물리적 기상 증착(PVD)은 다양한 재료의 특성을 향상시키는 데 사용되는 다목적 코팅 기술입니다.
여기에는 금속, 폴리머, 세라믹이 포함됩니다.
이 공정에는 고진공 조건에서 금속 소스를 증기 상태로 변환하는 과정이 포함됩니다.
그런 다음 이 증기를 기판 위에 증착합니다.
이 방법을 사용하면 맞춤형 물리적, 구조적, 마찰학적 특성을 가진 박막을 만들 수 있습니다.
PVD 코팅에 사용되는 일반적인 화학 물질에는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 질화물 및 탄산염과 같은 금속이 포함됩니다.
여기에는 질화 티타늄(TiN), 질화 크롬(CrN), 탄화 티타늄(TiCN)이 포함됩니다.
이러한 코팅은 접착력, 경도, 부식 및 마모에 대한 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.
반도체 제조에서 플라스틱 성형에 이르는 다양한 산업 분야에 이상적입니다.
PVD 코팅에 사용되는 5가지 필수 화학물질
1. 티타늄(Ti)
티타늄은 PVD 코팅에 가장 일반적으로 사용되는 금속 중 하나입니다.
티타늄은 우수한 내식성과 높은 중량 대비 강도를 제공합니다.
2. 크롬(Cr)
크롬은 PVD 코팅에 사용되는 또 다른 인기 금속입니다.
높은 경도와 내마모성을 제공합니다.
3. 질화 티타늄(TiN)
질화 티타늄은 황금빛 노란색을 띠는 화합물입니다.
경도가 높고 내마모성이 좋은 것으로 알려져 있습니다.
4. 질화 크롬(CrN)
질화 크롬은 우수한 내식성을 제공하는 화합물입니다.
또한 경도와 내마모성이 우수합니다.
5. 티타늄 카보나이트(TiCN)
티타늄 카보나이트는 질화 티타늄과 탄화 티타늄의 특성을 결합한 화합물입니다.
높은 경도와 우수한 내마모성을 제공합니다.
핵심 사항을 설명합니다:
PVD 코팅의 정의 및 프로세스
PVD(물리적 기상 증착)는 증기 상에서 얇은 층을 증착하는 코팅 공정의 일종입니다.
이러한 공정은 일반적으로 저압(10-2~10-4 mbar)의 진공 상태에서 진행됩니다.
이러한 공정은 접착력과 밀도를 향상시키기 위해 기판에 에너지가 있는 이온을 가하는 방식으로 이루어집니다.
가장 일반적인 PVD 공정에는 증착과 스퍼터링이 포함됩니다.
증착 중에 질소, 아세틸렌 또는 산소와 같은 반응성 가스를 도입하여 화합물 코팅을 만들 수 있습니다.
PVD 코팅에 사용되는 재료
PVD 코팅에 사용되는 재료는 금속 및 비금속과 같은 순수한 원자 원소일 수 있습니다.
또한 산화물이나 질화물과 같은 분자일 수도 있습니다.
일반적으로 사용되는 화합물의 예로는 질화 티타늄(TiN), 질화 크롬(CrN), 탄화 티타늄(TiCN) 등이 있습니다.
PVD는 폴리머 소재에도 적용할 수 있습니다.
그러나 증착 과정에서 분자량이 감소하여 성능이 저하되는 경우가 많습니다.
폴리에틸렌(PE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 전도성 π공액 폴리머 등이 그 예입니다.
PVD 코팅의 이점
PVD 코팅은 경도, 열 및 화학적 안정성, 부식 및 마모에 대한 저항성을 크게 향상시킵니다.
또한 마찰, 걸림, 막힘, 고착, 부식, 산화와 같은 특성을 감소시킵니다.
PVD를 사용하면 나노 구조, 다층 및 단층 코팅을 포함한 다양한 레이어 구조를 만들 수 있습니다.
이러한 유연성 덕분에 특정 애플리케이션 요구 사항에 맞게 코팅을 맞춤화할 수 있습니다.
PVD 코팅의 응용 분야
PVD 코팅은 1988년부터 다양한 산업 분야에서 널리 채택되어 왔습니다.
여기에는 반도체 제조, 광학 부품, 태양 전지, 플라스틱 성형 금형 등이 포함됩니다.
연구에 따르면 특히 티타늄과 지르코늄 화합물을 기반으로 한 PVD 코팅은 코팅된 부품의 내식성을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났습니다.
장기간에 걸친 부식 실패로부터 부품을 보호합니다.
PVD 코팅의 품질 및 성능
코팅의 기본 재료는 코팅된 부품의 부식 특성에 큰 영향을 미칩니다.
예를 들어, Ti-기반 코팅은 Zr 기반 코팅보다 더 나은 내식성을 제공하는 것으로 밝혀졌습니다.
PVD 코팅의 품질, 다공성 및 접착력은 다양한 기판에서의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
여기에는 스테인리스 스틸, 티타늄 기반 합금 및 세라믹이 포함됩니다.
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