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증착방법에 따른 Al 피막의 증착율 및 증기분포 연구
Change of Deposition Rate and Vapor Distribution of Al Coatings Prepared by Vacuum Evaporation and Arc-induced Ion Plating 원문보기

한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집, 2009 Oct. 14, 2009년, pp.119 - 120  

정재인 (포항산업과학연구원 융합공정연구본부) ,  양지훈 (포항산업과학연구원 융합공정연구본부) ,  이경황 (포항산업과학연구원 울산산업기술연구소) ,  박종원 (포항산업과학연구원 울산산업기술연구소) ,  박영희 (포항산업과학연구원 마그네슘연구단) ,  허규용 (포항산업과학연구원 마그네슘연구단)

초록
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진공증착 및 이온플레이팅 방법을 이용하여 냉간 압연된 강판상에 알루미늄 피막을 형성시킨 후, 증발율 및 증기분포 변화를 측정하고 각 증착방법에서의 증발율에 따른 증기분포 변화를 비교 및 검토하였다. 본 실험에서의 이온플레이팅은 증발원 근처에 이온화전극을 설치하는 방법으로 고전류 아크 방전을 유도하여 $10^{-4}$ Torr 이하에서도 기존의 이온플레이팅에 비해 높은 이온화율을 얻을 수 있는 아크방전 유도형 이온플레이팅 (Arc-induced Ion Plating; AIIP) 방법을 이용하였다. 전자빔을 이용하면서 알루미나 크루시블을 사용하여 알루미늄을 증발시킬 경우 분당 $2.0{\mu}m$ 이상의 높은 증발율을 얻을 수 있었으며, 이온플레이팅의 경우 이온화된 증기의 상호작용에 따른 산란 효과로 증발율이 다소 낮아짐을 알 수 있었다. $cos^n\phi$로 이루어지는 증기분포의 결정인자(n)의 값이 진공증착의 경우는 1에 근접하는 것으로 나타났고 AIIP의 경우는 2 또는 그보다 더 큰 값으로 이루어지는 것을 확인하였다. 이로부터 이온플레이팅의 경우 불활성 가스의 존재 여부와 이온화율 또는 기판 바이어스 전압의 효과가 다른 조건에 비해 증기분포에 더 크게 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서 사용된 이온플레이팅은 부착량의 문제점을 해결하면서도 밀착성 및 내식성을 향상시킬 수 있는 아크방전형 이온플레이팅 (Arc-induced Ion Plating; AIIP)방법을 이용하여 고진공에서의 이온플레이팅을 실현하였으며, 본 방법을 이용하여 알루미늄의 증발율 및 증기분포를 실험적으로 도출하였다. 또한, 이들 결과로부터 증착 시스템의 생산성을 향상시키기 위한 설계자료로의 활용은 물론 피증착재의 코팅층 두께의 균일성을 확보하기 위한 효율적인 코팅의 가능성을 제시하고자 하였다.
  • 피증착물에는 증착 물질뿐만 아니라 가스, 이온 등도 함께 입사, 충돌하므로 코팅층의 치밀화 및 밀착력 향상 효과를 가져올 수 있다. 본 연구에서는 전자빔 증발원을 사용하는 진공증착 및 이온플레이팅에 의해 강판상에 알루미늄 피막을 형성시킨 후 증발율 및 증기분포를 실험적으로 구하고 이론적으로 계산한 그래프와 의 비교를 통해 증기분포를 결정하는 구조인자를 결정하고자 하였다. 특히, 알루미나 크루시블을 라이너로 이용하여 알루미늄을 고속으로 증발시킬 경우의 증착방법에 따른 증기분포를 구하였다.
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