렌즈제조 금형의 이형막에 DLC 응용

전문가 제언

○ 탄소의 결합은 열역학적으로 가장 안정된 상태에서 흑연(graphite, 100%의 sp2 결합) 구조를 이루며, 고온 고압의 조건에서 준안정 상태의 다이아몬드(100%의 sp3결합) 구조를 이루기도 한다. DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 비정질 물질로 sp1, sp2 결합과 sp3 결합이 혼재되어 있어 다이아몬드와 유사한 높은 경도, 내마모성 그리고 화학적 안정성 등 매우 우수한 물리화학적 특성을 가진 박막재료이다. 또한 DLC 박막은 낮은 마찰계수를 가지고 있어 유리렌즈 성형용 금형의 이형성 박막으로 관심을 끌고 있다.

 

○ DLC 박막은 탄화수소를 이용하는 수소함유 DLC(a-C:H)와 고상의 흑연 타깃을 이용하는 수소 미함유의 DLC(a-C)로 크게 나누어진다. 또한 수소 미함유 DLC 중에서 sp3 분율이 매우 높아 거의 다이아몬드와 유사한 기계적 특성을 보이는 초경질 DLC를 tetrahedral amorphous carbon (ta-C)로 분류하기도 한다. ta-C 박막은 월등히 높은 sp3 분율을 가지고 있어 이 때문에 열적 안정성이 아주 우수한 것으로 알려져 있다.

 

○ DLC 박막의 합성기술에서 FVA(Filtered Vacuum Arc) 증착법은 다른 물리적 증착방법에 비해 이온 에너지가 높고, 이온 flux가 높은 특성을 갖기 때문에 ta-C 박막 증착법으로 각광 받고 있다. 하지만 FVA 증착법에서 가장 큰 문제는 금속 이온과 함께 발생되는 수 ㎛ 크기의 거대입자 생성이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 자기장의 효율적인 배치와 닥트의 설계로 불필요한 거대 입자를 플라즈마 경로로부터 효과적으로 제거하고 있다.

 

○ 국내도 ta-C 박막을 유리제조용 금형에 이용하는 연구는 국가과제를 비롯하여 연구기관 대학에서 약 20건 정도의 연구 논문이 발표되어 있다. 이 분야는 렌즈용 유리생산에서 앞서 있는 일본에서 많은 연구와 설비가 개발되었다. 국내에서도 특수 유리의 성형용 금형에 ta-C 박막을 사용하면 제품의 품질향상에 크게 도움이 될 것으로 판단된다. 유리성형용 금형에는 주로 카본계가 사용되고 있었으나, 정밀유리를 제조 위해 ta-C와 같은 금형의 이형성 박막 등에 관한 연구가 지속되길 기대한다.

저자

瀧眞

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

52(8)

잡지명

光技術コンタクト

과학기술
표준분류

재료

페이지

15~21

분석자

김*환

분석물

• 렌즈제조 금형의 이형막에 DLC 응용.pdf [350,941 byte]

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