고순도 흑연 디스크는 이 공정에서 기판으로 업계 표준으로 사용됩니다. 이는 저밀도 등방성 열분해 탄소(LDIP) 증착의 극한 환경을 견딜 수 있는 독특한 능력을 가지고 있기 때문입니다. 이 공정은 1550°C를 초과하는 온도를 포함하므로, 기판은 영구적인 결합을 보장하기 위해 코팅의 팽창 거동과 물리적으로 일치하면서 탁월한 열 안정성을 제공해야 합니다.
핵심 요점 LDIP 코팅의 성공은 코팅과 기판 사이의 기계적 응력을 최소화하는 데 크게 좌우됩니다. 흑연은 단순히 내열성 때문에 선택되는 것이 아니라, 열팽창 계수가 코팅과 일치하여 중요한 냉각 단계 동안 구조적 실패를 방지하기 때문에 선택됩니다.
열 안정성의 중요한 역할
극한의 열 견디기
LDIP 코팅의 증착 환경은 매우 가혹합니다. 기판은 1550°C 이상으로 올라가는 온도에서 구조적 무결성을 유지해야 합니다.
고순도 흑연은 분해되거나 변형되지 않고 이러한 열 부하를 견딜 수 있는 몇 안 되는 재료 중 하나입니다.
화학적 호환성
접착은 단순히 기계적인 과정이 아니라 화학적인 과정이기도 합니다. 흑연 기판은 증착된 열분해 탄소와 유사한 화학적 특성을 공유합니다.
이러한 유사성은 베이스와 코팅 사이에 자연스러운 친화력을 형성하여 화학적으로 다른 재료로는 불가능한 더 강력한 기본 인터페이스를 만듭니다.
구조적 무결성 보장
열팽창 계수 일치
고온 코팅의 가장 큰 과제는 냉각 단계입니다.
기판과 코팅이 다른 속도로 수축하면 결합선에 응력이 쌓입니다.
흑연은 LDIP와 유사한 열팽창 계수를 공유하기 때문에 선택됩니다. 이를 통해 디스크와 코팅이 함께 팽창하고 수축합니다.
접착력 향상
팽창 거동이 일치하기 때문에 열 사이클 동안 기계적 결합이 방해받지 않습니다.
이러한 동기화는 코팅이 디스크에 대한 전반적인 접착력을 크게 향상시킵니다.
일반적인 실패 모드 방지
박리 완화
서로 다른 재료를 코팅할 때의 주요 위험은 코팅이 기판에서 벗겨지는 박리입니다.
흑연을 사용하면 이 실패 메커니즘을 유발하는 열 불일치를 제거할 수 있습니다.
균열 방지
불균일한 냉각으로 인한 내부 응력은 코팅 균열의 주요 원인입니다.
흑연 기판은 냉각 기간 동안 균열의 위험을 최소화하여 최종 제품이 온전하고 균일하게 유지되도록 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
기판을 선택하는 것은 베이스 재료의 물리적 및 열적 특성이 코팅 공정과 일치하도록 보장하는 것입니다.
- 주요 초점이 코팅 수명이라면: 시간이 지남에 따라 응력 균열을 방지하기 위해 코팅을 모방하는 열팽창 계수를 가진 기판을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 공정 안전이라면: 기판 재료가 최대 증착 지점(이 경우 >1550°C)보다 훨씬 높은 온도에서 안정성 등급을 받았는지 확인하십시오.
흑연 기판의 열 및 화학적 특성을 LDIP 코팅과 동기화함으로써 제조 공정을 견딜 수 있는 내구성이 뛰어나고 무결성이 높은 결합을 보장합니다.
요약 표:
| 특징 | 고순도 흑연 이점 | LDIP 코팅에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 열 안정성 | 1550°C 초과 온도 견딤 | 증착 중 구조적 무결성 유지 |
| 팽창 계수 | LDIP 열팽창과 일치 | 기계적 응력 및 코팅 박리 방지 |
| 화학적 친화력 | 열분해 탄소와 유사 | 기본 인터페이스 결합 및 접착력 향상 |
| 구조적 안전성 | 열 충격 저항성 | 중요한 냉각 단계 중 균열 제거 |
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참고문헌
- Ruixuan Tan, Bo Liu. A new approach to fabricate superhydrophobic and antibacterial low density isotropic pyrocarbon by using catalyst free chemical vapor deposition. DOI: 10.1016/j.carbon.2019.01.041
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