KR20030018695A - Method of preparing functionally gradient composite materials using detonation gun spraying - Google Patents

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국방과학연구소
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Abstract

PURPOSE: A method for preparing functionally gradient composite materials is provided which is capable of preparing uniformly mixed coating layer as maintaining physical properties and merits of each materials without deterioration or change of physical properties even when preparing functionally ingredient composite materials using materials having different physical properties. CONSTITUTION: The method for preparing functionally gradient composite materials comprises the steps of preparing a mixed coating layer by controlling types of material powder and coating process conditions in each shot unit using intermittent characteristics of detonation gun spraying; and forming a compositional gradient in a thickness direction by laying up the mixed coating layer comprising different fractions of each materials step by step through controlling of shot ratio of each powder, wherein the types of material powder supplied in each shot unit are controlled so that only a specific type of powder is injected into a tube barrel of a detonation gun sprayer per each shot using powder supplying units filled with each of the powders, degree of mixing of material powders in the mixed coating layer is controlled by controlling transfer speed of a specimen manipulator on which the coating layer is formed, thereby varying area of a part which is overlapped by continuous detonations, the fractions control design variables of the functionally gradient composite materials such as a compositional gradient in a thickness direction of the coating layer by changing thickness of each mixed coating layers when laying up each different mixed coating layers, and coating particles formed by one time of detonation is formed in a scattered shape by controlling the amount of powder supplied per each shot.

Description

폭발 용사 코팅법을 이용한 경사기능 복합 재료 제조방법{Method of preparing functionally gradient composite materials using detonation gun spraying}Method of preparing functionally gradient composite materials using detonation gun spraying}

본 발명은 경사기능 복합 재료를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폭발 용사 코팅법을 이용한 경사기능 복합 재료의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a gradient functional composite material, and more particularly, to a method for producing a gradient functional composite material using an explosion spray coating method.

금속계 모재 표면에 모재와는 상이한 조성 또는 특성을 가지는 재료의 피막을 형성하여 내열성, 내마모성, 내부식성, 내산화성과 같은 다양한 기능을 부가하는 방법을 코팅법이라 하며, 이 중 코팅하고자 하는 재료(주로 분말)를 용융 또는 반용융 상태로 가열한 후 분사하여 모재 표면에 충돌, 접착시킴으로서 코팅층을 형성하는 방법을 용사 코팅법(thermal spraying)이라 한다. 이러한 보호 코팅층 제조에는 모재에 새로운 여러 기능을 부여하기 위하여 일반적으로 모재와는 상이한 소재가 사용되어지며, 이에 따라 모재와 코팅층간의 재료 물성 차이로 인해 코팅층이 조기에 박리되는 문제점이 발생된다.The method of adding various functions such as heat resistance, abrasion resistance, corrosion resistance, and oxidation resistance by forming a film of a material having a composition or property different from that of the base metal on the surface of the metal base material is called a coating method. The method of forming a coating layer by heating the powder) in a molten or semi-melt state and then spraying and colliding with the surface of the base material is called thermal spraying. In the manufacture of such a protective coating layer, in order to give various new functions to the base material, a material different from the base material is generally used, and thus, a problem of early peeling of the coating layer occurs due to a material property difference between the base material and the coating layer.

이러한 문제점을 해결하고 보호 코팅에 보다 다양한 기능을 부여하기 위하여, 경사기능 재료(functionally gradient material: FGM)의 개념을 도입한 경사기능 복합 재료가 최근 활발히 연구되고 있다. 경사기능 재료란 '사용하고자 하는 특수한 용도에 기능적으로 알맞도록 미세구조, 조성 등이 재료의 위치에 따라 점진적으로 변화하는 재료'라고 정의할 수 있으며, 경사기능 복합 재료는 모재 표면에 코팅층을 제조하는 공정에서 코팅층의 두께방향으로 조성 및 물성이 연속적으로 변화하도록 제조되어진 코팅층을 말한다.In order to solve this problem and to impart more diverse functions to the protective coating, a gradient functional composite material which has introduced the concept of a functionally gradient material (FGM) has been actively studied recently. The inclined functional material can be defined as 'a material whose microstructure, composition, etc. gradually change depending on the position of the material so as to be functionally suitable for the specific application to be used.' Refers to a coating layer manufactured to continuously change composition and physical properties in the thickness direction of the coating layer in the process.

경사기능 복합 재료 코팅층을 제조하기 위해서는 우선 (1) 두 종류 또는 그이상의 재료가 미세하고 균일하게 혼합된 코팅층을 제조할 수 있어야 하며, 또한 (2) 코팅층 두께 방향으로 조성 경사(compositional gradient)를 구현하기 위하여 혼합 코팅층내 각 재료의 부피 분율을 원하는 비율로 변화시킬 수 있어야 한다.In order to manufacture the gradient functional composite coating layer, (1) two or more kinds of materials should be prepared with a fine and uniformly mixed coating layer, and (2) a compositional gradient in the coating layer thickness direction. In order to be able to change the volume fraction of each material in the mixed coating layer to the desired ratio.

현재 경사기능 복합 재료 코팅층 제조에 널리 사용되고 있는 용사 코팅법은 플라즈마 용사법(plasma spraying)이다. 플라배즈마 용사법을 이용하여 경사기능 복합 재료 코팅층을 제조하는 방법에는 '혼합 분말 사용 방법(mixed powder method)'(A. S. Demirkiran and E. Avci,Surf. Coat. Technol.,116/119 (1992) 292),'2개의 분말 공급기 사용 방법(2 feeder method)'(J. Musil and J. Fiala,Surf. Coat.l Technol., 52 (1992) 211) 등이 있으며, 도 1(a)는 전자의 모식도 및 도 1(b)는 후자의 모식도이다.The spray coating method that is currently widely used in the production of gradient functional composite coating layer is plasma spraying. As a method of preparing the gradient functional composite coating layer using the plasma spray method, AS mixed powder method (AS Demirkiran and E. Avci, Surf. Coat. Technol., 116/119 (1992) 292 ), '2 feeder method' (J. Musil and J. Fiala, Surf. Coat.l Technol. , 52 (1992) 211) and the like. A schematic diagram and FIG. 1 (b) are schematic diagrams of the latter.

혼합 분말을 사용하는 방법은 다양한 조성비의 혼합 분말을 사전에 준비해야 하고 용사 공정 중 분말을 계속 교체해야 하는 제조 공정상의 단점이 있다. 또한 플라즈마 용사법에서는 분말 공급거리가 1m 이상 되므로, 크기, 밀도 등 물성이 다른 두 종류의 분말이 공급되는 동안 나뉘어져 균일하게 혼합되지 않은 코팅층이 제조되는 문제점도 발생하게 된다. 이에 따라 사전에 기계적 합금화(mechanical alloying)법으로 두 종류 분말의 혼합 분말을 제조하는 방법(K. A. Khor and Y. W. Gu, in C. C. Berndt (ed.),Proc. 1st United Thermal Spray Conf., Indianapolos, Indiana,15-18 Sept. 1997, ASM international, materials Park, OH, 1997, pp. 259-265)도 시도되고 있으나, 이러한 추가적인 공정들로 인해 이 방법은 경제성 측면에서 많은 제약을 가지게 된다. 2개의 분말 공급기를 사용하는 방법은 두 개의 분말 공급기에서 각각 다른 종류와 분말을 채운 후 각 분말 공급기의 분말 공급량을 변화시킴으로써 경사기능 복합 재료 코팅층을 제조하는 방법이다. 이 방법도 또한 제조 공정 변수 최적화를 위해서는 조성비가 다른 각각의 복합 코팅층에 대한 다양한 예비 실험을 거쳐야 하는 단점을 가진다.The method of using the mixed powder has a drawback in the manufacturing process of preparing the mixed powder of various composition ratios in advance and continuously replacing the powder during the spraying process. In addition, in the plasma spraying method, since the powder supply distance is 1 m or more, a problem arises in that the coating layer is not uniformly mixed while two powders having different physical properties such as size and density are supplied. Accordingly, a method of preparing a mixed powder of two powders by mechanical alloying in advance (KA Khor and YW Gu, in CC Berndt (ed.), Proc. 1st United Thermal Spray Conf., Indianapolos, Indiana, 15-18 Sept. 1997, ASM international, Materials Park, OH, 1997, pp. 259-265), however, these additional processes place many constraints on economics. The method of using two powder feeders is a method of manufacturing a gradient functional composite coating layer by changing the powder feed amount of each powder feeder after filling different kinds and powders in each of the two powder feeders. This method also has the disadvantage of undergoing various preliminary experiments on each composite coating layer having a different composition ratio in order to optimize manufacturing process parameters.

무엇보다도 플라즈마 용사법을 이용한 경사기능 복합 재료 제조방법들이 공통적으로 가지는 가장 큰 문제점은 물성이 상이한 이종 분말들을 동일한 플라즈마 열원으로 용사하여 제조한다는 데 있다(N. Shimoda, S. Kitaguchi, T. Saito, H. takigawa, and M. Koga, in M. Yamanouchi et al. (eds.),Proc. 1st Int. Symp. on FGM, Sendai. Japan, 8-9 Oct. 1990, FGM Forum, Tokyo, Japan, 1990, pp.151-156; H.D. Steffens, M. Dvorak, and M. Wewel, in M. Yamanouchi et al. (eds),Proc. 1st Int Symp. on FGM, Sendai, Japan,8-9 Oct 1990, FGM Forum, Tokyo, Japan, 1990, pp.139-143; Y. Shinohara, Y. Imai, S. Ikeno, I. Shiota, and T. Fukushima,ISIJ Int., 32 (1992) 893). 이는 경사기능 복합 코팅의 적용이 가장 많이 고려되고 있는 열차단 코팅(thermal barrier coating; TBC) 분야에서의 사례를 통해 명확하게 확인할 수 있다. 경사기능 열차단 코팅의 경우 세라믹과 금속의 혼합 코팅층 제조가 요구되는 데, 이때 세라믹 재료로 주로 사용되는 부분 안정화 지르코니아(partially stabilized zirconia)의 녹는점은 2790℃나 되는데 반해, 금속계 코팅층 재료인 MCrAlY는 1300∼1400℃의 녹는점을 가진다. 따라서 금속 분말 용사 조건에서는 세라믹 코팅 분말들이 충분히 용융되지 않아 코팅층의 특성이 크게 저하되므로, 일반적으로 세라믹 재료에 맞춰진 용사 조건이 사용된다. 이에 따라, 용사중 과도한 열원에 노출된 금속계 코팅 분말 및 시편 표면의 금속 코팅층에서 산화가 크게 발생되는 문제점이 발생된다. 이러한 산화 개재물은 코팅 입자 사이에서 존재하여 입자간 결합력을 약화시키며, 균열의 전파경로로 작용하여 코팅층의 박리를 조장하는 등의 악영향을 끼치게 된다. 이상에서와 같이 많은 연구자들의 노력에도 불고하고 아직까지(1) 이종 재료를 각각의 물성 및 장점을 유지하면서 균일하게 혼합 코팅할 수 있으며, (2) 제조 공정이 비교적 단순하여 적용 가능성이 높고, (3) 공정 조건의 최적화가 용이한 경사기능 복합 재료 제조방법은 확립되어 있지 않다.Above all, the biggest problem that the fabrication method of the gradient functional composite material using the plasma spray method has in common is that different powders having different physical properties are manufactured by spraying the same plasma heat source (N. Shimoda, S. Kitaguchi, T. Saito, H). takigawa, and M. Koga, in M. Yamanouchi et al. (eds.), Proc. 1st Int.Symp.on FGM, Sendai.Japan, 8-9 Oct. 1990, FGM Forum, Tokyo, Japan, 1990, HD Steffens, M. Dvorak, and M. Wewel, in M. Yamanouchi et al. (eds), Proc. 1st Int Symp. on FGM, Sendai, Japan, 8-9 Oct 1990, FGM Forum , Tokyo, Japan, 1990, pp. 139-143; Y. Shinohara, Y. Imai, S. Ikeno, I. Shiota, and T. Fukushima, ISIJ Int. , 32 (1992) 893). This can be clearly seen in the case of thermal barrier coating (TBC), where the application of gradient functional composite coating is considered the most. In the case of the gradient functional thermal barrier coating, it is required to manufacture a mixed coating layer of ceramic and metal. In this case, the melting point of partially stabilized zirconia, which is mainly used as a ceramic material, is 2790 ° C. It has a melting point of 1300-1400 ° C. Therefore, in the metal powder spraying conditions, since the ceramic coating powders are not sufficiently melted and the characteristics of the coating layer are greatly reduced, the spraying conditions matched to the ceramic material are generally used. Accordingly, there is a problem in that oxidation is largely generated in the metal-based coating powder and the metal coating layer on the surface of the specimen exposed to an excessive heat source during spraying. These oxidation inclusions are present between the coated particles to weaken the inter-particle bonding force, and act as a propagation path of the cracks to adversely affect the peeling of the coating layer. As mentioned above, despite the efforts of many researchers, (1) heterogeneous materials can be uniformly mixed and coated while maintaining their respective physical properties and advantages, and (2) the manufacturing process is relatively simple, which is highly applicable. 3) There is no established method for manufacturing a gradient functional composite material that is easy to optimize process conditions.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 물성이 서로 상이한 재료들의 경사기능 복합 재료 제조시에도 물성의 저하 또는 변경없이 각각 재료의 물성 및 장점을 유지하면서 균일하게 혼합된 코팅층을 제조할 수 있고, 제조 공정이 비교적 간단하여 적용 가능성이 높으며, 공정 조건의 최적화가 용이한 경사기능 복합 재료 제조방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to produce a uniformly mixed coating layer while maintaining the physical properties and advantages of each material without deterioration or change of physical properties even when manufacturing inclined functional composite materials of materials having different physical properties. The present invention provides a method for producing a gradient functional composite material having a relatively simple process and having high applicability and facilitating optimization of process conditions.

도 1은 플라즈마 용사 코팅법을 이용한 기존의 경사기능 복합 재료 제조방법이다.1 is a conventional method of manufacturing a gradient functional composite material using a plasma spray coating method.

도 2는 폭발 용사 코팅 장비의 개략도이다.2 is a schematic representation of an explosion spray coating equipment.

도 3은 경사기능 복합 재료 제조방법(1) - 이종 재료의 혼합 코팅층 제조방법이다.3 is a method for producing a gradient functional composite material (1)-a method for producing a mixed coating layer of different materials.

도 4는 경사기능 복합 재료 제조방법(2) - 코팅층 두께 방향 조상 경사 구현 방법이다.Figure 4 is a method for producing a gradient functional composite material (2)-coating layer thickness direction ancestor inclination implementation method.

도 5는 본 발명의 제조방법을 적용하여 제조된 세라믹-금속 경사기능 복합 재료 코팅층의 미세 조직 관찰 결과이다.5 is a microstructure observation result of the ceramic-metal gradient function coating layer prepared by applying the manufacturing method of the present invention.

도 6은 본 발명의 제조방법을 적용하여 제조된 세라믹-금속 경사기능 복합 재료 코팅층의 상분석 결과이다.Figure 6 is a phase analysis of the ceramic-metal gradient function coating layer prepared by applying the manufacturing method of the present invention.

도 7은 본 발명의 제조방법을 적용하여 제조된 세라믹-금속 경사기능 복합 재료 코팅층의 미세 경도 측정 결과이다.7 is a result of measuring the fine hardness of the ceramic-metal gradient function coating layer prepared by applying the manufacturing method of the present invention.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 폭발 용사법(detonation gun spraying)의 단속적인 특성을 이용하여, 매 폭발(shot) 단위로 재료 분말의 종류 및 코팅 공정 조건을 제어하여 혼합 코팅층을 제조하고, 각 분말의 폭발수 비(shot ratio) 조절을 통해 각 재료의 분율을 달리한 혼합 코팅층을 단계적으로 적층하여 두께 방향으로 조성 구배를 형성하는 경사기능 복합 재료를 제조하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention uses the intermittent characteristics of the detonation gun spraying, to control the type of material powder and coating process conditions in every shot unit to prepare a mixed coating layer, It provides a method for producing a gradient functional composite material to form a compositional gradient in the thickness direction by stepwise stacking the mixed coating layer having different fractions of each material by controlling the shot ratio of each powder.

상기 경사기능 복합 재료 제조 방법에서, 매 폭발단위로 공급되는 재료 분말의 종류는 각각의 분말이 채워진 분말 공급기들을 사용하여 매 폭발마다 특정 종류의 분말만을 폭발 용사 장치의 관통 내에 주입하도록 제어하는 것이 바람직하다. 그 이유는 이를 통해 각 분말 재료의 특성에 맞는 최적 용사 조건을 사용할 수 있으므로, 각각 재료가 본래의 물성 및 장점을 유지한 재로 혼합된 혼합 코팅층을 제조할 수 있기 때문이다.In the method for producing a gradient functional composite material, it is preferable that the type of material powder supplied in each explosion unit is controlled to inject only a specific kind of powder into the penetration of the explosion spraying device at each explosion by using powder feeders filled with each powder. Do. The reason for this is that it is possible to use the optimum spraying conditions suitable for the properties of each powder material, it is possible to produce a mixed coating layer mixed with the material, each material retaining its original properties and advantages.

상기 경사기능 복합 재료 제조 방법에서, 상기 혼합 코팅층에서의 재료 분말의 혼합도는 코팅층이 형성되는 시편 이송 장치의 이송 속도를 조절하여 연속된 폭발들에 의해 겹쳐지는 부분의 면적을 달리함으로서 제어하는 것이 바람직하다. 그 이유는 이 방법이 다양한 형상을 가지는 모재 시편에 적용이 가능하며 공정 제어가 용이하기 때문이다.In the method of manufacturing a gradient functional composite material, the mixing degree of the material powder in the mixed coating layer is controlled by varying the area of the overlapped portion by successive explosions by adjusting the conveying speed of the specimen conveying apparatus in which the coating layer is formed. desirable. The reason is that this method can be applied to the base material specimens having various shapes and the process control is easy.

상기 경사기능 복합 재료 제조 방법에서, 상기 분율이 각기 다른 혼합 코팅층들을 적층할 때, 각 혼합 코팅층의 두께를 변화시킴으로써 경사 기능 복합 재료의 설계 변수를 제어하는 것이 바람직하다. 그 이유는 이 방법을 적용하면 코팅층 두께방향으로 우수한 조성 경사를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 조성 경사의 변화가 용이하여 다양한 조성 경사를 가지는 경사기능 복합 재료 코팅층 제조 조건을 비교적 쉽게 도출할 수 있기 때문이다.In the method of manufacturing the gradient functional composite material, when stacking the mixed coating layers having different fractions, it is preferable to control the design parameters of the gradient functional composite material by changing the thickness of each mixed coating layer. This is because the application of this method not only realizes excellent compositional gradient in the coating layer thickness direction, but also makes it easy to change the compositional gradient so that the manufacturing conditions of the gradient functional composite coating layer having various compositional gradients can be derived relatively easily. .

상기 경사기능 복합 재료 제조 방법에서, 각 폭발당 공급되는 분말의 양을 제어하여 1회의 폭발에 의해 형성되는 코팅입자들이 점점이 흩뿌려진 형태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 이를 통해 혼합 코팅층내 각 코팅 입자의 혼합도를 향상시킬 수 있기 때문이다.In the method for producing a gradient functional composite material, it is preferable to control the amount of powder supplied per explosion so that the coated particles formed by one explosion are gradually scattered. The reason is that through this, the mixing degree of each coating particle in the mixed coating layer can be improved.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 경사기능 복합 재료 코팅층 제조를 위하여 폭발 용사법을 사용한다. 폭발 용사법은 1950년대 초에 개발되었으며, 현재 가장 뛰어난 코팅 제조법의 하나로 많은 산업 분야에서 사용되고 있다.In the present invention, the explosive spraying method is used to prepare a gradient functional composite coating layer. Explosion spraying was developed in the early 1950s and is now one of the best coating formulations in use in many industries.

도 2(a)는 폭발 용사 장비 사진이다. 도 2(a)에 보인 바와 같이, 폭발 용사 코팅 장비의 본체는 내경 20 mm, 길이 약 1 m의 폭발 관통과 두 개이상의 분발 공급장치, 그리고 가스 유량 및 압력 제어 장치 등으로 구성되어 있다. 본 장비에서는 폭발 용사 장비 본체와 연결된 컴퓨터 제어 장치를 통해 해당 밸브의 여닫힘 시간을 1/100초 단위로 조절하는 것과 같은 방법으로 각 가스와 용사 분말의 공급량, 공급 시기 등을 제어할 수 있다. 이와 같이 정밀하게 계량된 연료 가스 및 코팅 분말이 각 밸브의 여닫힘을 통해 관통 내로 공급된 후 점화 플러그에 의해 연료 가스가 점화되어 폭발이 발생한다. 이에 의해 코팅 분말은 분사, 가열되고 전방에 놓인 시편 표면에 충돌하여 코팅층을 형성한다. 이와 같은 일련의 과정을 1회의 '폭발(shot)'이라고 부른다. 한번의 '폭발'에 의해 시편 표면에 형성되는 코팅층의 형상은 일반적으로 관통 단면의 형성과 유사한 직경, 약 25 mm의 원형이며, 형성된 코팅층의 두께는 수 μm이다.Figure 2 (a) is a photograph of the explosion spray equipment. As shown in Fig. 2 (a), the main body of the sprayed spray coating equipment is composed of an inner diameter of 20 mm, an explosion penetration of about 1 m in length and two or more injection feeders, and a gas flow rate and pressure control device. In this equipment, it is possible to control the supply amount and timing of each gas and spray powder in the same way as the opening and closing time of the valve in 1/100 second through the computer control device connected to the explosion spray equipment main body. Thus precisely metered fuel gas and coating powder is supplied into the through through the opening and closing of each valve, and then the fuel gas is ignited by the spark plug to generate an explosion. As a result, the coating powder is sprayed, heated and impinges on the surface of the specimen in front to form a coating layer. This series of processes is called a 'shot'. The shape of the coating layer formed on the specimen surface by one 'explosion' is generally circular, about 25 mm in diameter, similar to the formation of the through-section, and the thickness of the coating layer formed is several μm.

도 2(b)는 폭발 용사 장비의 개략도이다. 도 2(b)에 보인 바와 같이, 코팅하고자 하는 시편의 형상 및 크기에 따라 다양한 종류의 시편 이송장치(specimenmanipulator)를 사용하여 시편을 좌우 또는 상하로 움직임으로써 각 '폭발'에 의해 형성된 원형의 코팅층이 연속적으로 겹쳐지게 함으로써 보다 넓은 면적과 다양한 형상의 시편에 동일한 두께로 코팅층을 형성시키게 된다.2 (b) is a schematic diagram of an explosion spraying equipment. As shown in FIG. 2 (b), a circular coating layer formed by each 'explosion' by moving the specimen left and right or up and down using various kinds of specimen manipulators according to the shape and size of the specimen to be coated. By successively overlapping, the coating layer is formed with the same thickness on a wider area and various shapes of the specimen.

폭발 용사법을 사용하는 본 발명의 경사기능 복합 재료 제조방법을 크게 (1) 두 종류 또는 그 이상의 재료가 미세하고 균일하게 혼합된 코팅층을 제조하는 방법과 (2) 혼합 코팅층내 각 재료의 부피 분율을 원하는 비율로 변화시켜 코팅층 두께 방향으로 조성 경사를 구현하는 방법으로 나누어 설명한다.The method of manufacturing the inclined functional composite material of the present invention using the explosion spray method is largely divided into (1) a method for producing a coating layer in which two or more materials are finely and uniformly mixed and (2) a volume fraction of each material in the mixed coating layer. It will be described by dividing by changing the desired ratio to realize the composition gradient in the coating layer thickness direction.

폭발 용사법은 코팅층을 단속적으로 형성시킨다. 즉 매 폭발당 일정한 양의 분말을 공급하고 분사, 가열시켜 시편 표면에 코팅층을 형성하고, 시편을 이동시키며 이를 반복함으로써 시편 표면 전체에 코팅층을 형성한다. 본 발명은 폭발 용사법이 가지는 이러한 단속적인 특성을 이용한 것으로, 동일 조건으로 유지되는 열원내에 코팅 분말을 연속적으로 공급하여 코팅층을 제조하는 플라즈마 용사법이나 HVOF(high-velocity oxy fuel) 용사법과 같은 다른 용사법에서는 시도될 수 없는 새로운 제조방법이다.Explosion spraying forms the coating layer intermittently. That is, by supplying a certain amount of powder per explosion, spraying and heating to form a coating layer on the surface of the specimen, by moving the specimen and repeating to form a coating layer on the entire surface of the specimen. The present invention utilizes the intermittent characteristics of the explosion spraying method, and in other spraying methods such as plasma spraying or HVOF (high-velocity oxy fuel) spraying to produce a coating layer by continuously supplying the coating powder to a heat source maintained under the same conditions. It is a new manufacturing method that cannot be tried.

도 3는 경사기능 복합 재료 제조방법(1) - 이종 재료와 혼합 코팅층 제조방법을 도시한다. 도 3(a)는 그 개략도이다. 도 3(a)에 보인 바와 같이, 본 제조방법은 코팅 재료 분말 A를 공급한 폭발과 분말 B를 공급한 폭발을 번갈아 가면서 용사함으로써 분말 A와 분말 B가 1:1의 비율로 혼합된 코팅층을 제조할 수 있을 것이라는 아이디어를 바탕으로 발명되었다. 각각 분말 A와 분말 B로 채워진 두 개의 분말 공급기를 사용하여 매 폭발마다 공급되는 분말의 종류를 변경할 수 있다. 2 종류이상의 분말을 사용한 혼합 코팅층의 경우에도 분말 공급기를 추가로 설치함으로써 이와 동일한 방법으로 제조가 가능하다.3 shows a method for producing a gradient functional composite material (1)-a method for producing a heterogeneous material and a mixed coating layer. 3A is a schematic diagram thereof. As shown in Figure 3 (a), the present manufacturing method by spraying alternately the explosion supplied powder A and the explosion supplied powder B by spraying alternately the coating layer of powder A and powder B in a ratio of 1: 1 It was invented based on the idea that it could be manufactured. Two powder feeders, each filled with Powder A and Powder B, can be used to change the type of powder supplied for each explosion. In the case of the mixed coating layer using two or more kinds of powders, it is possible to manufacture the same method by additionally providing a powder feeder.

그러나, 일반적으로 폭발 용사시 1회의 폭발에 의해 형성되는 직경 약 25 mm인 원반형태의 코팅층에 의해 시편 표면에 해당 면적 전체가 덮이게 된다. 따라서, 분말 A를 공급한 첫 번째 폭발에 의한 코팅층과 분말 B를 공급한 두 번째 폭발에 의한 코팅층을 시편 이동을 통해 서로 겹치게 하여도, 그 겹친 부분에서 분말 A와 분말 B가 미세하게 혼합된 코팅층은 형성되지 않는다. 이러한 문제는 각 폭발당 공급되는 분말의 양을 적절히 감소시킴으로써, 도 3(b)에 보인 바와 같이, 1회의 폭발에 의해 형성되는 코팅층이 직경 약 25 mm인 원형 표면 전체를 덮는 대신, 분말 입자들이 점점이 흩뿌려진 형태가 되도록 함으로써 해결할 수 있다.In general, however, the entire surface of the specimen is covered by the disk-shaped coating layer having a diameter of about 25 mm formed by one explosion during the thermal spraying. Therefore, even if the coating layer of the first explosion supplied with Powder A and the coating layer of the second explosion supplied with Powder B overlap each other by moving the specimen, the coating layer of finely mixed Powder A and Powder B in the overlapped portion Is not formed. This problem is achieved by appropriately reducing the amount of powder supplied per explosion, so that instead of covering the entire circular surface with a diameter of about 25 mm, the coating layer formed by one explosion as shown in FIG. It can be solved by making it more and more scattered.

또한, 제조된 코팅층의 혼합도는 연속된 폭발들에 의해 겹쳐지는 부분의 면적에 따라 달라지게 된다. 이 겹쳐지는 부분의 면적은 시편 이송장치의 이송 속도를 조절함으로써 제어할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 도 3(c)에 보인 바와 같이 몇 개의 코팅 분말 입자 단위로 미세하게 혼합된 코팅층을 제조할 수 있다.In addition, the degree of mixing of the prepared coating layer will depend on the area of the overlapping portion by successive explosions. The area of this overlapping portion can be controlled by adjusting the feed rate of the specimen feeder. In this way, as shown in Figure 3 (c) it can be prepared a coating layer finely mixed in a few coating powder particles unit.

경사기능 복합 재료 제조시 코팅층 두께 방향으로 조성 변화를 구현하기 위해서는 혼합 코팅층내의 각 재료의 부피 분율을 0%에서 100%까지 단계적으로 변화시킬 수 있어야 한다.In order to realize the compositional change in the coating layer thickness direction during the production of the inclined functional composite material, it is necessary to change the volume fraction of each material in the mixed coating layer stepwise from 0% to 100%.

본 제조방법에서는 각 분말 폭발수의 비를 조절함으로써 부피 분율을 변화시킨다. 예를 들어, 재료 A와 재료 B가 50%:50%로 혼합된 코팅층은 재료 분말 A를 공급한 폭발과 분말 B를 공급한 폭발을 번갈아 용사함으로써 제조할 수 있다. 마찬가지로 일정 속도로 움직이는 모재 시편 표면에 분말 A를 공급한 폭발을 3회 실시한 후 분말 B를 공급한 폭발을 1회 실시하는 과정을 반복함으로써, 분말 A의 부피 분율이 약 75%인 A와 B 재료의 혼합 코팅층을 얻을 수 있다. 이 경우 분말 A와 분말 B의 폭발수 비는 3:1이 된다.In this production method, the volume fraction is changed by adjusting the ratio of each powder explosive water. For example, a coating layer in which material A and material B are mixed at 50%: 50% can be produced by alternately spraying an explosion supplied with material powder A and an explosion supplied with powder B. Similarly, A and B materials having a volume fraction of Powder A of about 75% were repeated by repeating the process of supplying Powder A three times to the surface of the base material specimen moving at a constant speed, and then performing the explosion of Powder B once. Mixed coating layer can be obtained. In this case, the ratio of the explosive water of powder A to powder B is 3: 1.

도 4는 경사기능 복합 재료 제조방법(2) - 코팅층 두께 방향 조성 경사 구현 방법을 도시한다. 도 4(a)는 본 제조방법을 통해 두께 방향으로 조성 경사를 구현한 경사기능 복합 재료의 제조예를 나타낸 것이다. 우선 모재 시편 표면에 일정 두께의 100% A 코팅층을 용사한 후, A와 B의 폭발수 비를 3:1로 하여 위에서 언급한 방법과 같이 75% A - 25% B의 부피 분율을 가지는 혼합 코팅층을 적층한다. 마찬가지 방법으로 A와 B의 폭발수 비를 2:1, 1:1, 1:2, 1:3으로 단계적으로 증가시키면서 부피 분율이 다른 각 코팅층을 차례로 적층함으로써, 두께 방향으로 재료 B의 조성이 0%에서 100%까지 변하는 경사기능 복합 재료를 제조한다.Figure 4 shows a method for producing a gradient functional composite material (2)-coating layer thickness direction composition implementation method. Figure 4 (a) shows a manufacturing example of the inclined function composite material that implements the composition gradient in the thickness direction through the present manufacturing method. First, a 100% A coating layer of a certain thickness is sprayed on the surface of the base material specimen, and then a mixed coating layer having a volume fraction of 75% A-25% B as described above, with the explosive ratio of A and B being 3: 1. Laminated. In the same way, by increasing the explosive water ratio of A and B to 2: 1, 1: 1, 1: 2, 1: 3 step by step, by laminating each coating layer having a different volume fraction, Produce warp composites that vary from 0% to 100%.

이 때, 분율이 각기 다른 혼합 코팅층을 동일 두께로 적층함으로써 도 4(b)에 보인 바와 같이 두께 방향으로 직선적으로 변화하는 경사기능 복합 재료를 제조할 수 있으며, 각 혼합 코팅층의 두께를 점진적으로 증가시키거나 감소시킴으로써 코팅층 두께 방향으로 오목하거나 볼록한 조성 구배를 가지는 경사기능 복합 재료도 제조할 수 있다. 즉, 본 제조방법에서는 부피 분율이 다른 각 혼합 코팅층의 두께를 조절함으로써 코팅층 두께 방향으로 다양한 조성 변화를 가지는 경사기능 복합 재료를 제조할 수 있다.At this time, by stacking the mixed coating layers having different fractions with the same thickness, as shown in FIG. 4 (b), it is possible to prepare a gradient functional material that changes linearly in the thickness direction, and gradually increases the thickness of each mixed coating layer. By reducing or reducing, it is also possible to produce warp functional composite materials having a compositional gradient concave or convex in the coating layer thickness direction. That is, in the present manufacturing method, it is possible to manufacture a gradient functional composite material having various compositional changes in the coating layer thickness direction by adjusting the thickness of each mixed coating layer having a different volume fraction.

(실시예)(Example)

열차단 코팅이란 고온에서 사용되어지는 부품의 표면에 열전도도가 낮은 세라믹 재료들 코팅함으로써, 모재 표면의 온도를 낮추고 열충격으로부터 모재를 보호하여 부품의 수명을 향상시키려는 목적으로 적용되는 코팅을 말한다. 재료 물성이 크게 다른 세라믹과 금속을 적층하여 제조되는 열차단 코팅에서는 세라믹 단열 코팅층과 금속계 결합 코팅층(또는 금속계 모재)의 계면에서 물성이 급격하게 변화하며, 이 중에서도 두 코팅층간 열팽창 계수의 큰 차이로 인해 반복된 가열/냉각시 계면에서 큰 열응력이 발생된다. 이는 열차단 코팅의 주된 파괴 원인이 되므로 이를 해결하기 위하여 세라믹 상부 코팅층과 금속계 결합 코팅층 사이에 세라믹 조성이 코팅층 두께 방향으로 100%에서 0%까지 점진적으로 변화되는 경사 기능 복합재료 코팅층을 삽입하여 열적 안정성을 향상시키게 된다.The thermal barrier coating is a coating applied for the purpose of improving the life of a component by coating ceramic materials having low thermal conductivity on the surface of the component used at high temperature, thereby lowering the temperature of the substrate surface and protecting the substrate from thermal shock. In thermal barrier coatings made by laminating ceramics and metals with significantly different material properties, the physical properties change rapidly at the interface between the ceramic thermal insulation coating layer and the metal-based bond coating layer (or the metal base material). Among them, the thermal expansion coefficient between the two coating layers is large. This results in large thermal stresses at the interface during repeated heating / cooling. This is the main cause of the thermal barrier coating. To solve this problem, thermal stability is inserted between the ceramic upper coating layer and the metal-based combined coating layer by inserting a gradient functional composite coating layer in which the ceramic composition gradually changes from 100% to 0% in the coating layer thickness direction. Will improve.

도 5는 본 발명에서 제시된 경사기능 복합 재료 제조방법을 적용하여 제조된 경사기능 열차단 코팅의 단면 미세 조직을 광학 현미경을 이용하여 관찰한 결과이다. 본 시편에서 세라믹 재료로는 ZrO2-8중량% Y2O3의 조성을 가지는 이트리아 안정화 지르코니아(Yttria-stabilized zirconia:YSZ) 분말을 사용하였으며, 금속 재료로 사용된 용사 분말은 Ni-22Cr-10Al-1Y(중량%) 조성을 가지는 NiCrAlY계 분말이다. 광학 현미경하에서 세라믹 코팅 입자는 어두운 회색을 가지며, 금속 코팅 입자는 밝은 회색을 가진다. 도 5(b),(c)는 각각 세라믹 분율이 큰 부분(ceramic-rich area)과 금속 분율이 큰 부분(metal-rich area)을 확대 관찰한 결과이며, 도(d),(e)는 세라믹의 부피 분율이 각각 75%, 25%인 세라믹과 금속의 혼합 코팅층표면 미세 구조를 보여주는 결과이다.5 is a result of observing the cross-sectional microstructure of the gradient functional thermal barrier coating prepared by applying the gradient functional composite material manufacturing method presented in the present invention using an optical microscope. In this specimen, Yttria-stabilized zirconia (YSZ) powder having a composition of ZrO 2 -8 wt% Y 2 O 3 was used as the ceramic material. Ni-22Cr-10Al was used as the metal spray material. NiCrAlY-based powder having a composition of -1Y (% by weight). Under an optical microscope, the ceramic coated particles have a dark gray color, and the metal coated particles have a light gray color. 5 (b) and 5 (c) show enlarged observations of a ceramic-rich area and a metal-rich area, respectively, and FIGS. This is a result showing the microstructure of the mixed coating layer surface of the ceramic and the metal having the volume fraction of the ceramic 75% and 25%, respectively.

이러한 결과들에서 명확하게 보이는 바와 같이, 본 경사기능 복합 재료 제조방법을 적용하여 제조된 경사기능 열차단 코팅은 세라믹과 금속이 두께 수 μm, 직경 수십 μm인 편평 입자(splat) 단위로 미세하고 균일하게 혼합된 미세구조를 가졌다. 또한 경사기능 열차단 코팅층 내에는 코팅층 두께 방향으로 세라믹 분율이 점차적으로 증가되어, 세라믹 부피 분율이 0%에서 100%까지 변화하는 조성 경사가 구현되어 있었다. 특히, 세라믹과 금속의 폭발수 비를 달리한 5개의 혼합 코팅층을 적층한 다층 코팅층 형태로 제조하였음에도 불구하고 (도 4(b) 참조), 코팅층 내부에서는 이들 혼합 코팅층을 구별할 수 있는 특정한 계면이 관찰되지 않았다.As is apparent from these results, the gradient thermal barrier coating prepared by applying this gradient functional composite material manufacturing method is fine and uniform in units of flat particles having a thickness of several μm and a diameter of several tens of μm of ceramic and metal. It had a finely mixed microstructure. In addition, in the gradient function thermal barrier coating layer, the ceramic fraction was gradually increased in the thickness direction of the coating layer, and the composition gradient in which the ceramic volume fraction changed from 0% to 100% was realized. In particular, although manufactured in the form of a multilayer coating layer in which five mixed coating layers having different explosive ratios of ceramics and metals are laminated (see FIG. 4 (b)), a specific interface for distinguishing these mixed coating layers is formed inside the coating layer. Not observed.

폭발 용사법을 이용한 본 경사기능 복합 재료 제조방법으로 제조된 경사기능 열차단 코팅층은 세라믹 코팅 입자와 금속 코팅 입자가 편평 입자형태로 미세하게 혼합, 적층된 라멜라(lamella) 구조를 나타내었다. 이러한 라멜라 구조는 가열, 분사된 코팅 분말이 시편 또는 형성된 코팅층 표면에 충돌한 후 급냉되는 방법으로 제조되는 용사 코팅의 특징적인 미세구조로서, 도 5에 함께 나타낸 바와 같이 플라즈마 용사법으로 제조된 경우에도 이와 유사한 라멜라 구조를 가지는 것으로 보고되고 있다. 그러나, 본 제조방법으로 제조된 경사기능 열차단 코팅층의 단면 미세 구조와 플라즈마 용사법으로 제조된 경우를 비교하여 보면, 폭발 용사법으로 제조된 경사 기능 열차단 코팅층이 보다 우수한 코팅 입자의 혼합도를 가졌으며, 두께 방향으로 점진적인 조성 경사도 보다 명확하게 구현된 것을 알 수 있다.The gradient thermal barrier coating layer prepared by the method of manufacturing the gradient functional composite material using the explosion spraying method exhibited a lamellar structure in which ceramic coating particles and metal coating particles were finely mixed and laminated in the form of flat particles. This lamellar structure is a characteristic microstructure of the thermal spray coating prepared by a method in which a heated and sprayed coating powder is quenched after colliding with a specimen or a formed coating layer surface, even when manufactured by plasma spraying as shown in FIG. It has been reported to have a similar lamellar structure. However, when comparing the cross-sectional microstructure of the gradient functional thermal barrier coating layer manufactured by the present method with the case of plasma spraying, the gradient functional thermal barrier coating layer prepared by the explosion spraying method had better mixing of the coating particles. As a result, it can be seen that the gradient of the composition gradually in the thickness direction is implemented more clearly.

도 6은 경사기능 열차단 코팅층의 상(phase) 분석을 위해 X-선 회절(X-raydiffraction: XRD) 실험을 행한 결과이다. 경사기능 코팅층의 XRD 패턴에서는 세라믹과 금속의 부피 분율이 증가 또는 감소함에 비례하여 해당 피크의 강도가 변화하였으며, 100% 세라믹 코팅층 및 100% 금속 코팅층에서 관찰된 피크이외의 다른 피크는 관찰되지 않았다. 그러나, 플라즈마 용사법으로 제조된 경우에는 높은 융점의 세라믹을 충분히 용융시키기 위하여 세라믹 용사 조건에 치우친 조건에서 혼합 코팅층을 제조하므로, 세라믹 분말과 함께 분사되는 금속 분말 및 시편에 형성된 금속계 코팅층이 과도한 열에 노출되어 산화 및 열분해가 크게 발생되고, 이에 따라 경사기능 코팅층에서 단일 재료 코팅층에서는 나타나지 않았던 피크들이 나타나는 것으로 보고되고 있다.6 shows the results of X-ray diffraction (XRD) experiments for phase analysis of the gradient functional barrier coating layer. In the XRD pattern of the gradient coating layer, the intensity of the corresponding peak was changed in proportion to the increase or decrease of the volume fraction of the ceramic and the metal, and no peaks other than the peaks observed in the 100% ceramic coating layer and the 100% metal coating layer were observed. However, in the case of the plasma spraying method, the mixed coating layer is manufactured under the conditions oriented to the ceramic spraying conditions in order to sufficiently melt the high melting point ceramics. Thus, the metal powder sprayed with the ceramic powder and the metal coating layer formed on the specimen are exposed to excessive heat. It is reported that oxidation and pyrolysis occur largely, and thus peaks that do not appear in the single material coating layer appear in the gradient coating layer.

도 7은 본 경사기능 복합 재료 제조방법으로 제조된 경사기능 열차단 코팅층의 단면상에서 금속계 결합 코팅층 내를 기준으로 경사기능 코팅층을 지나 세라믹 상부 코팅층까지 두께 방향으로 일정 간격씩 떨어진 위치의 미소 경도 값을 측정한 결과이다. 경사 기능 코팅층 내에서의 미소 경도 평균값들은 세라믹 상부 코팅층과 금속계 결합 코팅층의 두 값을 연결한 일직선상에 위치하였으며, 이러한 결과를 통해 경사기능 코팅층의 평균 미소 경도 값이 세라믹 또는 금속 부피 분율에 1차원적으로 비례한다는 것을 알 수 있다. 이는 본 제조방법으로 제조된 혼합 코팅층 내에서 각 코팅 입자들은 단일 코팅층에서와 같은 경도 및 접합 강도를 유지한다는 것을 보여주는 결과로 판단된다.7 is a micro hardness value of a position spaced apart at regular intervals in the thickness direction from the gradient coating layer to the ceramic coating layer on the basis of the metal-based combined coating layer on the cross-section of the gradient functional thermal barrier coating layer prepared by the present method of manufacturing a gradient functional composite material It is a result of a measurement. The average values of the microhardness in the warp-coating layer were located in a straight line connecting the two values of the ceramic top coating layer and the metal-based combined coating layer. It can be seen that it is proportional to the enemy. This is judged as a result showing that each coating particles in the mixed coating layer prepared by the present method maintain the same hardness and bonding strength as in a single coating layer.

이상의 결과들을 종합하여 보면, 본 발명에서 제시한 경사기능 복합 재료 제조방법은 혼합하고자 하는 두 코팅 재료를 각 재료의 단일 코팅층이 가지는 상과경도, 접합강도 등 기본 특성들을 유지한 상태로 미세하고 균일하게 혼합할 수 있는 매우 우수한 혼합 코팅층 제조방법임을 확인할 수 있다.In summary, the method for manufacturing the gradient functional composite material proposed in the present invention is fine and uniform in the state of maintaining the basic properties such as hardness, hardness, and bonding strength of a single coating layer of each material for two coating materials to be mixed. It can be seen that it is a very good mixing coating layer manufacturing method that can be mixed.

경사기능 복합 재료 코팅층 제조시 혼합 코팅층을 각 재료 분말의 최적 용사 조건으로 제조할 수 있다. 이는 본 제조방법에서는 매 폭발 단위로 재료 분말의 종류 및 코팅 공정 조건을 제어하기 때문이다. 따라서, 금속, 폴리머와 같이, 물성이 서로 상이한 재료들의 경사기능 복합 재료 제조시에도 각 재료 물성의 저하 또는 변경없이 우수한 혼합 코팅층을 제조할 수 있다.In the production of the gradient functional composite coating layer, the mixed coating layer may be prepared under the optimum spraying conditions of the respective powders. This is because the present method controls the type of material powder and the coating process conditions on a per explosion basis. Therefore, even when manufacturing a gradient functional composite material of materials having different physical properties, such as metals and polymers, it is possible to produce excellent mixed coating layers without deteriorating or changing the physical properties of each material.

또한 본 발명의 경사기능 복합 재료 제조방법은 최적 공정 조건 설정이 매우 용이하다. 이는 혼합 코팅층 제조시에도 각 재료의 부피 분율에 상관없이 코팅 재료 각각의 단일 코팅층에서의 최적 용사 조건을 동일하게 적용할 수 있기 때문이다.In addition, the method for producing a gradient functional composite material of the present invention is very easy to set the optimum process conditions. This is because even in the preparation of the mixed coating layer, the optimum spraying conditions in the single coating layer of each coating material can be equally applied regardless of the volume fraction of each material.

경사기능 복합 재료의 여러 설계 변수(혼합 코팅층의 조성비, 코팅층 두께 방향의 조성 구배 등)를 플라즈마 용사법을 이용한 기존의 제조방법에 비해 매우 용이하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 추가적인 실험 노력 없이도 다양한 종류의 경사기능 복합 재료 제조가 가능하다.Various design variables (composition ratio of the mixed coating layer, composition gradient in the coating layer thickness direction, etc.) of the gradient functional composite material can be controlled very easily as compared with the conventional manufacturing method using the plasma spray method. Accordingly, various kinds of gradient functional composite materials can be manufactured without additional experimental efforts.

마지막으로, 각 코팅 재료가 미세하고 균일하게 혼합되어 있으며, 두께 방향 조성 경사도 명확하게 구현되어 있고, 또한 코팅층내 기공, 균열과 같은 결함이 거의 존재하지 않는, 매우 우수한 미세 구조를 가지는 경사기능 복합 재료를 제조할 수 있다.Finally, each coating material is finely and uniformly mixed, the thickness gradient composition is clearly implemented, and the inclined functional composite material having a very fine microstructure with little defects such as pores and cracks in the coating layer. Can be prepared.

Claims (5)

폭발 용사법의 단속적인 특성을 이용하여, 매 폭발 단위로 재료 분말의 종류 및 코팅 공정 조건을 제어하여 혼합 코팅층을 제조하고, 각 분말의 폭발수 비 조절을 통해 각 재료의 분율을 달리한 혼합 코팅층을 단계적으로 적층하여 두께 방향으로 조성 구배를 형성하는 경사기능 복합 재료를 제조하는 방법.By using the intermittent properties of the explosion spraying method, a mixed coating layer is prepared by controlling the type of material powder and the coating process conditions in each explosion unit, and a mixed coating layer having different fractions of each material is controlled by controlling the explosive water ratio of each powder. A method of producing a gradient functional composite material which is laminated in stages to form a compositional gradient in the thickness direction. 제 1항에 있어서, 상기 매 폭발단위로 공급되는 재료 분말의 종류는 각각의 분말이 채워진 분말 공급기들을 사용하여 매 폭발마다 특정 종류의 분말만을 폭발 용사 장치의 관통 내에 주입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 경사기능 복합 재료 제조방법.The method of claim 1, wherein the type of material powder supplied to each explosion unit is controlled to inject only a specific type of powder into the penetration of the explosion spraying device at each explosion by using powder feeders filled with each powder. Method of manufacturing warp composite material. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 코팅층에서의 재료 분말의 혼합도는 코팅층이 형성되는 시편 이송 장치의 이송 속도를 조절하여 연속된 폭발들에 의해 겹쳐지는 부분의 면적을 달리함으로서 제어하는 것을 특징으로 하는 경사기능 복합 재료 제조방법.The method of claim 1, wherein the mixing degree of the material powder in the mixed coating layer is controlled by varying the area of the overlapped portion by successive explosions by adjusting the conveying speed of the specimen conveying apparatus in which the coating layer is formed. Method of manufacturing warp composite material. 제 1항에 있어서, 상기 분율이 각기 다른 혼합 코팅층들을 적층할 때, 각 혼합 코팅층의 두께를 변화시킴으로써 코팅층 두께 방향으로의 조성구배와 같은 경사 기능 복합 재료의 설계 변수를 제어하는 것을 특징으로 하는 경사기능 복합 재료제조방법.2. The inclination of claim 1, wherein when stacking the mixed coating layers having different fractions, the design parameters of the inclined functional composite material, such as the compositional gradient in the coating layer thickness direction, are controlled by changing the thickness of each mixed coating layer. Functional composite material manufacturing method. 제 1항에 있어서, 상기 각 폭발당 공급되는 분말의 양을 제어하여 1회의 폭발에 의해 형성되는 코팅입자들이 점점이 흩뿌려진 형태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 경사기능 복합 재료 제조방법.The method of claim 1, wherein the amount of powder supplied for each explosion is controlled so that the coating particles formed by one explosion are gradually scattered. .
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