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전자빔여기 플라스마에 의한 금속표면 질화

전문가 제언: ○ 질화층은 비금속적 성질을 갖고 있으며 내마모성, 내피로성, 내부식성 등이 우수하여 금형, 자동차 부품, 전기부품 등 각종 부품의 표면개질에 질화법이 광범위하게 활용되고 있는데, 암모니아 가스질화법과 염욕질화법 등이 많이 사용되고 있다. 그러나 암모니아 가스질화법은 표면처리에 장시간이 소요되며 염욕질화법은 공해가 발생하는 문제점이 있다.

○ 이온조사질화법은 반도체 도핑기술을 표면개질에 응용한 기술로 비평형 공정이므로 고용한도, 확산계수와는 관계없이 질소 원자의 첨가가 가능하다. 또, 필요한 깊이로 그리고 필요한 조성층을 형성할 수 있는 장점이 있지만 복잡한 형상의 처리부재에서는 불균일 질화가 일어나는 문제가 있다. 한편 이온질화법은 고압의 N2/H2 혼합가스 분위기에서 글로우 방전으로 질소 원자를 생성하는데 직접생성이 어려우므로 NHx의 생성을 통해 질소 원자를 생성하는 단점이 있다.

○ 현재 표면처리기술은 생산성 향상과 더불어 질적인 고도화 그리고 공정을 정밀하게 제어 할 수 있는 방향으로 개발되고 있는데, 새로운 표면처리법으로 전리/해리 단면적이 큰 100 eV 부근에서 큰 전류밀도로 전자빔을 방출하는 전자빔여기플라스마 장치에 의한 질화법이 제시되고 있다.

○ EBEP 장치에 의한 질화처리는 기존의 질화처리에 비해 질화시간 단축, 광휘질화, 균일질화층 형성 등 많은 이점을 갖고 있다. 그리고 공해문제도 없으며 질화처리 공정도 비교적 간단하므로 지금까지 없었던 표면경화기술을 가져올 가능성이 크게 기대되고 있다. 그러므로 우리도 이에 관한 기술개발을 적극적 검토할 필요가 있다고 생각된다.

저자: ICHIKI Ryuta and HARA Tamio
자료유형: 학술정보