• Title/Summary/Keyword: 이온플레이팅

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Evaluation for Thin Films Characteristics of Nitride Titanium-Chromium using Arc Ion Plating (아크이온플레이팅에 의한 질화 티탄-크롬의 박막특성 평가)

  • Fujita, Kazuhisa;Yang, Young-Joon
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.10 no.4
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    • pp.96-101
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    • 2011
  • The thin films of TiN have been used extensively as wear-resistant materials, for instance, such as tools of high-speed cutting, metal mold forming etc. In these days, because the thin films capable of being used more severe conditions are needed, the technologies of arc ion plating are tried to improve its characteristics. The purpose of this study is to investigate the characteristics of thin films of (Ti,Cr)N compared with those of TiN. The method of arc ion plating, which is known as showing good tight-adherence and productivity, was used. After manufacturing thin films of ($Ti_{1-x}Cr_{x}$)N (x=0~1) with change of Cr in (Ti,Cr) target, atomic concentration, structure, size of crystallite, residual stress and surface roughness of thin films on substrate were investigated. As the results, it was confirmed that Cr atomic concentrations of thin films were proportionally changed with Cr atomic concentrations of target, and thin films of ($Ti_{1-x}Cr_{x}$)N (x=0~1) showed NaCl type and CrN existed as solid solution to TiN.

A Study on the Sputtering System Using Ion Plating Technique (이온 플레이팅 응용 스퍼터링 장치에 관한 연구)

  • Jeong, Yeon-Ho;Choi, Young-Wook
    • The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.56 no.12
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    • pp.2179-2183
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    • 2007
  • In this paper, to produce sheet plasma with high density for ion plating, we designed magnetic circuit of ion plating device consisting of solenoid coil and rectangular permanent magnet. And, we analyzed the effects of the magnetic field distribution using FEM (Finite Element Methode). Additionally, we made a sputtering system including ion plating technique on the basis of the design and verified the possibility of the sheet plasma application for advanced sputter system.

A Study on the TiC Coating Using Hollow Cathode Discharge Ion Plating (HCD이온플레이팅 방법을 이용한 zzTiC코팅에 관한 연구)

  • 김인철;서용운;황기웅
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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    • v.41 no.8
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    • pp.875-882
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    • 1992
  • Titanium carbide(TiC) films, known as having excellent characteristics of resistance to wear and corrosion, were deposited on SUS-304 sheets using HCD(Hollow Cathode Discharge) reactive ion plating with acetylene gas as the reactant gas. The characteristics of TiC films were examined by X-ray diffraction, micro-Vickers hardness tester, ${\alpha}$-step, SEM(Scanning Electron Spectroscopy), ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis), and AES(Auger Electron Spectroscopy) and the results were discussed with regard to the changes of various deposition conditions(bias voltage, acetylene flow rate, temperature).

TiN 및 TiAlN이 코팅된 SKD61강의 내산화성 및 Zn 증기반응성 연구

  • Chae, Ok-Ju;Yang, Hyeon-Sam;Ban, Jae-Sam;Mun, Byeong-Gwon
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.170-170
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    • 2015
  • 아크이온플레이팅(AIP)을 이용하여 SKD61강에 TiN 및 TiAlN을 증착함으로써 내산화성 및 아연증기와의 반응을 억제할 수 있었으며, 도금두께 제어를 위한 에어나이프의 수명개선 및 생산성향상에 매우 중요한 요인으로 판단되었다.

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아크 이온플레이팅법으로 증착된 CrN계 박막의 특성 및 내마모성에 대한 연구

  • 백운승;여현동;박신민;채병규;김규호;권식철
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.37-37
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    • 1999
  • Cr-N 계 박막은 경도가 높고 치밀한 층을 형성할 수 있으므로 현재 금형과 기계류 핵심부품의 내마모 및 내식성 향상을 위한 대표적인 물질로 많은 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 아크 이온플레이팅 장비를 이용하여 질소분압, 바이어스 전원 등의 변화에 따른 Cr-N계 박막의 결정성 및 표면상태, 증착율, 그리고 내마모성을 조사하였다. Cr-N 계 박막을 증착하기 위해서 사용한 시편은 $20MM{\phi}{\times}4mmt$ 크기의 고속도 공구강 디스크이었으며, Trichloroethylene에서 5분간 초음파 세척을 한 후 건조하여 진공용기 내에 장착하였다. 박막을 증착하기전 시편의 표면을 깨끗하게 하기 위해서 Ar 이온 충격으로 플라즈마 전처리를 하였다. 증착된 Cr-N 계 박막의 두께는 CALOTEST와 XRF 두께 측정기를 이용하여 측정하였으며, 박막의 결정성과 내마모성은 X-선 회절분석기와 tribometer로 관찰하였다. 아크 전류를 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막의 경우 층작율은 아크 전류가 50A에서 80A로 증가함에 따라 45nm/min에서 87nm/min으로 증가하였다. 그리고 바이어스 펄스의 duty-on 시간과 주파수가 증가할수도록 박막의 증착율은 감소함을 알 수 있었다. Duty-on 시간과 주파수의 증가는 기판에 오랫동안 이온의 충격을 가하므로서 상대적으로 가벼운 질소이온이 크롬과 결합하는 것을 방해하여 박막의 증착율이 감소할 것이다. 기판에 인가하는 바이어스 펄스의 duty-on 시간을 변화시키면서 증착한 Cr-N 박막에 대한 X-선 회절상을 조사한 결과 duty-on 시간이 20%인 경우에는 Crn(111), CrN(200)와 Crn(220) 피크 들만 나타나 입방정의 CrN 박막이 형성되었으며, duty-on 시간의 증가에 따라 $Cr_2N$ 상의 형성이 점점 많아져 80% duty-on 시간 경우에는 거의 CrN과 $Cr_2N$ 상이 공존하는 것으로 나타났다. 또한 duty-on 시간이 증가할수록 회절피크의 세기가 증가하여 결정화가 더 많이 진행되어짐을 알 수 있었다. 마찬가지로 바이어스 펄스이 주파수에 다른 결정성의 변화도 펄스의 주파수가 증가할수록 박막이 결정성이 좋아지고 $Cr_2N$ 상이 쉽게 형성되었다. 증착 진공도에 따른 결정성은 상대적으로 질소의 농도가 높은 낮은 진공도에서는 CrN 상이 주로 형성되었으며, 반대로 높은 진공도에서는 $Cr_2N$ 상이 많이 만들어졌다. 즉 $1.3{\times}10^{-2}Torr$의 증착 진공도에서는 CrN 상만이 보이는 반면 $9.0{\tiems}1-^{-2}Torr$ 진공도에서부터 $Cr_2N$ 상이 형성되기 시작하여 $5.0{\tiems}10^{-2}Torr$ 진공도에서는 두개의 상이 혼재되어 있음을 알 수 있었다. 박막의 내마모성을 조사한 결과 CrN 박막의 마찰 계수는 초기에 급격하게 증가한 후 0.5에서 0.6 사이의 값으로 큰 변화를 보이지 않았으며, $Cr_2N$ 박막도 비슷한 거동을 보였다.

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