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트라이보코팅과 기계설계

전문가 제언: □ 1950년대부터 시작된 DLC의 연구는 1971년 Aisenberg와 Chabot이 고체상 탄소전극 아크를 이용한 탄소이온빔에 의해 다이아몬드와 유사한 성질의 경질탄소막을 합성하는 것으로부터 본격적인 연구가 시작된 후, 주로 증착속도의 증진을 위해 이온증착법, DC/RF 플라즈마 CVD에 의한 합성이 보고되었다. 이후 ECR법, 스퍼터링법 등을 거쳐 질화물 혹은 탄화물의 고체 타켓으로부터 직접 코팅을 시도하는 아크 증발(Arc evaporation), 레이저 제거Laser ablation)와 대량 선택 이온빔(Mass selected ion beam) 등의 초경질 DLC 박막형성 등의 다양한 방법들이 발표되고 있으며 최근에는 이들 개별공정을 복합화하는 추세로 전개되고 있다.

□ 우리나라도 cBN(Cubic Boron Nitride), ta-C(Tetrahedral Amorphous Carbon)등의 단일상 코팅을 거쳐 최근에는 과학기술원과 기계연구원 등을 중심으로 삼원복합 세라믹코팅, 다층박막코팅 등의 기능성 박막코팅 기술개발 및 나노소재 프론티어 연구개발사업단을 중심으로 한 나노 다층막구조 초경질박막 소재개발과 분자구조결정 제어에 의한 표면 초정밀 제어기술 등의 나노구조 표면개질 기술개발 등이 활발히 진행되고 있다.

□ 향후의 환경규제 강화 및 고능률화, 고집적화 추세에 따라, 복잡 형상물의 표면에 경제적으로 DLC막이나 세라믹막을 형성하기 위한 대용량의 균일한 고밀도 플라즈마 발생 기술, 스퍼터링 장비의 CVD 장비화에 따르는 대량생산기술, 초격자를 형성하는 나노 다층막에서의 주요변수의 메커니즘 연구, 새로운 소재개발 등의 기초연구에 많은 관심과 투자가 필요하다. 아울러 이미 개발된 물성의 활용 극대화 및 대량생산 장치개발 등의 응용기술의 적극적인 투자․연구개발 등을 통해 저마멸/저마찰 이외에 광학적 특성이나 전기적 특성을 활용하여, 다양한 산업현장으로 상용화 시장 범위를 넓혀가야 할 것이다.

저자: KUMAGAI Tai
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