• 한국표면공학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.415-421
• /
• 2002

Ti-Si-N coating layers were codeposited on silicon wafer substrates by a DC reactive magnetron sputtering technique using separate titanium and silicon targets in $N_2$/Ar gas mixtures. The oxidation behavior of Ti-Si-N coating layers containing 4.0 at.%, 10.0 at.%, and 27.3 at.% Si was investigated at temperatures ranging from 600 to $960^{\circ}C$. The coating layers containing 4.0 at.% Si became fast oxidized from $600^{\circ}C$ while the coating layers containing 10.0 at.% Si had oxidation resistance up to $800^{\circ}C$. It was concluded that an increase in Si content to a level of 10.0 at.% led to the formation of finer TiN grains and a uniformly distributed amorphous Si3N4 phase along grain boundaries, which acted as efficient diffusion barriers against oxidation. However, the coating layers containing 27.3 at.% Si showed relatively low oxidation resistance compared with those containing 10.0 at.% Si. This phenomenon would be explained by the existence of free Si which was not nitrified in the coating layers containing 27.3 at.% Si.

• 한국재료학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.166-176
• /
• 1994

Ni기 초합금은 Co, Cr, Mo, W등의 고용 강화 원소와 AI, Ti, Nb, Ta 등의 $\gamma '$ 석출 강화 원소로 구성되어 있다. 초합금의 기계적 성질과 내산화성을 개선하기 위하여 희토류 원소를 재료 내부에 첨가하거나, 코팅 재료로써 사용하고 있다. 이들 희토류 원소는 $Al_2O_3, Cr_2O_3$등의 산화물의 종류에 따라 산화물의 성장 속도와 밀착성에 영향을 미친다. Hf함유 Ni기 초합금 AF115와 $AI_2O_3$ 함유 MA6000초합금 2종을 이온 코터를 이용, Yttrium 표면개질후, 온도 1273K-1473K에서 고온 산화 수 산호 피막의 성장 속도, 결정립, 내부 구조 및 내박리성에 미치는 Yttrium 의 영향을 조사하였다. AF115와 MA6000 초합금에 Yttrium코팅을 한 결과 내부 산화물의 성장에 현저한 변화가 있었다. Yttrium의 표면 개질에 의하여, AF115의 경우는 $AI_2O_3$ 주성분의 입계 집중과 Hf의 우선 산확 억제되고, 삼각 형태의 내부 산화물이 plate형으로 변화되었다. MA6000의 경우 $AI_2O_3$ 주성분의 산화층이$Cr_2O_3$주성분의 외부 산화층과$AI_2O_3$ 주성분의 내부층으로 변화되었다.

• 한국재료학회지
• /
• 제6권7호
• /
• pp.742-751
• /
• 1996

Ti-48AI(at.%) 모재위에 RF magnetron sputtering을 이용하여 AI-21Ti-23Cr(at.%) 조성의 박막을 코팅하였다. RF power 200W, 증착압력 0.8Pa, 증착온도 573k에서 증착된 시편의 가장 우수한 고온재산화성을 나타내었다. 573K에서 증착된 AI-21Ti-23Cr 코팅층은 증착시에는 비정질을 형성하나 산화시험동안 결정화가 진행되며, 표면에는 치밀한 ${Al}_{2}{O}_{3}$층이 형성되었다. 573K에서 코팅된 시편에 대하여 1073K, 1173K 및 1273K에서 100시간동안 등온산화시험을 실시하였다. 무게증량곡선은 모든 온도에서 parabolic law를 따르는 안정된 산화거동을 보였으며 이와같은 산화특성은 표면에 치밀한 ${Al}_{2}{O}_{3}$층이 형성되었기 때문인 것으로 판단된다. 1273K에서 산화시험 후 코팅층의 기지는 고온산화에 따른 AI원자의 소모와 모재로부터의 Ti원자의 확산에 의해 TiAICr상을 형성하였으며, 무게증량은 낮은 온도에 비해 다소 크게 증가하는 경향을 나타내었다.