온분사를 이용한 경금속 코팅

전문가 제언: ○ 1980년대 러시아에서 처음으로 개념이 도입된 일명 Kinetic 스프레이 공정인 저온분사 기술은 미세립 크기의 용사재료를 초음속의 속도로 모재에 충돌시켜 입자와 모재의 용융 없이 적층되는 기술로서 ① 최초 입자재료의 고유물성 유지 가능, ② Ultrapure 코팅이 가능, ③ short standoff distance(5～35mm)를 사용하여 파이프 내경 코팅에 적합, ④ small spray beam(～5mm 직경)을 사용하여 정밀부품에 적당, ⑤ 분말의 재사용이 가능(up to 100%) 등의 특성을 지니고 있다.

○ 미국 Seattle(Washington)에서 2006년 5월 15일부터 18일까지 진행된 ITSC 2006에서는 Process Development, Raw Materials, Portable Systems, Coating Development, Properties, Application 등 5개 분야에서 24편의 저온분사에 관한 기술개발 논문이 발표되었다. 특히 응용 분야의 경우 단조재와 압출재로의 Ti 증착, 경사기능 층의 코팅, 항공기부품의 방식과 보수를 위한 SIMAT(TM)(Supersonically Induced Mechanical Alloy Technology)의 활용 등에 관한 내용이 발표되는 등 저온분사의 활용범위가 확대되는 경향을 보이고 있다.

○ 저온분사 코팅 층은 소성변형에 의한 가공경화로 인하여 경도가 상승하는 경향을 보인다. 또한 저온분사용 분말재료를 예열하면 적층률이 증가한다. 저온분사는 분말 및 모재의 선택에 있어서 세라믹과 같은 취약한(brittle) 물질을 사용하는데 제한을 받고 있다. 따라서 나노 결정재료의 증착, 3차원의 경사기능 구조체 제작 등에 저온분사의 활용도를 높일 수 있도록 저온분사 공정에서의 입자/모재 간의 결합과 입자/입자 간의 결합기구를 명확히 알아야 할 필요가 있다.

○ 현재 미국과 일본 등 주요 선진국은 저온분사 기술의 개발에 대한 체계적인 연구가 활발하게 진행되고 있으며 이와 같은 해외의 연구개발 동향을 볼 때, 국내에서도 고성능 저온분사 기술의 개발에 더욱 주력할 필요가 있다. 일본의 Shinshu 대학교에서 정리한 ‘저온분사를 이용한 경금속 코팅’에 관한 연구 자료는 국내의 저온분사 기술 개발과 활용에 매우 유익한 자료이다.

저자: Kazuhiko Sakaki
자료유형: 학술정보