• 센서학회지
• /
• 제31권4호
• /
• pp.255-259
• /
• 2022

In this study, we fabricated ZnS substrates with excellent transmittance in the mid-infrared region (3-5 ㎛) 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 efficiency. To reduce the reflectance and further improve transmittance in the mid-infrared region, anti-reflection (AR) coating was designed for DLC/ZnS /AR and AR/ ZnS /AR structures. The coating structure, microstructure, and optical properties of the AR-coated ZnS substrates were subsequently investigated by employing energy dispersive X-ray spectroscopy, scanning electron microscopy, and Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. The FTIR spectroscopy results demonstrated that, in the mid-infrared region, the average transmittance of the samples with AR coating on one and both sides increased by approximately 18% and 27%, respectively. Thus, AR coating improved the transmittance of the ZnS substrates.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
• /
• pp.141-141
• /
• 2011

DLC(Diamond Like Carbon) 박막은 높은 경도, 낮은 마찰계수, 내화학성 등의 우수한 트라이볼로지적 특성을 가지고 있기 때문에 다양한 산업분야에서 적용되고 있다. 이러한 DLC 박막은 합성기구나 구조의 관점에서 몇 가지 다른 이름으로 불려지기도 한다. 밀도와 경도가 높기 때문에 경질탄소(Hard Carbon)라고도 불려지며, 수소를 함유한 경우에는 수소함유 비정질 탄소(Hydrogenated Amorphous Carbon)이라는 이름이 사용되며, 고밀도 탄소(Dense Carbon) 또는 고밀도 탄화수소(Dense Hydrocarbon)라고 불리기도 한다. 이렇듯 DLC 박막은 합성방법에 따라 함유된 수소와 탄소의 결합구조의 차이가 있다. 수소 함유한 DLC 박막은 20~50%까지 수소를 함유하며, DLC막의 기계적, 광학적, 전기적 특성들이 수소함량과 밀접한 관계를 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 함유된 수소가 $300^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 쉽게 결합에서 이탈되면서 흑연화와 더불어 마찰마모시 코팅층의 파손이 발생한다고 보고되고 있고, 또한 수소량이 증가함에 따라 DLC 박막의 경도는 감소하게 되는데, 이는 수소에 의해 dangling bond가 Passivation되면 탄화수소의 3차원적인 Crosslinking은 그만큼 감소하게 되기 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 PECVD를 이용하여 여러 가지 공정에 따른 DLC 박막을 증착시켰으며, 수소함유량에 따른 DLC막의 구조와 그에 따른 경도 변화를 살펴보았다. FTIR(Furier Transform Infrared Spectroscopy)과 Raman Spectroscopy을 이용하여 DLC막의 수소의 결합상태를 관찰하였으며, Nano Indentation을 사용하여 미소경도를 측정하였고, FE-SEM을 이용하여 표면과 단면을 관찰하였다. 막의 두께 측정에는 ${\alpha}$-Step을 사용하였으며, Ball-on-Disk 타입의 Tribo-meter을 이용하여, 모재의 경도에 따른 마찰계수 변화를 관찰하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.51-56
• /
• 2009

Recently, with the increasing lightness and miniaturization of high resolution camera phones, the demand for aspheric glass lens has increased because plastic and spherical lens are unable to satisfy the required performance. An aspheric glass lens is fabricated by the high temperature and pressure molding using a tungsten carbide molding core, so precision grinding and coating technology for the molding core surface are required. This study investigates the effect of diamond-like carbon (DLC) and rhenium-iridium (Re-Ir) coating For aspheric molding core surface. The grinding conditions of the tungsten carbide molding core were obtained by design of experiments (DOE) for application in the ultra precision grinding process of the tungsten carbide molding core of the aspheric glass lens used in 5 megapixel, $4{\times}$ zoom camera phone modules. A tungsten carbide molding core was fabricated under this grinding condition and coated with the DLC and Re-Ir coating. By measurements, the effect of DLC and Re-Ir coating on the form accuracy and surface roughness of molding coer was evaluated.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제35권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2019

Demand for plastic gears are increasing in many industries due to their low production cost, light weight, applicability without lubricant, corrosion resistance and high resilience. Despite these benefits, utilizing plastic gears is limited due to their poor material properties. In this work, DLC coating was applied to improve the tribological properties of polyamide66 gear. 0 V, 40 V, and 70 V of negative bias voltages were selected as a deposition parameter in DC magnetron sputtering system. Pin-on-disk experiment was performed in order to investigate the wear characteristics of the gears. The results of the pin-on-disk experiment showed that DLC coated polyamide66 with 40 V of negative bias voltage had the lowest friction coefficient value (0.134) and DLC coated PA66 with 0 V of negative bias voltage showed the best wear resistance ($9.83{\times}10^{-10}mm^3/N{\cdot}mm$) among all the specimens. Based on these results, durability tests were conducted for DLC coated polyamide66 gears with 0 V of negative bias voltage. The tests showed that the temperature of the uncoated polyamide66 gear increased to about $37^{\circ}C$ while the DLC coated gear saturated at about $25^{\circ}C$. Also, the power transmission efficiency of the DLC coated gear increased by about 6% compared to those without coating. Weight loss of the polyamide66 gears were reduced by about 73%.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.167-170
• /
• 2005

The two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) diamond-like carbon (DLC) stamps for ultraviolet nanoimprint lithography (UV-NIL) were fabricated using two kinds of methods, which were a DLC coating process followed by the focused ion beam (FIB) lithography and the two-photon polymerization (TPP) patterning followed by nano-scale thick DLC coating. We fabricated 70 nm deep lines with a width of 100 nm and 70 nm deep lines with a width of 150 nm on 100 nm thick DLC layers coated on quartz substrates using the FIB lithography. 200 nm wide lines, 3D rings with a diameter of $1.35\;{\mu}m$ and a height of $1.97\;{\mu}m$, and a 3D cone with a bottom diameter of $2.88\;{\mu}m$ and a height of $1.97\;{\mu}m$ were successfully fabricated using the TPP patterning and DLC coating process. The wafers were successfully printed on an UV-NIL using the DLC stamp. We could see the excellent correlation between the dimensions of features of stamp and the corresponding imprinted features.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.308-308
• /
• 2011

최근 초발수성 표면은 자동차 표면을 비롯해 안경 렌즈 등 여러 분야에서 사용되고 점차 그 필요성이 대두되고 있다. 이러한 초발수성 표면 제작은 주로 자연 상태에서 초발수 특성을 보이는 연 잎을 모방하는 방법으로 이루어지고 있다. 연 잎의 표면을 살펴보면 표면에 마이크로-나노 구조의 돌기가 존재하고 그 위에 표면에너지가 낮은 물질이 코팅되어 있는 구조이다. 본 연구에서는 이를 응용하여 금속 표면에 마이크로-나노 구조물을 형성하고 그 위에 발수 특성을 지닌 물질을 코팅하는 방법을 이용하여 초발수성 금속 표면을 개발하였다. 이는 건축 외장재, 자동차 및 내연 기관 부품, 모바일 기기 등의 가전제품 외장재 등 발수 특성을 필요로 하는 분야에 적용 가능하고, 이에 대한 수요가 급증하고 있다. 마이크로-나노 구조 형성은 기계적 가공 및 이온 빔 식각 방법을 이용하였다. 그리고 그 위에 plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) 방법을 이용하여 표면에너지가 낮은 fluorinated carbon 혹은 diamond-like-carbon (DLC)를 코팅하였다. 본 연구의 결과, 표면 처리 이전 물과의 접촉각이 $60^{\circ}$ 정도를 보이는 steel 기판이 표면 처리 이후에는 $140^{\circ}$ 이상의 접촉각을 보임으로써 초발수 특성의 표면이 형성되었음을 확인할 수 있었다.

• 전기학회논문지
• /
• 제66권6호
• /
• pp.962-967
• /
• 2017

The Diamond-Like-Carbon (DLC) coating is a new carbon-based amorphous material. Carbon ions in the plasma are electrically accelerated and collide with the substrate to form a thin film. This film has similar properties to diamonds such as high surface hardness, low coefficient of friction, corrosion resistance and durability that do not react with acids and bases. Also, since there is no thermal deformation, it can be printed at room temperature. and coated on almost all materials such as paper, polymer, ceramics and various metals even aspheric lens it is possible to mirror surface coating with excellent surface roughness. In this paper, we have analyzed the DLC film formed by Filtered Arc Ion Plating (Filtered AIP) process.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.225-225
• /
• 2012

DLC (Diamind-Like Carbon) 코팅은 1970년대 이온주입기술을 통하여 개발된 것이 처음으로 알려져 있으며, 다이아몬드 구조인 SP3 구조와 그라파이트 구조인 SP2 구조가 혼재되어 있으면서 제조 방법에 따라 수소와 Si 및 다양한 금속을 내재시킬 수 있는 코팅 물질이다. DLC는 높은 경도, 내마모성, 윤활성, 표면조도 등 뛰어난 기계적 특성과 전기절연성, 화학적 안정성 그리고 높은 광학적 투과성을 가져 산업적 활용 잠재력이 높은 재료로 평가되고 있으며, 이외에도 낮은 공정 온도에서 증착할 수 있고, 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있는 장점이 있다. 그러나, DLC가 열적으로 불안정하기 때문에 사용되는 환경이 $500^{\circ}C$ 이상이 되면 DLC는 자체의 성질을 잃고 거의 흑연에 가까운 물질이 되어버리는 문제가 있고, 또한 높은 압축응력과 기재와의 낮은 밀착력이 단점으로 나타나고 있다. 이에 본 연구는 그런 단점을 보완하고자 PECVD (Plasmas Enhanced Chemical Vapor Deposition) 방법으로 DLC박막에 여러 가지 첨가원소(F,Si,0)를 사용하여 증착시킨 후 400, 500, $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열처리를 진행하였으며, 그에 따른 내열 특성을 평가하였다. 또한 염수분무 테스트를 통한 박막의 내식 특성을 평가하였다. DLC박막의 구조는 Raman Spectra을 통해, Sp3 (like diamond) peak와 Sp2 (like graphite) peak 의 혼재 여부를 분석하였고, FE-SEM을 이용하여 막의 표면 및 단면을 관찰하였다. 스크래치 테스트를 통해 DLC박막의 밀착력을 측정하였으며, 볼 온 디스크 타입의 Tribo-meter을 이용하여 마찰계수 변화를 관찰하였다. 또한 나노인덴터를 이용하여 미소경도를 측정하였다. 그 결과 일반 DLC 막에 비해 첨가원소가 함유된 DLC 박막에서 내식성 및 내열특성이 향상되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
• /
• pp.137-137
• /
• 1999

DLC(diamond-like carbon) 필름은 경도가 높고 마찰계수가 낮다는 장점을 가지고 있기 때문에 내마모성 코팅이나 윤활성 코팅에 대한 많은 응용이 이루어지고 있다. 그러나 DLC 필름은 수 GPa 정도의 높은 필름 자체의 큰 잔류 응력을 가지며, 마찰 계수가 주변환경에 매우 큰 영향을 받는다는 단점이 있다. 이러한 단점은 DLC 필름의 응용에 대한 저해 요인이 되며, 이 점을 보완하기 위하여 DLC 필름에 Si를 첨가한 연구들이 진행되고 있다. 본 실험에서는 r.f-PACVD 법을 이용하여 Si이 첨가된 DLC 필름의 바이어스 전압에 따른 특성변화를 연구하였다. 사용한 반응 가스는 벤젠(C6H6)과 희석된 (SiH4:H2=10:90)이며, 희석된 실랜과 벤젠의 첨가비율은 6:4 고정시키고, 음전압은 -150V에서 -750V까지, -150V씩 증가하여 바이어스 전압의 변화에 따른 필름의 특성을 분석하였다. 바이어스 전압을 증가시킴에 따라 수소의 함량은 48.8 at.%에서 20.3 at.%로, Si의 함량은 1.5 at.%에서 2.4 at.%로 증가하였다. 그리고 잔류응력은 0.5GPa에서 2.1GPa로 증가하였고, 경도의 경우 5GPa에서 21.5GPa로 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향은 필름내부의 3차원 상호결합과 이온의 충돌에너지의 영향임을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.159-167
• /
• 2005

This work focuses on the effects of crack free friction on Mode II stress intensity factors, $K_{II}$, for a vertical surface crack in a two-dimensional finite element model of TiN/steel subject to rolling contact. Results indicate that maximum $K_{II}$ values, which occur when the load is adjacent to the crack, may be significantly reduced in the presence of crack face friction. The reduction is more significant for thick coatings than for thin. Crack extension and increased layer thickness result in increased $K_{II}$ values. The effect of crack face friction on compressive $K_I$ values appears negligible. Comparative results are presented for $MoS_2/steel$ and diamond-like carbon(DLC)/Ti systems.