• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.143-143
• /
• 2012

질화 티타늄(Titanium Nitride)은 뛰어난 물리적 특성이 있어 내마모 재료의 표면처리 분야에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 음극 아크 방전을 이용하여 빗각 증착을 실시하고 증착 시 기판에 bias 인가 여부에 따라 주상정의 방향성이 변하는 단층 및 다층의 TiN 박막을 제조하였으며 동일한 두께의 다양한 다층구조에서 경도의 증가를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.269-269
• /
• 2011

티타늄-알루미늄(Titanium-Aluminum) 질화물(Nitride)은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되는 공구의 수명 향상을 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. 건식고속가공을 효과적으로 수행하기 위해서는 코팅막 재료가 가공 중 발생하는 고온에서도 견디는 우수한 내산화성을 지니면서 내마모, 내충격 특성등의 기계적 성질이 우수한 코팅을 필요로 하며 이러한 분야에 TiAlN을 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 아크(Cathodic Arc) 코팅을 시스템을 이용하여 N2 유량변화에 따라 TiAlN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 소스에 장착된 타겟은 120 $mm{\Phi}$, Ti : Al=50 : 50 at% 의 TiAl 타겟을 사용 하였고, 시편과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이며, 시편은 SUS를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ~10-6 Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ~10-4 Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고 N2 유량을 변화시키며 코팅을 실시하였다. 질소 유량이 증가함에 따라 색상은 회색에서 어두운 보라색으로 변화하였고 SEM 사진을 통해 Micro paticle 이 감소하는 것을 확인 할 수 있었으며 이는 질소유량이 증가 할수록 표면조도 또한 감소하는 분석결과와도 일치하였다. XRD 분석을 통해 질소 유량이 160 sccm 이상에서 TiAlN이 합성되는 것을 볼 수 있었고 질소 유량이 240 sccm일 때 가장 높은 경도를 보였다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 더욱 다양한 조건에서 TiAlN 코팅에 응용한다면 다양한 색상 구현과 내마모성 등에서 많은 장점을 얻을 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.432-436
• /
• 2007

자동차 구조용 재료에 대하여 물리적 증착 코팅방법에 의한 트라이볼로지 특성을 연구 하였다. 코팅 재료는 탄화티탄(TiC)과 질화티탄(TiN)이다. 실험은 펠렉스 마찰 마모시험기를 이용하여 하중과 온도에 다양한 조건을 적용하여 마찰과 마모 거동에 대하여 트라이볼로지 특성을 결정하고 평가하였다. 연구결과 코팅하지 않았을 때보다 코팅하였을 때가 윤활 특성이 향상 되었고, 특히 내마모성 및 극압성 그리고 열 안정성이 훌륭하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.1253-1258
• /
• 2014

CA 이온도금기술에 의한 TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재를 비교하기 위하여 트라이볼로지 물성을 연구하였다. 실험은 Falex journal V block 시스템을 이용한 터보시험기에서 수행하였다. 코팅재의 마찰과 마모특성은 작용된 하중과 미끄럼 속도에 의하여 다양하게 결정되었다. TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재는 표면에서 트라이볼로지 특성이 현저하게 증가하였다. 단층코팅에서는 TiC보다 TiN이 좋은 결과를 얻었다. 그러나, TiC/TiN의 다층코팅은 다른 어떤 단층코팅보다 좋은 성능을 보였다. 다층코팅의 성능이 향상된 핵심요소는 TiN층 외부와 강 사이에서 부착이 증가하게된 TiC의 역할 때문이다.

• 한국안광학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.77-81
• /
• 2007

금속테의 황색도금물질로 사용되는 티타늄질화물(titanium nitride: $TiN_x$)의 단일박막을 질소가스의 양을 달리 공급 하여 Si(100) 기판위에 초고진공 RF 마그네트론 스퍼터링(ultra high vacuum radio frequency magnetron sputtering) 방법으로 증착하였다. 박막 증착 후 가변입사각분광타원계를 사용하여 1.5-5.0 eV 에너지 영역에서 타원 각 ${\Delta}$와 ${\Psi}$를 측정하였다. 이 측정결과들을 Drude+Lorentz oscillator 분산관계식을 사용하여 최적 맞춤하고, 매개변수들을 구하여 박막의 광학상수인 굴절계수 $n({\lambda})$과 소광계수 $k({\lambda})$를 각각 결정하였다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.21-30
• /
• 1989

Titanium Nitride (TiN) was deposited onto the SKH9 tool steels by chemical vapor deposition (CVD) using a gaseous mixture of TiCl4, N2, and H2. The effects of the deposition temperature and input gas composition on the deposition rate, microstructure, preferred orientation, microhardness and wear resistance of TiN deposits were studied. The experimental results showed that the TiN deposition is thermally activated process with an apparent activation energy of about 27Kcal/mole in the temperature range between 1200$^{\circ}$K and 1400$^{\circ}$K. As H2/N2 gas input ratio increased, the deposition rate increased, showed maximum at H2/N2 gas input ratio of 1.5 and then decreased. Mechanical properties such as microhardness and wear resistance have close relation with the microstructure and preferred orientation of TiN deposits. It is suggested that the equiaxed structure with random orientation increases the microhardness and wear resistance of TiN deposits.

• 열처리공학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.137-148
• /
• 1995

The nitridation kinetics of titanium powder were studied by isothermal and non-isothermal (dynamic) methods in high purity nitrogen under I atm pressure. For the comparison with nitridation, the oxidation kinetics of titanium powder were also studied in dry oxygen at I atm pressure. An automatic recording electrobalance was used to measure the weight gain as a function of time and temperature. For the reaction with nitrogen, the nitride was formed at over $700^{\circ}C$. The reaction with nitrogen followed the parabolic rate law, and the activation energy was calculated to be 31 kcal/mol in the isothermal method (above $900^{\circ}C$). The non-stoichiometric TiNx has been synthesized by the nitridation at a proper temperature and time, followed by the homogenizing treatment above $1100^{\circ}C$. In comparison with the stoichiometric $TiN_{1.0}$ and the non-stoichiometric TiNx ($TiN_{0.5}$ and $TiN_{0.65}$), the hot oxidation characteristics of the former is superior to that of the latter. However, both non-stoichiometric nitrides make little difference in the hot oxidation characteristics.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.41-48
• /
• 1996

Self-propagating High-temperature Synthesis of Ti+N system has been investigated using the cylindrical high pressure reactor. The nitrogen pressure was varied from 40 to 80 atmosphere and TiNx(x=0.55) powder produced by SHS process was used as a diluent in order to control the reaction. Both the velocity of surface reaction and the ratio of TiN synthesis increased with increasing the nitrogen pressure. As the amount of diluent increases the degree of conversion to titanium nitride increases. Homogenious TiN powder was obtained in the composition 50Ti+50TiN0.94(diluent)

• 한국재료학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.50-57
• /
• 2006

Phase mixtures of Titanium boride, nitride, and carbide powder were produced by the reduction of a mixture of titanium and boron oxides with carbon via a gas-solid phase reaction. Boron oxides produce a vapour phase or decompose to a metal sub-oxide gaseous species when reduced at elevated temperature. The mechanism of BO sub-oxide gas formation from $B_2O_3$ and its subsequent reduction to titanium diboride for the production of uniform size hexagonal platelets is explained. These gaseous phases are critical for the formation of boride, nitride and carbide ceramics. For the production of ceramic phase composite microstructures, the nitrogen partial pressure was the most critical factor. Some calculated equilibrium phase fields has been verified experimentally. The theoretical approach therefore identifies conditions for the formation of phase mixtures. The thermodynamic and kinetic factors that govern the phase constituents are also discussed.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.98-103
• /
• 2009

The ultrafine titanium carbonitride particles ($TiC_{0.7}N_{0.3}$) below 100nm in mean size were successfully synthesized by Mg-thermal reduction process. The nanostructured sub-stoichiometric titanium carbide ($TiC_{0.7}$) particles were produced by the magnesium reduction at 1123K of gaseous $TiC_{l4}+xC_2Cl_4$ and the heat treatments in vacuum were performed for five hours to remove residual magnesium and magnesium chloride mixed with $TiC_{0.7}$. And final $TiC_{0.7}N_{0.3}$ phase was obtained by nitrification under normal $N_2$ gas at 1373K for 2 hrs. The purity of produced $TiC_{0.7}N_{0.3}$ particles was above 99.3% and the oxygen contents below 0.2 wt%. We investigated in particular the effects of the temperatures in vacuum treatment on the particle refinement of final product.