• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.265-265
• /
• 2010

고분자 소재(polycarbonate; PC)의 표면을 보호하고 광학적 특성을 유지하기 위해 산화물 다층 박막과 비정질 탄소 박막(diamond-like carbon; DLC)을 전자빔 증착(e-beam evaporation)과 이온빔 증착(ion-beam deposition)을 이용하여 고분자 소재에 코팅하였다. 전자빔 증착으로 코팅된 실리콘과 티타늄 산화물 다층 박막은 소재 표면에서 가시광선의 반사율을 낮추는 효과를 가지고 있어 다양한 광학 코팅분야에서 이용되고 있다. 비정질 탄소 박막은 경도가 높고 마찰계수가 낮기 때문에 기계부품의 수명향상을 향상하기 위해 주로 사용되며, 본 연구에서는 고분자 소재의 최상층에 코팅하여 보호막으로 이용하였다. 고분자 윈도우에 산화물 다층 박막을 코팅하면 코팅되지 않은 기판과 비교하여 투과율이 향상되었으며 보호막으로 코팅된 비정질 탄소 박막에 의해서 일어나는 투과율 저하를 부분적으로 상쇄하는 효과를 보였다. 산화물 다층 박막의 수는 광학 분야에서는 주로 5-7층을 이용하지만 고분자 소재는 코팅 공정이 길어지면 열 변형이 일어날 수 있기 때문에 산화막의 층수를 낮추는데 초점이 맞춰졌다. 5층과 3층으로 코팅된 산화물 박막 모두 투과율이 향상되었으며 3층에 비해서 5층의 투과율 향상효과가 큰 것으로 나타났다. 고분자 소재의 투과율은 평균 약 90%이었으며 산화물 다층 박막과 비정질 탄소 박막을 코팅한 후 투과율이 약 81%로 측정되었다. 비정질 탄소 박막과 산화물 다층 박막을 적절하게 설계하고 코팅한다면 고분자 소재의 보호막으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.36-36
• /
• 2018

4차 산업 혁명의 영향으로 인공지능, 로봇이 활발히 이용됨에 따라, 산업은 software 면에서 지능화 및 무인자동화로 빠른 변화를 일으키고 있다. 이에 따라 사용되는 hardware는 고신뢰성 및 고성능화를 필요로 하게 되고, 이들의 내구성 및 장수명화를 요구하고 있다. 하지만 장시간 사용 안정성, 사용 기계 부품의 내구성 향상은 사용부품의 소재, 사용 조건등의 변화를 요구하게 되고, 이들은 학문적 의미에서의 트라이볼로지적 특성 향상이 필연적으로 뒷받침되어야 한다. 본 발표에서는 트라이볼로지적 특성 향상을 위한 표면코팅처리 기술로, 자장여과아크방식을 활용하여 solid carbon을 이용한 무수소 DLC 증착 기술에 대하여 발표하고, 그 응용으로 자동차 부품 및 절삭공구 등에 적용한 사례를 소개하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.103.1-103.1
• /
• 2016

플라즈마 코팅은 진공 및 진공에서 발생된 플라즈마 대기압 플라즈마를 이용하여 기판에 코팅하는 기술을 의미하는 것으로 최근 다양한 코팅 소스 및 물질계가 개발되면서 그 응용을 넓혀가고 있다. 플라즈마 코팅은 물리증착 및 화학증착에서 주로 이용하고 있는데 플라즈마를 이용하는 대표적인 기술로 스퍼터링과 음극아크증착, 플라즈마 화학증착 등이 있다. 스퍼터링은 기존의 마그네트론 스퍼터링에 비해 이온화율이 대폭 향상된 HIPIMS(High Power Impulse Magnetron Sputtering) 기술이 개발되면서 경질피막 제조의 신기술로 자리 잡고 있고 음극아크증착의 경우는 다양한 Filtered 아크소스가 개발되면서 후막 고경도 DLC(Diamond-like Carbon) 등 기존의 방법으로 달성할 수 없었던 코팅층의 제조가 가능하게 되었다. 최근 수명 및 물성이 크게 향상된 소재들이 다양하게 개발되었는데 이들 소재는 가공이 잘 되지 않는 난삭재가 대부분이어서 기존의 가공 Tool이 한계를 드러내고 있다. 이에 따라 난삭재 가공용 새로운 Tool에 대한 수요가 크게 증가하고 있는데 이에 대응하는 유력한 방법 중의 하나가 플라즈마를 이용한 경질코팅이다. 이렇듯 플라즈마 코팅은 난삭재가공용 Tool을 비롯하여 기계나 자동차 부품의 고경도, 저마찰 코팅, 기능성 코팅 등 다양한 분야에 응용을 확대하고 있다. 본 논문에서는 플라즈마 코팅의 최신 기술개발 동향과 그 응용에 대해 고찰하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.177-178
• /
• 2009

DLC (Diamond-like Carbon) 코팅막은 저마찰, 고경도, 낮은 표면조도 등의 우수한 특성을 갖는 박막 물질로 다양한 산업분야에서 그 코팅막의 활용을 목적으로 응용연구가 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 화학기상증착(PCVD) 공정을 이용하여 바이어스, 진공도, 공정 온도 등의 코팅 조건 변수를 이용하여 DLC 코팅막을 제작하였다. 또한, 코팅막은 공정 조건에 따라 증착속도, 표면 및 단면 조직, 밀착력, 경도, 마찰계수 등의 특성을 평가하였다. 플라즈마 화학기상증착법을 이용한 DLC 코팅막 제조는 상온과 $175^{\circ}C$에서 이루어졌으며, 저온 중 DLC 코팅막 제조가 가능해짐에 따라 고분자 와 같은 저융점을 갖는 피처리물의 코팅처리가 가능하여 산업적 응용의 확대가 기대된다. SEM 표면 조직 관찰에 따른 DLC 코팅막의 표면조직과 조도는 공정조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았지만, 밀착력에 있어서는 매우 큰 차이를 나타내었다. 스크래치 시험 결과 가장 높은 밀착력은 100 N 이상을 나타내었으며, 이 때의 마찰계수는 약 0.02를 나타내었다. 가장 낮은 마찰계수는 약 0.01을 보였으며, 이때의 밀착력은 25 N을 나타내었다. 증착속도는 바이어스 전압의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 온도의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다.

• 동력기계공학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.66-71
• /
• 2008

Diamond-like-carbon (DLC) coatings could be good candidates as solid lubricants for cutting tools in dry machining of aluminum alloy. In this work, DLC thin films were produced as a friction reduction coating for WC-Co insert tip using the plasma immersion ion beam deposition (PIIED) technique. DLC coatings were also coated on $Al_2O_3$ specimens and high temperature wear tested up to $400^{\circ}C$ in dry air to observe the survivability of the DLC coating in simulated severe cutting conditions using a pin-on-disc tribotester with Hertzian contact stress of 1.3GPa. It showed reduced friction coefficients of minimum 0.02 up to $400^{\circ}C$. And cutting performance of DLC coated WC-Co insert tips to Al 6061 alloy were conducted in a high speed machining center. The main problems of built-up edge formation in aluminum machining are drastically reduced with improved surface roughness. The improvements were mainly related to the low friction coefficient of DLC to Al alloy and the anti-adhesion of Al alloy to WE due to the inertness of DLC.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제27권12호
• /
• pp.28-32
• /
• 2010

Technical demands for aspheric glass lens formed in market increases its application from simple camera lens module to fiber optics connection module in optical engineering. WC is often used as a metal core of the aspheric glass lens, but the long life time is issued because it fabricated in high temperature and high pressure environment. High hard thin film coating of lens core increases the core life time critically. Diamond Like Carbon(DLC) thin film coating shows very high hardness and low surface roughness, i.e. low friction between a glass lens and a metal core, and thus draw interests from an optical manufacturing industry. In addition, DLC thin film coating can removed by etching process and deposit the film again, which makes the core renewable. In this study, DLC films were deposited on the SiC ceramic core. The process variable in FVA(Filtered Vacuum Arc) method was the substrate bias-voltage. Deposited thin film was evaluated by raman spectroscopy, AFM and nano indenter and measured its crystal structure, surface roughness, and hardness. After applying optimum thin film condition, the life time and crystal structure transition of DLC thin film was monitored.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제11권7호
• /
• pp.508-516
• /
• 1998

Mo-tip field emitter arrays(FEAs) were fabricated by conventional Spindt process and their life time characteristics and failure mode were evaluated. The fabricated Mo-tip FEA could generate at least $0.35\{mu} A/tip$ emission current for about 320 persistently under a constant gate bias of 140 V and was finally destroyed through self-healing mode. Thin diamond-like carbon films were coated on the M-tip by plasma-enhanced CVD and the dependence of emission properties upon the DLC thickness was investigated. By DLC coating, the turn-on voltage and emission current were appeared to be improved whereas the current fluctuation was increased in the DLC thickness range of $0~1,000\{AA}$.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.247-247
• /
• 2010

DLC(diamond-like carbon)는 비정질 고상 탄소의 하나로 다이아몬드의 유사한 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 전기절연성, 화학적 안정성을 가지고 있는 재료이다. 이러한 우수한 특성 때문에 DLC는 박막의 형태로 여러 종류의 보호코팅에 많이 응용되고 있다. DLC의 광범위한 응용에 있어 가장 큰 문제점은 박막이 갖는 높은 잔류응력과 이에 따른 기판과의 낮은 접착성으로 알려져 있다. 최근 연구에 의하면, plasma pre-treatment를 통해 PTFE기판에 DLC박막의 adhesion strength를 증진 시킬 수 있다고 보고하였다. 또한 ion beam technique를 이용하여 잔류응력을 줄이고 기판과의 접착력을 높일 수 있다는 것도 보고 되었다. 이에 기인하여 pre-treatment가 DLC합성에 잔류응력을 낮추고 기판과의 접착성을 높이는 효과를 보일 것이라고 가정하고 연구하였다. 본 연구에서 pre-treatment가 Diamond-like Carbon의 stainless steel 합성시 stress와 adhesion에 어떤 효과가 있는지 알아보기 위해, pre-treatment시와 synthesis of DLC film시에 13.56MHz 150W RF플라즈마 화학기상 증착 (RF-PECVD) 법을 통해 합성되었다. pre-treatment시에 H2(80 sccm), O2(10 sccm), N2(20 sccm)의 가스 종류를 다르게 하였고, synthesis of DLC film시에는 CH4 (20 sccm), H2 (80 sccm)가스의 유량을 고정하였다. 합성된 DLC 박막은 Contact Angle Analyze, Raman spectroscopy, Scratch tester를 이용하여 접촉각, D peak Position, G peak Position, ID/IG ratio, 접착력을 측정하였다.

• 센서학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.101-105
• /
• 2019

ZnS substrates with excellent transmittance in the mid-infrared region ($3-5{\mu}m$) were prepared using hot pressing instead of conventional chemical vapor deposition (CVD). Diamond-like carbon(DLC) was coated on either one or both sides of the ZnS substrates to improve their mechanical properties and transmittance. More specifically DLC was coated using CVD with an Ar and $C_2H_2$ mixed gas, and Ge was used as the bonding layer. During CVD, the bias voltage was fixed to 500 V and analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nanoindenter, scanning electron microscope and energy dispersive spectrometry. Results of hardness analysis using the nanoindenter, showed that DLC coating increased from 5.9 to 17.7 GPa after deposition. The FT-IR spectroscopy results showed that, in the mid-infrared region ($3-5{\mu}m$), the average transmittance of the samples with DLC coating on one and both sides increased by approximately 6% and approximately 11.2% respectively. In conclusion, the DLC coating improved the durability and transmittance of the ZnS substrates.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.16-20
• /
• 2021

In this study, we tried finding new materials to improve the stain resistance properties of polymer insulating materials. Using the filtered vacuum arc source (FVAS) with a graphite target source, DLC thin films were deposited on silicon and polymer insulator substrates depending on their thickness to confirm the surface properties, physical properties, and structural properties of the thin films. Subsequently, the possibility of using a DLC thin film as a protective coating material for polymer insulators was confirmed. DLC thin films manufactured in accordance with the thickness of various thin films exhibited a very smooth and uniform surface. As the thin film thickness increased, the surface roughness value decreased and the contact angle value increased. In addition, the elastic modulus and hardness of the DLC thin film slightly increased, and the maximum values of elastic modulus and hardness were 214.5 GPa and 19.8 GPa, respectively. In addition, the DLC thin film showed a very low leakage current value, thereby exhibiting electrical insulation properties.