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기상합성법에 의한 DLC 코팅 기술

전문가 제언: ○ 탄소(C)는 유기물과 무기물을 나누는 기준이 되고, 결합 형태에 따라서 초고경도의 다이아몬드에서 연성의 흑연까지 다양한 물질을 이루는 원소이다. 탄소는 결합 형태에 따라서 전혀 다른 물성을 나타내는데, 대표적인 예로 sp3 결합만을 가질 경우에는 다이아몬드가 되고, sp2 결합으로만 이루어지면 흑연이 된다. DLC는 다이아몬드 및 흑연과는 달리 sp2와 sp3가 섞여 있는 구조를 가지며, 경도, 내부식성, 내마모성 등의 물성이 다이아몬드와 유사하다.

○ DLC 코팅하는 방법은 플라스마 중에서 탄소이온이나 활성화 된 탄화수소 분자를 전기적으로 가속시켜 기판에 충돌시킴으로써 박막을 형성한다. DLC 박막은 다양한 구조를 가질뿐만 아니라 특이한 코팅 환경 때문에 통상적인 코팅 조건에서는 얻을 수 없는 새로운 구조와 물성을 가진 코팅이 형성된다.

○ 이 기술을 이용하여 각종 금속기재 표면을 코팅처리하면 매우 우수한 기계적 화학적 특성을 얻을 수 있다. 특히 금속 부품끼리 맞물려서 작동하는 기어류, 피스톤, 금형, 베어링, 샤프트 등에 탁월한 효과를 기대할 수 있다. 또 금속배관 내부에 코팅하여 부식을 방지할 수 있는 효과도 있다. 시계 등 장식품의 표면에 DLC 코팅하면 색상을 오랫동안 유지할 수도 있다. 이와 같이 파급효과가 매우 큰 기술이므로 용도에 따라서 다양한 새로운 기술이 계속 개발되고 있다.

○ 우리나라는 자동차, 조선, 등 운송장비 산업과 전자·정밀산업이 발달해 있다. 따라서 2000년 이후 자동차 산업을 중심으로 DLC 코팅 기술이 이미 산업 깊숙이 자리잡고 있다. 그리고 많은 중견·중소기업들이 DLC 코팅 전문업체로 성장하고 있다. 앞으로 집중 투자하게 될 항공·우주 분야 및 의료기기 산업에도 그 파급효과가 기대된다. 산학연이 합심하여 세계적인 DLC 코팅 기술을 확보함으로써, 우리나라 기간산업의 발전에 기여할 것을 기대한다.

저자: Masanori Tsujioka
자료유형: 학술정보