KR102193319B1 - 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법 - Google Patents

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying

Abstract

본 발명은 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로 서스펜션 상태의 입자들의 크기 분포가 상이할 경우, 원하는 크기의 입자들을 선택적으로 코팅하는 것을 가능하게 하며, 이러한 코팅 공정이 인시츄로(in-situ) 연속적으로 가능하게 하는 제어 방법에 관한 것이다.

Description

입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법 {METHOD OF CONTROLLING SUSPENSION PLASMA SPRAYING COATING APPARATUS CAPABLE OF LAYERED COATING ACCORDING TO THE PARTICLE SIZE}
본 발명은 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로 서스펜션 상태의 입자들의 크기 분포가 상이할 경우, 원하는 크기의 입자들을 선택적으로 코팅하는 것을 가능하게 하며, 이러한 코팅 공정이 인시츄로(in-situ) 연속적으로 가능하게 하는 제어 방법에 관한 것이다.
용사(Thermal Spray)에는 코팅재인 분말 또는 선재 형태의 세라믹 또는 금속 분체(Ceramic or Metal Powder)를 고온으로 용융시켜 분사하여 코팅하는 열용사 코팅(Thermal Spray Coating) 방식과 코팅용 분체를 코팅하고자하는 모재의 표면에 고압, 고속으로 분사하여 충돌 시 발생되는 충격 에너지가 열에너지로의 변환에 의해 분체가 용융 부착시키는 속도분사코팅(Kinetic Spray Coating) 방식이 있다.
상기 열용사 코팅 방식은 코팅재료를 가열하는 열원의 종류에 따라 가스식과 전기식으로 나뉘며, 가스식 용사에는 화염용사, 폭발용사, 고속용사(HVOF: High Velocity Oxygen Fuel Spraying)가 있고, 전기식 용사에는 아크 용사, 플라즈마 용사, 선폭용사, 레이저(Laser)용사가 있다.
플라즈마 용사는 소형화가 가능하고, 플라즈마 중심부 온도인 수천도 이상의 초고온을 발생시킬 수 있기 때문에, 고용융점의 텅스텐이나 몰리브덴과 같은 금속과 세라믹의 코팅에는 필수적이며 거의 유일한 용사 기법으로 현재 널리 사용되고 있다. 플라즈마 용사에 의한 코팅 기술은 고온의 플라즈마 제트 속에 분말들을 주입시킨 후, 플라즈마 제트 속에서 용융된 상기 분말들을 액적 형태(splat)로 초고속으로 모재 위에 분사시킴으로써 수행된다. 용융되어 분사된 분말들은 급냉 응고의 방식에 의해서 주로 기계적 결합력으로 모재 표면에 적층되게 된다.
이러한 플라즈마 용사에 의한 코팅의 경우, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅에서 이용시 서스펜션에는 다양한 크기의 입자들이 분포되어 포함될 수 있는데, 이러한 상이한 입자 크기들을 제어하여 원하는 입자 크기를 갖는 코팅층이 형성될 수 있다면, 원하는 코팅층을 쉽게 제작이 가능할 것이다.
이 경우 경사 기능성 코팅층과 같이 코팅층의 두께 방향에 따라 코팅된 분말의 입자 크기를 상이하게 함으로써 다양한 입자 크기의 층분리가 일어날 수 있다면 매우 효율적인 코팅이 이루어질 수 있다.
기존의 방법은, 혼합 분말법(mixed powder method)과 같이 혼합 분말을 사용하는 방법은 다양한 조성비의 혼합 분말을 사전에 준비해야 하고 용사 공정 중 분말을 계속 교체해야 하는 제조 공정상의 단점이 있다.
본 발명은 상이한 입자 크기의 코팅층을 분리하여 형성하는 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법은, 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부; 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부; 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관; 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치에서, 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계; 상기 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계; 상기 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 상기 플라즈마 생성부로 공급하는 단계; 상기 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계; 준비된 기판에 상기 코팅용 분말들이 코팅되는 단계를 포함하고, 상기 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함하며, 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어된다.
상기 스터링 속도를 낮추면서 상기 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 상기 코팅용 분말들 중 입자 크기가 큰 조대 입자가 먼저 기판에 코팅된다.
상기 스터링 속도를 낮추면서 상기 공급 속도를 낮추도록 제어함에 의해, 상기 코팅용 분말들 중 입자 크기가 작은 미세 입자가 먼저 기판에 코팅된다.
상기 코팅층의 입자 크기의 제어는 연속적으로 인시츄(in-situ)로 제어된다.
상기 공급부에 연결된 추가 공급장치를 추가로 포함하고, 상기 추가 공급장치를 통해 추가적인 서스펜션 상태의 분말을 공급한다.
상기 스터링 속도 및 상기 공급 속도를 제어함에 의해 상기 추가적인 서스펜션 상태의 분말을 이용해 연속적으로 입자 크기에 따른 층분리 코팅을 수행한다.
상기 스터링 속도를 높이면서 상기 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 입자 크기가 큰 조대 입자 및 입자 크기가 작은 미세 입자가 동시에 기판에 코팅된다.
본 발명에 따르면 상이한 입자 크기의 코팅층을 분리되어 형성되며, 이 경우 별도의 분말 교체 없이 연속적으로 인시츄 공정이 가능하다는 장점을 갖는다.
도 1은 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법의 순서도를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법을 제공한다. 구체적으로 서스펜션 상태의 입자들의 크기 분포가 상이할 경우, 원하는 크기의 입자들을 선택적으로 코팅하는 것을 가능하게 하며, 이러한 코팅 공정이 인시츄로(in-situ) 연속적으로 가능하게 하는 제어 방법을 제공하며, 이에 의해 상이한 입자 크기의 코팅층을 분리되어 형성될 수 있고, 별도의 분말 교체 없이 연속적으로 인시츄 공정이 가능하다.
도 1은 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 개념도를 도시한다.
도 1에서 보는 것처럼, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치는, 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부(10); 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부(20); 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관(30); 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부(40)를 포함한다.
공급부(10)는 서스펜션 상태의 코팅용 분말들이 공급되는 부분이다. 이러한 공급부에는 도시되지는 않았지만 서스펜션을 휘저어주는 스터링(stirring) 장치를 포함하고 있다.
플라즈마 생성부(20)는 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 부분으로써 공급부(10)의 후단에 배치되어 있다.
플라즈마 생성부(20)는 공급받은 플라즈마 가스를 이용해 플라즈마 제트를 형성하고, 플라즈마 제트에 의해 코팅용 분말을 용융시키는 역할을 한다.
플라즈마 생성부에는 전원을 공급하는 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 공급되는 전압은 10~10,000V, 전류는 10~1000A 범위로 제어할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
플라즈마 생성부(20) 내부에서는 플라즈마 가스가 흐르고 음극과 양극 사이에서 아크를 발생시키면, 이때 발생되는 고열에 의해 가스가 해리되면서 플라즈마 제트가 형성된다. 형성된 제트의 흐름에 코팅용 분말을 주입하면 코팅용 분말의 용융이 시작되어 고온의 화염과 동시에 비행하면서 용융이 지속되어 액적화 되고, 궁극적으로 피코팅재(기판)의 표면에 충돌하면서 부착하게 된다. 다시 말해, 플라스마 가스를 플라즈마 화염으로 변화시켜 팽창시키면서 고속의 화염이 분사하게 되고, 플라즈마 화염에 코팅용 분말을 주입하여 상기 코팅용 분말을 용융시키면서 액적화된 분말이 피코팅재 표면에 충돌하여 피코팅재에 코팅층을 형성하게 된다.
플라즈마 가스는 아르곤 가스, 헬륨 가스 등과 같은 비활성 가스와 산소 가스, 질소 가스, 수소 가스 등이 혼합된 것일 수 있다.
이송관(30)은 공급부로부터 플라즈마 생성부로 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 이송하는 관이다.
노즐부(40)는 기판(60)으로 용융된 코팅용 분말들을 용사하는 부분이다. 노즐은 강도와 경도가 높은 텅스텐 합금 등으로 형성할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 코팅용 분말은 알칼리금속 분말, 알칼리토금속 분말, 3-13족의 금속 산화물 분말 및 란탄계 희토류 산화물 분말 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 알칼리금속 분말은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 등이 사용될 수 있고, 상기 알칼리토금속 분말은 마그네슘, 스트론튬, 바륨 등이 사용될 수 있다. 상기 금속 산화물 분말은 산화아연 분말, 산화티탄 분말, 산화알루미늄 분말, 산화지르코늄 분말, 산화실리콘 분말, 산화크롬 분말, 산화하프늄 분말, 산화철 분말, 산화니오븀 분말, 산화탄탈륨 분말, 산화텅스텐 분말, 산화주석 분말 등이 사용될 수 있다. 상기 란탄계 희토류 산화물 분말은 원자 번호 57~71에 해당하는 란탄족 원소의 산화물 분말을 가리키며, 산화란탄넘 분말, 산화 가돌리늄 분말, 산화세륨 분말, 산화프라세오디뮴 분말, 산화네오디뮴 분말, 산화사마륨 분말, 산화루테늄 분말 등이 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법의 순서도를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법은, 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계(S 210); 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계(S 220); 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로 공급하는 단계(S 230); 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계(S 240); 및 준비된 기판에 코팅용 분말들이 코팅되는 단계(S 250)를 포함하고, 이 경우 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어된다.
S 210 단계에서는 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급한다. 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하게 되며 이러한 입자 결정립 수준계에 따라 본 발명에서는 층분리 코팅을 하고자 하는 것이다. 이러한 입자들은 서스펜션 상태로 존재하게 되며, 그 크기는 수십나노미터에서 수마이크로미터 크기인 것이 이용된다. 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함한다. 전체적으로 볼 때 대략적으로 30 나노미터 내지 10 마이크로미터의 범위가 바람직하다. 입자 크기가 너무 크면 이송관이나 노즐에 입자들이 쌓여 막힐 우려가 있다. 한편, 서스펜션 상태이므로 용매 종류에 따라서도 부유 또는 침전의 조절이 가능할 수 있다.
S 220 단계에서는 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)한다. 스터링은 서스펜션 상태의 분말을 휘저어주는 것으로서, 이러한 스터링 속도는 추후 설명하는 것처럼 입자 크기에 따른 선택적 코팅에 매우 중요한 인자가 된다.
S 230 단계에서는 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로 공급한다. 코팅용 분말들은 외부의 힘과 압력을 공급부에 인가함으로써 이송관을 통해 블라즈마 생성부(20)로 공급된다. 외부의 힘과 압력은 펌프(pump)에 의해 인가될 수 있으며, 이러한 펌프의 힘에 의해 플라즈마 생성부로의 분말의 공급 속도가 결정된다. 펌프는 공압식, 유압식 또는 기계식 펌프 등이 이용될 수 있다.
S 240 단계에서는 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화한다. 이 경우 S 230 단계에서 공급 속도가 플라즈마에 의한 용융이 일어나지 않을 정도의 빠른 속도로 공급되지 않는 것이 중요하다. 이 속도를 넘어서면 플라즈마에 의한 용융이 일어나지 않기 때문이다.
S 250 단계에서는 준비된 기판에 코팅용 분말들이 코팅된다. 노즐(40)을 통해 액적화된 입자를 분사하여 기판(60)에 코팅이 이루어지게 된다.
본 발명은 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법을 제공하고 있으며, 이러한 제어는 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어되는 것이다.
스터링 속도를 낮추면서 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 코팅용 분말들 중 입자 크기가 큰 입자들이 먼저 기판에 코팅이 일어나도록 제어할 수 있다. 또한, 스터링 속도를 낮추면서 공급 속도를 낮추도록 제어함에 의해, 코팅용 분말들 중 입자 크기가 작은 입자들이 먼저 기판에 코팅이 일어나도록 제어할 수 있다. 또한, 스터링 속도를 높이면서 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 입자 크기가 큰 조대 입자 및 입자 크기가 작은 미세 입자가 동시에 기판에 코팅된다.
본 발명의 가장 큰 특징은 이러한 코팅층의 입자 크기의 제어가 연속적으로 인시츄(in-situ)로 제어가 가능하다는 점이다. 종래 기술에서 언급한 것처럼, 기존 기술의 경우 혼합 분말법(mixed powder method)과 같이 혼합 분말을 사용하는 방법은 다양한 조성비의 혼합 분말을 사전에 준비해야 하고 용사 공정 중 분말을 계속 교체해야 하는 제조 공정상의 단점이 있었지만, 본 발명에서는 스터링 속도 및 공급 속도를 제어함에 의해 분말의 교체 없이 연속적으로 인시츄로 코팅층의 입자 크기 제어가 가능하다. 이러한 코팅층의 입자 크기를 제어함으로써 입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능하게 되는 것이다.
한편, 코팅을 하는 도중 새로운 입자의 코팅이 필요한 경우, 이를 공급부에 공급할 수 있는 별도의 추가적인 공급장치(50)를 포함할 수 있다. 이러한 추가 공급장치(50)는 도 1에서 도시된 것처럼 공급부(10)에 연결되어 있다. 추가 공급 장치는 추가 공급 이송관을 통해 공급부(10)에 서스펜션 상태의 추가 분말을 공급하게 되며, 이 경우 밸브(55)에 의해 공급 여부를 제어할 수 있다. 이러한 별도의 추가 공급장치(50)를 포함함으로써, 본 발명에서는 새로운 입자가 코팅 과정에서 필요한 경우에도 연속적인 인시츄 공정으로 새로운 입자의 코팅이 가능하고, 또한 이 경우에도 역시 스터링 속도 및 공급 속도를 제어함에 의해 분말의 교체 없이 연속적으로 인시츄로 코팅층의 입자 크기 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에서는 준비된 기판(60)의 조도에 따라 코팅을 제어할 수 있다. 준비된 기판의 조도가 높은 경우, 즉, 울퉁불퉁한 표면을 갖는 경우, 스터링 속도를 낮추면서 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 코팅용 분말들 중 입자 크기가 큰 입자들이 먼저 기판에 코팅되도록 하고, 이후에 미세한 분말들이 코팅되도록 함으로써 매끈한 표면 코팅층을 만들 수 있다. 기판의 조도가 높은 경우 통상적인 절차로 코팅을 진행할 경우, 코팅이 균일하게 이루어지는 것이 아니라 볼록한 부분에서 코팅이 자라나는 문제가 생기지만, 본 발명에서는 조도가 높은 경우 미리 스터링 속도를 낮추면서 공급 속도를 높이도록 제어하여 초기에 입자 크기가 큰 입자들이 코팅되도록 하고 이후 한 입자들이 코팅되도록 제어하여 매끈한 코팅 표면을 만들 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부; 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부; 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관; 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치에서,
    둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계;
    상기 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계;
    상기 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 상기 플라즈마 생성부로 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계;
    준비된 기판에 상기 코팅용 분말들이 코팅되는 단계를 포함하고,
    상기 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함하며,
    서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어되고,
    상기 스터링 속도를 낮추면서 상기 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 상기 코팅용 분말들 중 입자 크기가 큰 조대 입자가 먼저 기판에 코팅되는,
    입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법.
  3. 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부; 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부; 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관; 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치에서,
    둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계;
    상기 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계;
    상기 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 상기 플라즈마 생성부로 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계;
    준비된 기판에 상기 코팅용 분말들이 코팅되는 단계를 포함하고,
    상기 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함하며,
    서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어되고,
    상기 스터링 속도를 낮추면서 상기 공급 속도를 낮추도록 제어함에 의해, 상기 코팅용 분말들 중 입자 크기가 작은 미세 입자가 먼저 기판에 코팅되는,
    입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 코팅층의 입자 크기의 제어는 연속적으로 인시츄(in-situ)로 제어되는,
    입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부; 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부; 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관; 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치에서,
    둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계;
    상기 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계;
    상기 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 상기 플라즈마 생성부로 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계;
    준비된 기판에 상기 코팅용 분말들이 코팅되는 단계를 포함하고,
    상기 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함하며,
    서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어되고,
    상기 공급부에 연결된 추가 공급장치를 추가로 포함하고, 상기 추가 공급장치를 통해 추가적인 서스펜션 상태의 분말을 공급하며,
    상기 스터링 속도 및 상기 공급 속도를 제어함에 의해 상기 추가적인 서스펜션 상태의 분말을 이용해 연속적으로 입자 크기에 따른 층분리 코팅을 수행하는,
    입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법.
  7. 서스펜션 상태로 코팅용 분말들을 공급하는 공급부; 플라즈마를 발생시켜 코팅용 분말들을 용융시키는 플라즈마 생성부; 상기 공급부로부터 상기 플라즈마 생성부로 상기 코팅용 분말들이 이송 가능하도록 하는 이송관; 및 상기 용융된 코팅용 분말들을 기판에 용사하는 노즐부를 포함하는, 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치에서,
    둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들을 공급하는 단계;
    상기 공급부에서 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 스터링(stirring)하는 단계;
    상기 공급부의 서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 상기 플라즈마 생성부로 공급하는 단계;
    상기 플라즈마 생성부에서 플라즈마가 생성되어 코팅용 분말들을 용융시켜 액적화하는 단계;
    준비된 기판에 상기 코팅용 분말들이 코팅되는 단계를 포함하고,
    상기 둘 이상의 서로 다른 수준의 입자 크기의 분말들은 30nm 내지 1um의 크기의 미세 입자 및 5um 내지 10um의 크기의 조대 입자를 포함하며,
    서스펜션 상태의 코팅용 분말들을 휘저어주는 스터링 속도 및 코팅용 분말들을 플라즈마 생성부로의 공급 속도를 제어함에 따라 코팅층의 입자 크기가 제어되고,
    상기 공급부에 연결된 추가 공급장치를 추가로 포함하고, 상기 추가 공급장치를 통해 추가적인 서스펜션 상태의 분말을 공급하며,
    상기 스터링 속도를 높이면서 상기 공급 속도를 높이도록 제어함에 의해, 입자 크기가 큰 조대 입자 및 입자 크기가 작은 미세 입자가 동시에 기판에 코팅되는,
    입자 크기에 따른 층분리 코팅이 가능한 서스펜션 플라즈마 용사 코팅 장치의 제어 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398884B1 (ko) * 2013-12-31 2014-05-27 한국세라믹기술원 경사 기능성 코팅층 형성에 적합한 서스펜션 플라즈마 용사 장치용 서스펜션 공급기
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100855872B1 (ko) * 2007-02-13 2008-09-05 주식회사 코미코 플라즈마 용사 코팅용 분말을 제조하기 위한 슬러리조성물, 상기 슬러리 조성물을 제조하는 방법 및 상기플라즈마 용사 코팅용 분말

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101398884B1 (ko) * 2013-12-31 2014-05-27 한국세라믹기술원 경사 기능성 코팅층 형성에 적합한 서스펜션 플라즈마 용사 장치용 서스펜션 공급기
US20170016104A1 (en) * 2015-06-04 2017-01-19 United Technologies Corporation Ceramic coating deposition

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