• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.25 no.1
• /
• pp.34-39
• /
• 1992

Corrosion behavior of TiN coated steel was studied in terms of thickness of interlayer Ti and TiN coating. TiN was arc 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 $H_2$SO$_4$ as well as salt spray test. Porosity of each coating was also tested by using $SO_2$ 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
• /
• 2011.02a
• /
• pp.281-281
• /
• 2011

산업 환경에서 친환경 및 에너지효율성을 중요한 조건이 되면서 고효율성 및 다기능을 가진 재료에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 특히 Al-Ti-N 코팅은 이미 경도 측면에서 우수 하여 고속 공구 부품에 널리 사용되고 있고 최근에 Al-TiN에서 Si 첨가는 40GPa이상의 고경도와 1000도 이상의 산화온도를 지닌 나노 혼합물 코팅을 형성 시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 Al-Ti에 Si, Cu, Cr 을 첨가하였을 때 코팅을 형성하였을 때 바뀌는 물성 변화을 확인하였다. 이러한 연구를 위해 Al-Ti 합금 조성 중 가장 우수한 것으로 알려진 60:40으로 타겟을 만들어 스퍼터 장비를 이용해 코팅을 형성하여 기초 실험을 진행하였다. 그 근거로 하여 3원계인 Si, Cu, Cr 을 첨가하여 각각의 단일 타겟으로 만들고 코팅을 형성하였다. 타겟과 코팅의 성분이 동일한지 확인하기 위해 EPMA분석을 하였고 그 결과 오차 범위 내에 동일한 것으로 확인하였다. 또 내산화성 테스트를 위해 400도에서 1000도로 가열된 대기 중에 코팅 층을 1시간씩 노출시키는 공정을 통해 확인하였고 내식성 테스트는 SUS 304계열 위에 코팅을 하여 Potentiodynamic polarization scan 장비로 비교해 보았다. 표면경도는 3원계 코팅인 경우 질소비율이 증가할수록 30GPa ~ 35GPa까지 증가하였고 XRD 분석 결과와 비교 시 (111), (200) peak가 명확할수록 경도 값이 높은 것으로 확인하였다. 마모테스트 결과 3원계인 코팅 층이 dry상태에서 감소하는 경향을 보였다. 특히 0,26까지 감소한 Si 을 첨가한 코팅 층은 H/E지수도 좋아 마모트랙의 길이도 짧아 우수한 것으로 알 수 있었다. 이런 결과에서 보듯 3원소 이상 첨가 시 특성변화가 차이가 있다는 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
• /
• 2005.05a
• /
• pp.401-406
• /
• 2005

In this paper, both effect of TiN-coating and effect of temperature in TiN-coating by arc ion plating on surface characteristics of TiN coated SKH51 steel are investigated by experiments. Hardness, surface roughness, TiN coating thickness and adsorption force are measured in order to evaluate the effects. For evaluation of the experimental data, the two-way ANOVA method is used. It is concluded that the furnace temperature in the rang of $400^{\circ}C\~500^{\circ}C$ in AIP processing has very little influence on the TiN coating of the SKH51 steels.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
• /
• v.46 no.5
• /
• pp.500-510
• /
• 2008

Statement of problem: Recently researches about WC/C (Tungsten Carbide/Carbon) or TiN (Titanium Nitride) coating on abutment screws are going on. It decreases friction coefficient, resistance against corrosion and withdrawal of physical fragility when the coating is applied to the metal surfaces. It is reported that coated abutment screws improved abrasion, adaptability and detorque force. Purpose: This study is about the effects of coated abutment screws on loosening of screw and for the purpose of solving the loosening phenomenon of abutment screws which is clinical problem. Material and methods: Detorque force and surface changes are compared when 10 times of repeated closing and opening are applied to both uncoated titanium abutment screws (Group A) and coated abutment screws with WC/C (Group B) and TiN (Group C). Each group was made up of 10 abutment screws. Results: 1. Before repeated closing and opening, Somewhat rough surface with regular direction was observed in Group A. Coated granules were observed in group B and group C and overall coated layer appeared in regular and smooth form. 2. Before repeated closing and opening, The coated surface showed bigger and thicker size of coated granules in Group C than Group B. 3. After repeated closing and opening, abrasion and deformation of abutment screw surface was observed in Group A and Group B. Exfoliation phenomenon was observed in Group B. 4. Group A showed biggest range of decrease when the weight changes of abutment screws were measured before and after repeated closing and opening. Group C showed less weight changes than Group B but there was no statistical difference between two groups. 5. Group B and Group C showed higher average detorque force than Group A and there was statistical difference. 6. Group A showed more prominent decrease tendency of average detorque force than Group B and Group C. Conclusion: Coated abutment screws with WC/C or TiN did not show prominent surface changes than uncoated titanium abutment screws even though they were repeatedly used. And they showed excellent resistance against friction and high detorque force. Thus it is considered that adaptation of WC/C or TiN coating on abutment screws will improve the screw loosening problem.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• 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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.506-507
• /
• 2011

경사코팅 기술(Oblique Angle Deposition; OAD)은 입사 증기가 기판에 수직으로 입사하지 않고 90도 보다 작은 각도로 비스듬히 입사하도록 조절하여 코팅하는 물리증착 기술의 하나로 피막의 조직을 다양하게 제어할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 초기의 경사 코팅 기술은 경사각을 가진 정지된 기판 상에 코팅하였으나 최근에는 기판의 각도와 회전을 동시에 조절하여 이루어지는 소위 스침각 증착(Glancing Angle Deposition; GLAD) 기술이 개발되어 다양한 형태의 구조를 제어하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 컴퓨터를 이용하여 입사각과 방위각을 정밀 제어함에 의해 나노 스케일의 Zigzag 및 나선형, 기둥형 조직 등 복잡한 형태의 박막을 제조하는 것이 가능하게 되었다. 현재, GLAD 기술과 다양한 형태의 나노 조직을 이용하여 각종 센서는 물론 태양전지와 같은 에너지 소자, 필터와 같은 광학코팅 등에 응용하기 위한 연구가 세계적으로 폭넓게 진행되고 있다. 본 연구에서는 조직의 치밀도 향상을 통한 특성 향상을 위해 Al 및 TiN 박막을 제조함에 있어서 경사코팅 기술을 응용하여 단층 및 다층 피막(각도를 반대로 하여 여러 층을 제조)을 제조하고 그 특성을 비교하였다. Al 박막은 UBM (Un-Balanced Magnetron) 스퍼터링 소스를 이용하여 타겟 표면과 기판 표면이 이루는 각도 즉, 입사빔과 기판이 이루는 각도를 각각 0, 30, 45, 60 및 90도의 각도에서 강판 및 실리콘 웨이퍼 상에 시편을 제조하되 단층 및 다층으로 시편을 제조하고 치밀도 및 내식성과 반사율 및 조도 등의 특성을 비교하였다. 그 결과 경사각으로 코팅한 시편에서 조도 및 반사율이 향상됨은 물론 치밀도 및 내식성이 향상됨을 확인하였다. 특히, 염수분무에 의한 내식성 시험에서 경사 코팅된 시편의 경우 내식성이 현저히 향상되었는데, 이는 경사 코팅 방법이 박막의 치밀도를 향상시켜 나타난 현상으로 판단된다. TiN 박막은 Cathodic Arc 방식을 이용하되 Al 박막과 동일한 방법으로 코팅을 하고 내식성 및 경도 등의 특성을 비교하였다. TiN 박막은 경사각이 커지면서 경도가 낮아지며 특히 다층막의 경우 경도 감소가 현저함을 알 수 있었다. 다만, 45도에서는 다른 경사각에 비해 약간의 경도 상승이 측정되었다. 경사각 코팅에서의 경도 감소는 피막의 경사에 의해 탐침이 미끄러지거나 또는 우선 방위에 의한 경도 증가 효과가 나타나지 않아 생기는 현상으로 판단되었다. Ferroxyl 시험을 이용한 기공도 시험에서는 경사각 코팅의 경우가 기공이 다소 감소함을 확인하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
• /
• v.11 no.5
• /
• pp.323-329
• /
• 2000

In this study we have calculated an ideal complex refractive index of a TiN trim used in a layer of anl1reilecnon (I\R) coatmg, [air$ISiO_2ITiNIglass$] in the visible. Also we simulated the rellectance of lwo-layer AR coating by varying the thicknesses of TiN and $SiO_2$ layers, respecl1vely. The simolation results show that we can controllhe lowest reflectance and AR band of tile AR coating. The TIN fihns were fabricated by a RF magnetron sputtering apparalus. The chemical, structural and electrical properties of TiN fih11S were inveshgated by the Rutherford backscattering spech'oscopy (RBS), atomic force microscope (AFM) and 4-point probe. The optical properlies were inve,tigated by the spectrophotometer and vanable angle spectroscopic ellipsometer (VASE). The smface roughness of TiN flhns \vas $9~10\AA$. TIle resistivity of TiN films was TEX>$360~730\mu$\Omega $ cm. The ,toichlOllletry of TiN film was 1'1: O:N = I: 0.65 :0.95 and ilic oxygen wa~ found on ilie smface. With these experimental and simu]al1on resulLs, we deposited duo: two-layer AR coating, [air$ISiO_2ITiNIglass$] and the refleClance was under 0.5% ill the regIOn of 440-650 run. 0 run.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
• /
• v.23 no.2 s.179
• /
• pp.97-103
• /
• 2006

In this paper, effect of temperature in TiN-coating by arc ion plating on surface characteristics of a TiN coated high speed steel is investigated by experiments. Hardness, surface roughness, TiN-coating thickness and adsorption force are measured in order to evaluate the effects. For evaluation of the experimental data, one-way ANOVA method is used. It is concluded that the furnace temperature in the range $400^[\circ}C\~500^{\circ}C$ in AIP processing has a little influence on the TiN coating of the SKH51 steels.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2009.10a
• /
• pp.201-202
• /
• 2009

열간금형용강인 SKD61은 압출금형재로서 널리 사용되고 있으며, Al압출금형의 장수명화를 위한 방안으로 SKD61에 높은 경도를 갖는 TiN, CrN을 코팅하여 마모 시험을 실시하였다. 마모시험하중과 온도의 변화를 통해 각각의 코팅층의 마찰.마모 특성을 비교할 수 있었으며, 마모시험의 데이터는 직선왕복동 마모시험기를 사용하여 수집하였다.

• Transactions of Materials Processing
• /
• v.15 no.5 s.86
• /
• pp.366-372
• /
• 2006

The effect of coating time in arc ion plating on surface properties of the TiN-coated high speed steel(SKH51) is 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 on the micro-hardness, the coated thickness, the atomic distribution of Ti and the adhesion strength of the SKH51 steels but that it has little influence on the surface roughness.