하드코팅용 세라믹 재료의 개발

전문가 제언

○ 세라믹스는 경도가 높고 내열성이 우수하나, 기계적인 충격에 약한 재료이다. 그러나 실제 기계부품의 섭동부나 구동계에 사용되고, 재료표면의 손상방지나 마모·마찰을 저감하기 위해 분체나 박막 등의 형태로 금속 부품에 코팅하여 고체 윤활재로 사용된다.

○ 세라믹 코팅방법은 도포식이나 습식피복, 건식코팅 등으로 실시되고 있다. 세라믹스를 직접 코팅하는 방법에는 PVD나 CVD에서 플라스마 용사기술까지 종류가 다양하다. 주로 많이 사용되는 세라믹 재료에는 다이아몬드, DLC, c-BN, 부분안정화 지르코니아(YSZ), WC계, TiO2, Al2O3 등이 있다. 절삭공구나 엔진 습동부 등의 마모 특성이나 내산화성이 기대되는 하드코팅에는 비산화물계 세라믹스가 많이 이용되고 있다.

○ 특히 스퍼터에 의한 세라믹 코팅은 가열증착법에 비해 치밀하고 밀착성이 우수한 막을 형성할 수 있다. 코팅 시에 여러 조건을 제어하여 막의 조성, 결정성, 배향성을 제어할 수 있다. 그러나 코팅에는 여러 가지 파라미터가 있으며, 스퍼터 가스압력, 인가전력, 산소분압, 기판온도, 기판과 타깃의 거리 등이 중요하다. 따라서 이러한 여러 항목에서 가장 적합한 조건을 찾는데 많은 시간과 노력이 필요하다.

○ 이 문헌에서는 일본의 물질 재료연구소(NIMS)가 여러 가지 파라미터를 정밀하게 제어할 수 있는 스퍼터 코팅시스템을 개발한 내용을 소개하고 있다. 기판은 한 번의 진공배기로 14매 기판에 서로 다른 조건 하에서 코팅이 가능하다. 코팅조건은 개인용 컴퓨터로 자동 제어할 수 있다. 또한 마찰계수가 낮은 ZnO 코팅에 개발에 대해 설명하였다.

○ 국내 세라믹 코팅기술은 대부분이 용사코팅과 기초적인 연구에 머무르고 있다. 기술력으로는 다국적 기업과 경쟁할 만한 수준이나 대규모 설비투자 등 규모의 경쟁은 많이 미흡한 실정으로, 기업체의 적극적인 투자가 필요하다. 또한 중요한 연구대상으로 세라믹 조성설계, 다양한 코팅 공정, 물성에 대한 평가 등에 대한 기술이 중요하다. 재료 및 관련 연구인들의 노력이 필요하다고 생각된다.

저자

Michiko Sasaki

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

81(9)

잡지명

應用物理

과학기술
표준분류

재료

페이지

769~773

분석자

김*환

분석물

• 하드코팅용 세라믹 재료의 개발.pdf [328,031 byte]

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