로봇용사에 의한 나노 미립자의 세라믹 코팅

전문가 제언

○ 성질이 다른 재료로 기재표면에 피막을 형성하는 용사( thermal spray)기술은 기재가 가지고 있는 특성을 살리고 결함을 보완할 수 있으며 재료기능의 다양화 및 고도화를 가능하게 하는 표면처리법의 하나이다. 제품의 고급화 및 수명연장을 위하여 용사 법, 장치구성, 용사공정 특징 및 현상, 사용된 재료와 피막의 성질에 대한 이해가 요구된다.

○ 용사 법은 1910년대 연소열원으로 가열한 압축공기의 제트 내에 용융된 납을 공급한 용탕 식을 시작으로 화염을 이용한 가스식 및 아크 열원을 이용한 전기식 용사가 실용화되었다. 1950년대에는 플라즈마 제트가 개발되어 용사온도가 10,000K의 플라즈마 용사법으로 발전되었다. 또 우주항공산업의 발달로 내화재료가 폭넓게 이용되어 폭발용사와 같은 기술이 개발되었다. 1973년에는 진공 플라즈마 용사가 개발되어 산업전반에 걸쳐 응용되기 시작하여 1980년에는 고속 화염용사가 개발되었다. 2000년대에는 저온 분사코팅도 개발되어 널리 응용되고 있다.

○ 2000년대 들어 나노 테크놀로지가 발전함에 따라 나노입자의 인체 유해성과 환경오염 문제를 최소화하는 것이 매우 시급한 과제가 되어 2005년부터 NSF(미국과학재단)의 도움을 받아 스위스 제네바에 IRGC( 국제 리스크 거버넌스위원회)가 설립되었다. 국내에서도 환경독성보건학회, 대한화학회 등에서 나노기술의 유해성과 안전성이 이슈화되고 있어 용사관련 많은 국내 중소기업들과 함께 대응책을 마련하여야 한다.

○ 본고에서는 아크릴계 수지에 알루미나 미립자를 혼합하고 탈포 및 분산을 한 슬러리를 용사 총을 사용하여 기재에 가스불꽃용사를 하였다. 이 공정을 로봇 암을 이용하여 프로그램에 따라 작동하도록 하여 화염, 나노미립자로부터 작업자를 보호할 뿐만 아니라 피막형성의 모니터링도 가능하게 하였다. 기재와의 밀착력 등에 대한 연구가 더 필요하다.

○ 압축과 팽창으로 생기는 초음속의 기체기류를 이용하여 분말이 기재에 충돌하여 생기는 에너지로 점착되면서 코팅하는 에너지절약형 저온 분사코팅기술이 항공, 자동차 선박, 반도체 부품의 수명 및 성능을 획기적으로 개선하는 기술이 2007년 국내에서 산학협동연구로 성공하였다

저자

Soshu KIRIHARA

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

51(7)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

442~446

분석자

김*호

분석물

• 로봇용사에 의한 나노 미립자의 세라믹 코팅.pdf [567,362 byte]

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