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  • Title/Summary/Keyword: 플라즈마코팅

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Study on Structural Properties of Zn-Mg Thin Film Formed on Plasma Treated Cold Rolled Steel Using Transmission Electron Microscopy (투과전자현미경을 이용한 플라즈마 표면 처리된 냉연 강판에 증착된 Zn-Mg 박막의 구조적 특성 연구)

  • Choe, Cheol-Jong;Lee, Won-Gi;Kim, Jong-Hui
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.271-272
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    • 2012
  • Ar 이온빔을 이용한 플라즈마 표면 처리 공정이 냉연 강판 위에 증착된 Zn-Mg 코팅 박막의 구조적 특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 투과전자현미경(TEM, Transmission Electron Microscopy)을 이용한 미세 나노 계면 분석을 수행하였다. 냉연 강판위에 형성된 자연 산화막이 Ar 플라즈마 표면 처리에 의해서 효과적으로 제거 되는 현상을 관찰 하였다. Ar 플라즈마 표면 처리 횟수가 증가됨에 따라, Zn-Mg 박막의 입계 크기가 증가하며, 이는 플라즈마 전처리 공정으로 냉연 강판 표면이 활성화가 촉진되어 Zn-Mg 박막의 결정 성장이 원활히 이루어졌기 때문으로 판단된다.

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Zr 기반 단일합금타겟으로 증착된 나노복합박막의 구조 및 기계적 특성

  • Yun, Hye-Won;Lee, Han-Chan;O, Se-Pil;Jeong, Hun;Gwon, Se-Hun;Mun, Gyeong-Il
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.37.2-37.2
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    • 2018
  • ZrN 코팅은 다른 하드 코팅과 비교해 우수한 기계적 특성 및 내식성으로 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히 ZrN 기반의 코팅 중, ZrCuN 코팅은 50 GPa 이상의 매우 높은 경도를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 Zr-Cu 기반 조성에 우수한 기계적 특성 향상을 위해 제 3의 원소를 첨가하여 단일합금 타겟을 제작하였다. 단일 합금 타겟은 플라즈마 아크멜팅법으로 제작되었으며, 제작된 단일합금 타겟을 이용하여 DC 마그네트론 스퍼터링 공정을 통해 Zr 기반의 나노복합박막을 증착하였다. Zr기반 나노복합 박막은 다양한 Ar:N2 분위기 하에서 증착하였으며, 가스비에 따른 코팅의 특성을 확인하기 위해 SEM/EDS, XRD, nano-indentation, friction test 분석을 진행하였다.

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Tensile Analysis of Plasma Spray Coating Material by Classification of AE Signals (Acoustic Emission 파형분류에 의한 플라즈마 용사 코팅재의 인장해석)

  • ;;K. ONO
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.15 no.4
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    • pp.60-65
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    • 2001
  • Thermal spray coating is formed by a process in which melted particles flying with high speed towards substrate, then crash and spread on the substrate surface cooled and solidified in a very short time, Stacking of the particles makes coating. In this study, the exfoliation of Al2O3 and Ni-4.5wt.%Al thermally sprayed coating which were deposited by an atmospheric plasma spray apparatus are investigated using an AE method. A tensile test is conducted on notch specimens in a stress range below the elastic limit of substrate. The wave forms of AE generated from the three coating specimens can be classified by FFT analysis into two types which low frequency(type I waveform is considered to corresponds exfoliation of coating layers and type II waveform corresponds the plastic deformation of notch tip or the resultant fracture of coating. The fracture of the coating layers can estimate by AE event and amplitude, because AE features increase when the deformation generates.

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Evaluation of a Bond Strength of Thermal Barrier Coating for Gas Turbine Blade (가스터빈 블레이드 열차폐 코팅의 접착강도 평가)

  • Kim, Dae-Jin;Lee, Dong-Hoon;Kim, Hyung-Ick;Kim, Mun-Young;Yang, Sung-Ho;Park, Sang-Yoel;Koo, Jae-Mean;Seok, Chang-Sung
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.195-199
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    • 2007
  • In this study, bond strength tests were performed for the thermal barrier coating applied to the 1st stage turbine blade. After the tests, the specimens were cut and the locations of failure were observed by using optical microscope. The influence of heat treatment on bond strength of a bond coating and the difference among the three types of bond coatings are treated.

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Analysis of thermal stresses developed in plasma sprayed layer (플라즈마 용사층에 발생하는 응력해석)

  • 배강열;김희진
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.8 no.4
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    • pp.58-68
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    • 1990
  • The formation of thermal stresses by plasma spraying is generally considered as adverse. Therefore, the knowledge of stress distribution in the deposited layer during and after plasma spraying will be of special interest. In this study finite difference heat transfer analysis and finite element stress analysis were carried out to predict the change of stress distribution in the plasma coated layer with the variations of preheat temperature, number of scan, particle size, and bond coat. The results of the numerical analysis were as follows: 1) Transient stresses developed in the coated layer were up to the level of yiedl strength at the temperature. 2) The tensile stresses were developed in the deposited layer and the surface of the substrate, but the compressive stresses were developed in the rest of the substrate. 3) Transient and residual stresses were significantly affected by the preheat temperature. 4) The variations of temperature of powder particle and number of torch scan changed tensile stress distribution, but made no difference on the magnitude of the stresses. 5) Bond coated layer reduced the stree level of deposited layer.

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특성 예측 수식모델과 이를 이용한 박막의 특성 제어

  • Jeong, Jae-In;Yang, Ji-Hun;Jang, Seung-Hyeon;Park, Hye-Seon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.146-146
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    • 2010
  • 진공이나 특정 가스 분위기 또는 플라즈마를 이용하여 박막을 제조하는 방법은 공정 조건에 따라 그 특성이 현저히 달라지며 대부분의 경우 제조된 박막에 대한 성분 및 조직의 분석과 박막이 구현하는 특성을 파악한 후 공정 조건을 최적화하게 되는 번거로움이 있다. 특히, 박막 제조 시스템에 따라 제조되는 박막이 특성이 달라지거나 원하는 공정조건에서 원하는 특성의 박막을 얻지 못하는 경우가 종종 발생하고 있다. 한편, 최근의 박막 제조 기술은 결정립 미세화 및 나노화, 다층화, 다성분계 박막 등을 통해 다기능을 구현하는 연구가 활발히 진행되고 있다, 이러한 다기능성 박막을 제조하기 위해서는 박막의 조직제어 기술과 함께 특성을 예측하고 제어하는 기술이 필요하게 된다. 본 연구에서는 상기의 문제점을 근본적으로 해결하고 다기능성 박막의 특성을 예측하고 제어하기 위한 코팅 수식모델을 개발하고 이를 응용하는데 필요한 시스템 구성에 대한 연구를 진행하였다. 코팅 수식 모델은 정해진 물질계의 각 공정별 특성 데이터를 이용하여 내삽 또는 외삽을 통해 수식화하였으며 이를 바탕으로 특성을 예측하는 프로그램을 개발하였고, 시스템에 따른 차이를 줄이기 위해 플라즈마 진단장치를 이용하여 시스템을 동기화시키는 작업을 진행하였다. 이러한 수식 모델을 바탕으로 TiN 피막의 특성예측 및 제어에 대한 기초연구를 소개한다.

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Tribological Behaviour of Plasma Sprayed Ceramic Coatings for the Application to the Cylinder Linerin Engines (플라즈마용사 세라믹코팅의 실린더라이너 적용위한 마찰 마모특성 연구)

  • 안효석;김장엽;임대순
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.1 no.2
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    • pp.89-102
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    • 1993
  • In this experimental investigation, various plasma-sprayed zirconia contained coatings and a kind of alumina-zirconia coating were studied to gain a better understanding of their tribological behaviour under dry contact condition in a reciprocating motion at temperature of 200℃. Particular attention was made for finding appropriate coatings in cylinder liner/piston ring application with an emphasis on the antiwear property. In order to identify the wear mechanism, SEM(Scanning Electron Microscope), optical micrograph, and roughness tester were used. Alumina-zirconia and 8% yttria-zirconia were found to be most appropriate for the application to the cylinder liner/piston ring and, especially, alumina-zirconia exhibited highest wear-resistance and also showed good friction characteristics. Wear mechanisms of ceramic coatings identified.

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Al2O3 coating on transparent polycarbonate substrates for the hard-coating application (투명 폴리카보네이트 보호코팅을 위한 산화알루미늄 박막)

  • Kim, Hun;Nam, Kyoung-Hee;Jang, Dong-Su;Lee, Jung-Joong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2007.04a
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    • pp.51-54
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    • 2007
  • 타겟 전압 제어를 통한 반응성 스퍼터링 방법과 유도결합 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma)를 통해 산화알루미늄 박막을 증착하였다. 폴리카보네이트 기판과 산화알루미늄 박막사이의 접착력은 플라즈마 표면처리 하여 향상시켰다. 박막 특성은 ICP power 변화에 대한 경도, 구조, 밀도변화, 투과율, 증착속도, 표면 거칠기 및 잔류응력을 조사하여 보호코팅으로서 성능을 평가하였다.

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Effect of Heat Treatment of Fatigue Crack Growth of Plasma-Sprayed Coating Steels (플라즈마 용사코팅강재의 피로균열성장에 미치는 감화열처리의 영향)

  • Kim, G.S.;Hyun, C.H.;Kim, Y.S.
    • Journal of Power System Engineering
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    • v.7 no.4
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    • pp.55-60
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    • 2003
  • This paper is to investigate the fatigue crack growth of plasma-sprayed coating steels according to heat treatments. The experimental materials are carbon steels(substrate: S45C) with plasma-sprayed coating layers of Ni-4.5%Al and TiO2. The fatigue test is conducted on compact tension specimen by a servo-hydraulic fatigue testing machine. The specimens are heat-treated at 400Cand800C, respectively. Loading condition is a constant amplitude sinusoidal wave with a frequency of 10Hz and a load ratio of 0.1. The fatigue crack growth length is automatically measured by a compliance method. In the case of non-heat treated specimens, the fatigue crack growth rates of both substrate and coating specimen are almost same. The crack growth rates of substrates and coating steels by heat treatment are larger than those of the non-heat treated one, because the ductile property increase by heat treatment. In ΔK<18MPam1/2, the crack growth rates of the heat-treated specimens are slightly taster than non-heat treated one. But the both heated and non-heated one are almost same in ΔK>18MPam1/2.

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Microstructure and Corrosion Properties of TiNX Thin Films Prepared by High Density Plasma Reactive Magnetron Sputtering with Electromagnetic Field System

  • Kim, Jeong-Hyeok;Park, Ji-Bong;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.02a
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    • pp.311-311
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    • 2011
  • TiN×박막은 우수한 내마모성 및 내부식성, 높은 경도 그리고 열적 안정성 등으로 인하여, 절삭공구 및 기계적 부품의 하드코팅, 2차 연료 전지용 확산방지막의 코팅재료로서 광범위하게 사용되어지고 있다. 일반적으로 TiN× 박막은 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하였으나, 최근에는 대면적에 균일한 코팅이 가능하고 기판과 박막상의 부착력이 우수하며, 프로세스를 제어하기 쉬운 물리적 기상 증착법(PVD)의 스퍼터링법에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 스퍼터링법으로 증착된 TiN× 박막의 물성은 주상구조와 국부적 표면결함을 포함하는 박막의 미세구조에 의존하기 때문에 주상구조 사이에 존재하는 Void 와 Pinhole 그리고 crack들이 원인으로 작용하여, 내부식성 및 기계적 특성이 급속도로 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서, 본 연구에서는 기판온도를(RT, 200C, 400C)증가시켜 실험 하였다. 이는 온도증가에 따른 박막의 치밀화가 이루어지고 결함이 감소하여 내부식성 특성향상이 기대되어진다. 또한 플라즈마 밀도를 높이기 위해서, 기존 DC 마그네트론 스퍼터링법에 전자기장을 추가로 인가하였다. 이는 플라즈마 밀도증가에 따른 고반응성의 질소 래디컬의 생성율 증가에 기인하여 박막 형성시 질화반응을 촉진시킴으로써 박막의 치밀화 및 내부식성 특성향상이 기대되어진다.

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