스퍼터링 기반 고기능 박막 코팅의 기계·열 안정성 제어 연구

Control of Mechanical and Thermal Stability in Magnetron Sputtered Thin-Film Coatings Research

연구 내용

반응성 스퍼터링 및 다층/중간층 설계를 통해 코팅의 경도, 내마모성, 접착성 및 고온 열안정성을 향상시키는 박막 코팅 연구

본 연구는 고온·하중 환경에서의 코팅 신뢰성 확보를 목표로 다층 구조와 중간층, 조성-미세구조의 상관관계를 규명합니다. 크롬계 및 크롬계 질화물/옥시질화물 코팅을 비평형 자기장 스퍼터링과 반응성 스퍼터링으로 형성한 뒤, 열처리 후 구조 변화와 경도 및 접착 특성의 변화를 분석합니다. 또한 코팅-기판 계면에서 응력 전달과 전이 구간을 제어하기 위해 중간층 재료를 비교하고, 마찰 거동 및 스크래치 거동을 함께 평가합니다. 더불어 ZnMg/Zn 이중층에서는 기공(void)과 배향 변화가 접착 강도에 미치는 영향을 확인합니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

2022년에는 CrZrN/CrZrSiN 다층 코팅과 CrAlN 코팅의 중간층 조합을 통해 경도, 마찰, 접착 및 열 안정성을 평가하는 기반 연구를 수행했습니다. 이후 2023년에는 CrZrON을 반응성 스퍼터링으로 합성하여 산소 도입과 미세구조(특성 없는/비정질화 경향) 변화가 열 안정성에 미치는 영향을 확인했습니다. 동시에 ZnMg/Zn 이중층에서 중간층 void 제어를 통해 접착 강도를 개선하는 공정 방향을 확장했습니다. 최근까지 코팅 조성·구조 파라미터를 연동해 성능-열화 경로를 정리하는 연구 궤적을 유지합니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

절삭공구용 고경도 코팅
고온 열화 저감 박막
마찰 저감 트라이볼로지 코팅
기판 접착성 향상 다층 코팅
반응성 스퍼터링 공정 조건 최적화
표면 내마모 보호층
계면 전이 설계 기반 박막 제조
열처리 후 구조 유지 코팅
산화 저항 기능성 코팅
산업용 부품용 장수명 표면 보호