• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2006.05a
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• pp.308-313
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• 2006

The effect of coating time on surface properties of the TiN-coated high speed steel(SKH51) by arc ion plating is and presented in this paper. Surface roughness, micro-hardness, coated thickness, atomic distribution of TiN and adhesion strength are measured for various coating times. It has been shown that the coating time has a deep influence more than 60 minites on the micro-hardness, coated thickness, atomic distribution of Ti and adhesion strength of the SKH51 steels, but that the coating time has little influence on the surface roughness.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2001.06a
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• pp.13-13
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• 2001

현재 초고속 가공 공구의 국내 시장은 150억원이며 향후 3년 내에 1500억원으로 급성 장활 전망이다. 무윤활 초고속 가공을 실현하기 위해서는 윤활특성이 우수한 초고경도 코팅의 개발이 필요하며 이를 통해 기계설비의 수명향상과 폐유문제 해결을 기대할 수 있다. 기존의 고체윤활 코팅은 초고경도 코팅의 상부에 $MoS_2$, Graphite 등 윤활성 박막을 합성하였으나, 이들은 Hexagonal 구조의 연질 박막이며 수분이 존재하는 대기중에서는 윤활 및 내마모 특성이 급격히 저하된다. 환경친화 대체소재 개발의 일원으로 TiN, ZrN 박막 등이 이미 개발되었고 기계적 특성이 우수하여 널리 응용되고 있으나 아직 경도(약 20GPa 내외) 및 윤활성의 한계 (마찰계수 $\mu=O.6$)를 극복하지 못하고 있다. TiN박막 위의 Cu의 첨가는 TiN의 구조와 성질을 크게 변화시키는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 TiN 기지 위에 Cu를 도핑함으로써 경도의 상승을 통환 내구력의 향상과 마찰계수의 감소를 통한 윤활성의 향상을 보고자하였다. TiN합성의 안정화를 위하여 magnetron sputtering과 arc ion pIatingd을 병용한 hybrid 공정을 이용하였다. Cu첨가에 따른 결정 성장 거동의 변화를 보기 위해 XRD 분석을 실행하였고, EDS 분석을 통해 Cu target 전류밀도에 의한 기지내의 Cu의 함량변화를 고찰하였으며, 경도 및 윤활특성을 고찰하기 위해서 경도 시험과 마모 시험(ball-on disc type test)를 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.37.1-37.1
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• 2018

공구의 내구성 향상을 위해서는 고경도, 고내마모, 고내열 특성 등의 우수한 물성을 필요로 한다. 공구에 적용되고 있는 코팅으로는 높은 경도와 낮은 마찰계수를 가지는 TiN, TiCN 코팅이 사용되다가 내산화 특성을 향상시키기 위해 TiAlN, CrAl, CrN 과 같은 코팅이 사용되었다. 하지만 최근 난삭재 및 고강도의 재료를 가공하기 위해서 더 높은 경도, 내열, 내산화 특성 등이 요구되고 있으며 최근에는 AlCr 기반의 코팅재료들이 각광받고 있다. 본 연구에서는 우수한 고경도, 고내열 등의 특성을 가지는 코팅 재료를 개발하기 위해서 AlCr 계의 2원계, 3원계 합금설계을 진행하였고 타겟화 하였다. 제작한 타겟을 이용하여 PVD 코팅 공정을 통해 코팅을 제작하였고 경도, 밀착력, 내열 등의 특성 분석을 진행하였다.

• Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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• v.25 no.2
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• pp.157-169
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• 2009

The aim of this study was to evaluate effect of implant abutment screw coating treatment on joint stability, investigating mechanical properties of these. For this study used $ExFeel^{(R)}$ external hexed implant system and $15mm{\times}1mm$ discs. Experimental group was $1{\mu}m$ TiN, TiCN, TiC coated abutment screws and discs. To know mechanical property, i evaluated adhesion strength, surface hardness, using disc, corrosion test using screw. The results were as follows : rotation angle of coated screws increased than that of non-coated screw because of lower friction coefficient, especially TiC coated screw group had the largest value, but removal torque decreased in all coated screws (p<0.05). Torque loss before and after fatigue test was the smallest in TiC-coated screws, and the largest in non-coated screws (p<0.05), and there was no statistically significant difference between dry condition and wet condition of screws because of higher surface hardness and lower friction coefficient. From the above results, TiN, TiCN, TiC coating group had high abrasion resistance, especially TiC coated group which had low torque-consuming, high rotation angle as low friction coefficient will be considered to influence on implant abutment screw joint stability positively.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.122-123
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• 2007

Bias voltage를 달리하여 cathodic arc plasma 방법으로 Si 기판 위에 성장시킨 TiCrAlSiN 코팅막의 미세구조를 투과전자현미경으로 관찰하였다. -200 V에서 0 V로 bias voltage가 변화함에 따라 'nano-multilayered' 구조가 무너지면서 '주상형(columnar)'구조로 코팅막의 미세구조가 변함을 알 수 있었고, EDS line scan을 통해 multilayer의 화학적 조성 변화를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Machine Tool Engineers Conference
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• 2003.10a
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• pp.89-94
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• 2003

Hard coatings are known to improve the performance of cutting tools in aggressive machining applications, such as high speed machining. New superhard Ti-Al-Si-W films, characterized by a nanocomposite nano-sized (Ti,Al,Si)N crystallites embedded in amorphous $Si_3 N_4$ matrix, could be successfully synthesized on WC-Co substrates by a hybrid coating system of arc ion plating(AIP) and sputtering method. The hardness of Ti-Al-Si-N film increased with incorporation of Si, and had the maximum value ~50 GPa at the Si content of 9 at.%, respectively. And the X-ray diffraction patterns of Ti-Al-Si-N films with various Si content is investigated. In this study, Ti-Al-Si-N coatings were applied to end-mill tools made of WC-Co material by a hybrid coating system. Cutting tests fir the high-hardened material (STD11,$H_R$)C62 and their performances in high speed cutting conditions were studied. Also, the tool wear and tool lift of Ti-Al-Si-N with various si(6, 9, 19) contents were measured.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.166.1-166.1
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• 2016

각종 부품의 내마모성 및 내식성을 개선하기 위해서 금속물질에 나노두께의 보호막층을 입혀 경도를 높이는 표면처리 기술이 개발되고 있다. TiN막은 기계적 경도, 내마모성 및 내식성이 우수하여 수없이 연구되어 왔으며 박막의 두께에 따라 다양한 색상표현이 가능하다는 연구도 진행되고 있다. 이러한 TiN 박막의 연구결과로 높은 경도와 강도를 요하는 절삭공구에 하드 코팅을 이용하여 높은 절삭력으로 고효율적인 작업환경을 조성할 수 있다. 기존에 연구되어 온 TiN박막은 Ar과 N2의 혼합가스 분위기에서 증착된 반면 본 실험에서는 영구자석을 이용한 고밀도 플라즈마로 높은 점착성과 균일한 박막 및 대면적 공정이 가능한 RF-magnetron sputtering방법을 이용하여 N2 분위기에서 TiN박막을 $100^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$의 온도범위에서 $100^{\circ}C$간격으로 열처리 후 증착하여 비교실험을 하였다. 이와 같이 제작된 TiN박막을 XRD(X-ray Diffraction)를 사용하여 결정성을 확인한 결과 온도가 높을수록 (111)방향의 결정성장이 뚜렷하게 나타났으며 그 외 Scratch Test와 HM-220(Micro-vicker's tester)를 사용하여 경도특성을 확인하고 SEM(Scanning Electron Microscope), AFM(Atomic Force Microscope)를 이용하여 박막의 표면형상을 측정하였다. 이러한 측정 결과로 향후에는 높은 내마모성 및 초경도가 요구되는 절삭공구 및 경질표면코팅이 필요한 금속산업분야에 적용이 가능 할 것이라 사료된다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.9 no.2
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• pp.40-46
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• 2010

The purpose of this study is to show the friction and wear characteristics on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel. In this research, frictional wear characteristic of coating materials such as TiAlN+WC/C Multilayer Coating was investigated under room temperature, normal air pressure and nothing lubricating condition. Therefore this study carried out research on the friction coefficient, micro hardness(Hv), roughness, EPMA on the vapor deposited coating layers on the SCM415 steel. As the wear experimental result, the coefficient of friction decreased according to experimental load increases.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
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• v.24 no.1
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• pp.34-34
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• 1991

Corrosion behavior of TiN coated steel was studied in terms of thickness of interlayer Ti and TiN coating TiN was are ion plated to a thickness of 1$\mu\textrm{m}$ and 2$\mu\textrm{m}$ respectively with interlayer coating of Ti of 1$\mu\textrm{m}$, 2$\mu\textrm{m}$ and 3$\mu\textrm{m}$. Corrosion resistance of TiN coated steel was evaluated by anodic palarization test in 1N H2SO4 as well as salt spray test. Porosity of each coating was also tested by using SO2 test method. Corrosion current density decreased with increasing TiN coating thickness and Ti interlayer coating markedly enhanced the corrosion resistance. Ti interlayer coating of 2$\mu\textrm{m}$ and 3$\mu\textrm{m}$ prior to 2$\mu\textrm{m}$ TiN coating decreased the corrosion current density of active range by an order of 4 and that of passive range by an order of 2. This improvement was associated with the retardation of corrosive agent penetration with increasing coating thickness and inherent corrosion resistance of Ti interlayer. Ti interlayer coating was also very effective in improvement of corrosion resistance under salt atmosphere.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.177-177
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• 2010

티타늄 화합물은 뛰어난 물리적 특성과 인체 무해성을 가지고 있어 생체, 내식 및 내마모 재료 등에 널리 응용되고 있으며, 다양한 색상 구현을 통한 미려한 외관 등 기능성을 위한 표면처리 분야에도 많은 관심을 받고 있다. 이중 질화 티타늄은 금색을 대체할 수 있는 물질로 코팅방법과 기판온도, 바이어스, 질소유량 등과 같은 공정변수 제어를 통해 그 물성을 변화시킬 수 있어 기능적 측면과 함께 미려한 외관처리에 응용이 가능하다. 본 연구에서는 아크(cathodic arc) 코팅 시스템을 이용하여 다양한 조건에서 TiN 박막을 제조하고 그 특성을 평가하였다. 아크 장비는 화합물 박막을 코팅할 수 있는 아크 소스와 시편 홀더, 가스 주입구, 시편 가열장치 그리고 배기 장치로 구성되어 있고, 아크 소스에 장착된 타겟은 99.5%의 Ti 타겟을 사용하였다. 시편과 타겟 간의 거리는 약 31cm이며, 시편은 알코올과 아세톤으로 초음파 세척 된 강판(냉연 강판), 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 시편을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ Torr까지 진공배기를 실시하고, Ar 가스를 진공용기 내로 공급하여 ${\sim}10^{-4}$ Torr에서 시편에 bias (Pulse : 400V)를 인가한 후 아크를 발생시켜 약 5분간 청정을 실시하였다. 플라즈마 청정이 끝나면 시편에 인가된 bias를 차단하고, 질소 유량, 온도, bias, 시간 등의 공정변수에 따라 코팅을 실시하였다. 질소의 유량이 80sccm 일 때, Ti 금속 결정구조가 나타났는데, 이는 질소와 충분하게 반응하지 못한 Ti이 기판에 코팅되어 나타나는 현상으로 판단된다. 색상변화에서는 질소 유량이 증가함에 따라 노란색이 짙어지며, TiN은 시편에 인가되는 bias 전압이 높아질수록 붉은색이 증가하고, 온도에 따른 큰 변화는 관찰되지 않았다. 공정변수에 따른 반사율 변화는 TiN의 경우 질소 가스 유량이 200sccm, bias 150V, 공정 온도 200도에서 반사율이 가장 높았으며, 코팅 시간이 짧을수록 반사율이 높아지는 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과를 외관 코팅 분야에 응용한다면 장식성과 외관의 경도, 내마모성, 내식성의 향상 등 많은 장점을 가질 것으로 예상된다.