KR20070105711A

KR20070105711A - 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법

Info

Publication number: KR20070105711A
Application number: KR1020060038245A
Authority: KR
Inventors: 백승룡; 조진기; 김문태; 유미선
Original assignee: 백승룡; 조진기
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-10-31
Also published as: KR100795166B1

Abstract

본 발명은 나노 미터(nm) 크기의 다이아몬드를 이용한 나노 다이아몬드 복합 무전해 Ni-P 도금의 도금조건별 도금피막의 형상, 경도(H_V), 마모 및 부식성을 갖는 복합무전해 도금방법에 관한 것으로, 상온의 물에 나노다이아몬드 분말을 투입하여 나노다이아몬드 분말액의 농도를 조절하는 공정과; 상기 농도조절 후 나노다이아몬드 분말액을 초음파를 이용하여 분산시키는 공정과; 분산된 나노다이아몬드 분말액을 기 작성된 무전해니켈도금액에 투입시키고 산성도(PH)를 조절하는 공정;을 포함하며, 나노크기의 다이아몬드 입자를 사용하며, 입자의 농도, 초음파 분산시간, PH별 조건에 따라 조절하여 균일한 크기의 나노다이아몬드(Nano Diamond)로 분산시켜 최적 조건에 의해 도금함으로써 경도(H_V)와 내마모 및 내식성을 향상시키는 효과가 있다.

나노다이아몬드, 복합 무전해 Ni-P 도금, 내식성, 내마모성, 경도

Description

나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법{Manufacturing Method of Electroless Ni-P Nano-Diamond Composite Coating}

도 1~ 도 9는 실시예 1 ~ 실시예 9에서 측정 및 분석에 의해 산출한 데이터값을 나타낸 그래프이고,

도 10a ~ 도 10e는 다이아몬드 농도변화에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이며,

도 11a ~ 도 11e는 초음파 분산시간에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이며,

도 12a ~ 도 12e는 PH 변화에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이다.

본 발명은 고온 고압 상태에서 TNT/RDX (trinitrotoluene/hexogene) 화합물을 폭발시켜 생성된 수~수백㎚ 크기의 다이아몬드 입자를 사용하여 입자의 농도, 초음파 분산시간, PH별 조건에 따른 입자들의 크기 및 Zeta 전위를 측정하여 나노 다이아몬드 복합 무전해 Ni-P 도금에서의 최적 도금조건별 도금피막의 형상, 경도(H_V), 마모 및 부식성을 갖는 나노다이아몬드를 이용한 복합무전해 도금방법에 관한 것이다.

산업적으로 내식성, 내마모성 및 윤활성 등의 다양한 특성을 가지는 재료 개발이 요구되고 있다. 단일재료로는 이러한 다양한 특성을 모두 만족시키기 어려워져 서로 다른 특성을 가지는 재료를 복합하여 사용하는 복합도금 방법들이 최근에 활발히 연구, 개발되고 있다.

일반적으로 복합도금은 전해질 용액에 미세한 크기의 SiC, Al₂O₃, 흑연, 다이아몬드, 석영, 티타늄산화물, 탄화티타늄 및 폴리머 입자 등의 미립자들을 분산시켜 니켈이나 구리 등의 석출이 진행될 때 공석되어 복합피막 층을 형성하는 전기화학적 재료공정이다. 복합도금에 사용되는 미립자들 중에 다이아몬드 입자는 높은 경도, 낮은 마찰계수를 나타내며, 대기, 산 또는 염의 분위기에서 화학적으로 안정하여 오래 전부터 연마 및 절삭용 공구에 많이 사용되어왔다. 현대 과학과 기술이 발전함에 따라, 마이크로미터(㎛) 크기의 복합도금은 산업분야에서 필요로 하는 특성에 적합하지 않다. 그러나 강화상의 나노입자를 사용하는 복합도금은 그 우수한 특성으로 인해 연구 및 산업분야에 널리 적용되고 있다.

나노다이아몬드는 제품의 용도에 따라 액상 또는 분말상을 사용하며, 순도는 나노다이아몬드 혼합물과 고순도 나노다이아몬드 혼합물 및 초고순도 나노 다이아몬드로 나눌 수 있으며 용도는 표면처리의 전기도금 첨가제, 금, 백금, 은등의 귀금속 도금, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 산화피막처리, 나노고급연마재 등 다양한 분야에 사용하고 있으며 산업용 공구, 금형 분야와 전기도금 안정화분야에 사용하고 있으며 나노다이아몬드를 사용함으로 내침식성, 내마모성, 접착력이 우수한 도금층을 생성하고, 나노준위의 표면처리 및 코팅등의 장점을 있으며, 종래의 나노다이아몬드를 이용한 도금 방법은 입자의 크기가 불균질한 나노 다이아몬드를 이용하므로 인해 내마모성과 내식성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 나노크기의 다이아몬드 입자를 사용하였으며, 입자의 농도, 초음파 분산시간, PH별 조건에 따라 조절하여 균일한 크기의 나노다이아몬드(Nano Diamond)로 분산시켜 최적 도금조건별 나노다이아몬드 복합무전해 도금방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

목적을 달성하기 위한 본 발명에서는, 상온의 물에 나노 다이아몬드 분말을 투입하여 나노다이아몬드 분말액의 농도를 조절하는 공정과; 상기 농도조절 후 나노다이아몬드 분말액을 초음파를 이용하여 분산시키는 공정과; 분산된 나노다이아몬드 분말액을 기 작성된 무전해니켈도금액에 투입시키고 산성도(PH)를 조절하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 농도조절공정에서 나노다이아몬드 분말액의 농도는 1g/ℓ ± 0.5로 조절되며, 상기 분산공정은 나노다이아몬드 분말액을 균일한 크기로 분산시키고 초음파 분산시간은 30±5분(min) 범위에서 조절되며 분산된 나노다이아몬드 분말의 평균입도는 175 나노미터(nm)이며, 상기 산성도(PH)조절은 10% 수산화나트 륨(NaOH)과 황산(H₂SO₄)을 이용하여 조절하고 산성도(PH) 조절범위는 5±0.5인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 나노다이아몬드 농도와 초음파 분산시간 및 산성도 조절 조건 중에서 가장 큰 제타전위(Zeta-Potential)값을 가질 때의 나노다이아몬드의 입도는 159나노미터(nm) 크기로 가장 작은 입도로 분산되는 것을 특징으로 한다.

또한, 사용된 상기 나노다이아몬드 분말은 나노미터(nm) 크기인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1~ 도 9는 실시예 1 ~ 실시예 9에서 측정 및 분석에 의해 산출한 데이터값을 나타낸 그래프이고, 도 10a ~ 도 10e는 다이아몬드 농도변화에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이며, 도 11a ~ 도 11e는 초음파 분산시간에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이며, 도 12a ~ 도 12e는 PH 변화에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내는 사진이다.

우선 농도조절공정은 상온에서 물에 나노다이아몬드 분말을 투입하여 나노다이아몬드 분말액의 농도를 조절하는 공정으로 상온의 물 250 미리 리터(㎖)와 나노다이아몬드 분말 1g을 투입하는 것으로 상기 나노다이아몬드 분말도금액의 농도는 1g/ℓ ± 0.5로 조절하게 되며, 여기서 사용된 상기 나노다이아몬드 분말은 나노미터(nm) 크기를 사용함으로서 내마모성과 내식성을 향상시킬 수 있다.

분산공정은 농도조절된 상기 나노다이아몬드 분말액을 초음파를 이용하여 분산시키는 공정으로 나노다이아몬드 분말액을 균일한 크기로 분산시기 위한 것이며 균일한 크기로 분산시키기 위한 초음파 분산시간은 30±5분(min) 범위에서 조절하여 분산시키며 분산된 나노다이아몬드 분말의 평균입도는 175 나노미터(nm)의 균일한 크기로 된다.

산성도 조절공정은 분산된 나노다이아몬드 분말액을 기 작성된 무전해니켈도금액에 투입시키고 산성도(PH)를 조절하는 공정으로 산성도(PH) 조절범위는 5±0.5로 조절되며 10% 수산화나트륨(NaOH)과 황산(H₂SO₄)을 이용하여 산성이나 알카리로의 변화하는 것을 조절함으로서 산성도를 조절하게 된다.

상기 농도조절공정과 분산공정과 산성도 조절공정을 통해 균일한 크기로 분산된 나노다이아몬드 분말도금액을 피가공물에 원하는 두께로 도금을 입히게 되며 이렇게 균일한 입자크기의 나노다이아몬드 분말액에 의해 도금을 입힌 피가공물은 내마모성과 내식성이 향상되게 된다.

또한, 상기 나노다이아몬드 농도와 초음파 분산시간 및 산성도 조절 조건 중에서 가장 큰 제타전위(Zeta-Potential)값을 가질 때의 나노다이아몬드의 입도는 159나노미터(nm)크기로 가장 작은 입도로 분산되는 데 여기서, Zeta 전위란 액체 속에 부유하는 콜로이드 입자의 표면전기적 특성인 전위로 이는 부유물질끼리 또는 부유물질과 필터 등의 표면에서의 전기적 흡인력과 반발력의 기준으로 사용되며, 일반적으로 Zeta 전위의 크기 값은 mV이다.

이하, 본 발명의 상세히 설명은 다음의 실시예에 의거하였다.

먼저, 본 발명을 실시함에 있어서 사용된 측정 및 분석장비로 실험에서 사용된 다이아몬드의 입자크기와 다이아몬드 분말 현탁액에서의 입자의 농도(0.5~3.0g/ℓ), 초음파 분산 시간(0~60min), PH(3~7) 변화에 따른 다이아몬드 입자의 크기 및 Zeta 전위는 Brookhaven Instruments 사의 Pals Zeta Potential Analyzer Ver. 3.26로 측정하였으며, 표면형상은 HITACHI 사의S4700 FE-SEM을, 도금두께는 FICHER 사의 XULM-XYM XRF(X-Ray Fluorescence)로 측정하였다. 도금 층의 경도(H_V)는 MITUTOYO사의 HM-112 Model의 마이크로비커스경도기를 사용하였으며, 하중 100g으로 10초 동안 각 시편을 10번씩 측정하여 평균값으로 나타내었다.

마모 특성은 Tribometer ball-on-disk type을 사용하였다.

또한 부식성은 KS D 9502, KS D 8334에 따라 5% NaCl₂ _,상온에서(25℃) 200시간동안 실시하였다. 부식면적은 시편의 전체 면적 대비 부식된 면적을 계산하여 나타내었다.

<실시예1>

제 1 실시예는 현탁액에서 초음파 분산시간을 30분 조건으로 했을 때 다이아몬드 농도에 따른 입자크기 및 제타전위(Zeta Potential) 값을 나타내며, 도 10a ~ 10e는 농도변화에 따른 표면형상을 나타낸 사진이며 분산된 액을 무전해 Ni-P 도금액과 혼합한 뒤 90±2℃에서 60min 동안 도금하였다.

	0.5g/ℓ	1.0g/ℓ	1.5g/ℓ	2.0g/ℓ	3.0g/ℓ
Particle Size (nm)	225.9	175	387.5	853.8	3547.1
Zeta Potential(mV)	25.60	18.07	6.09	5.73	3.23

상기 표1과 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 다이아몬드 농도가 증가함에 따라 제타전위 값 또한 감소하는 경향을 보이고 입자크기는 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향이 나타났다.

<실시예2>

제 2 실시예는 현탁액에서 다이아몬드 농도 1g/ℓ와 산성도(PH)를 4.36의 조건으로 했을 때 초음파 분산시간에 따른 입자크기 및 제타전위(Zeta Potential)값을 나타내며, 도 11a ~ 11e는 초음파 분산시간 0분, 15분, 30분, 45분, 60분에 따른 도금피막의 표면형상을 나타낸 사진이다.

	0분	15분	30분	45분	60분
Particle Size (nm)	256	213	159	163	181
Zeta Potential(mV)	12.39	19.98	22.74	22.38	19.46

상기 표2과 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 초음파 분산시간에 따라 입자크기는 점차 감소하는 경향을 보이며, 일정한 시간 즉, 30분이 경과하면 크기가 증가하기 시작하며 이와 다르게 제타전위(Zeta Potential)는 분산시간이 증가함에 따라 증가하다가 30분 이후에는 감소하게 된다.

<실시예3>

제 3 실시예는 현탁액에서 다이아몬드 농도 1g/ℓ와 초음파 분산시간을 30분을 조건으로 할 때 산성도(PH)변화에 따른 입자크기 및 제타전위(Zeta Potential)값을 나타내며, 도 12a~ 12e는 PH변화에 따른 도금피막의 표면형상을 나타내었다.

도 12a와 12b는 도금액의 PH가 강산(PH3, 4)일 경우, 표면에 다이아몬드 입자들이 거의 공석되지 않았으며 또한 무전해 Ni-P 도금의 적정 PH보다 낮아 무전해 Ni-P 도금도 거의 되지 않았다. 이는 미세한 입자들의 용해도가 PH에 의존하기 때문에 극한의 PH에서 분산되지 않고 곧바로 침전하여 생긴 현상으로 판단된다. 반면, 도 12d와 12e는 PH 5에서 높은 Zeta 전위 값을 나타내는 것처럼 다이아몬드 입자들 또한 피막표면에 크기편차가 작은 입자들로 공석되었다가 PH가 높아지면서 다이아몬드 입자들은 또다시 응집되어 공석되었다.

	PH 3	PH 4	PH 5	PH 6	PH 7
Particle Size (nm)	358.9	174.2	194.9	192.9	291.7
Zeta Potential(mV)	6.64	7.36	21.91	9.87	8.50

상기 표 3과 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 산성도(PH)4, 5, 6에서 입자크기(nm)는 변화가 거의 없으며, 산성도(PH) 7부터 증가하기 시작하였다,

또한 제타전위(Zeta Potential)는 산성도(PH)가 증가함에 따라 증가하여 산성도(PH) 5에서 최대값을 보이다가 산성도(PH) 6부터 다시 감소하였다.

즉 상기 실시예 1 ~ 3에서 보는 바와 같이 입자 농도가 0.5에서 3.0g/ℓ로 증가할수록 Zeta 전위는 감소하였으며, 그에 따른 다이아몬드 입자 크기는 증가하였다. 초음파 분산시간이 증가할수록 Zeta 전위가 증가하는 경향을 보이나 일정한 시간(30min)이 지나면 감소하기 시작하였으며, 입자 크기는 30min에서 최소크기를 나타내었고 그 이후에는 입자크기가 다시 증가하였다. PH변화에 따른 Zeta 전위 값은 PH 5에서 가장 높은 값을 보였고, PH 4~6에서 입자크기는 거의 일정하였으며 PH가 증가함에 따라 점차 증가하는 경향을 보였다.

< 나오다이아몬드 분말액을 이용한 복합 무전해 니켈도금 물성평가 >

실험조건은 고정인자로 베이스(Base)는 Steel plate(3x3cm), 도금온도는 90℃(±2℃)이고, 도금시간은 60분, 열처리조건은 아르곤 가스상에서 350℃에서 2시간으로 하고, 변동 인자는 다이아몬드농도(g/ℓ) : 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0이고, 초음파 분산시간은(400kw) 0, 15, 30, 45, 60이며, 도금액의 PH는 3, 4, 5, 6, 7이다.

여기서 각 시편의 도금속도(㎛/60min)는 도금시간당 도금두께를 측정한 값이며, 다이아몬드 입자의 공석률(%)은 FE-SEM 이미지의 전체 면적 대비 다이아몬드 입자 면적을 환산한 값이며, 입자 크기 균일도는 수학식 1을 통해 계산하였으며, x는 다이아몬드 입자들의 평균 면적 값이며, S는 개개의 x_i와 그 평균값 x의 차의 2승의 합이고, n은 측정된 다이아몬드 입자수이다.

입자크기균일도 = x / √S/(n-1) (S= ∑ (x _i -x) ² )

나노다이아몬드의 농도변화에 따른 기계적·화학적 특성

<실시예4>

제 4 실시예는 초음파 분산시간을 30분일 경우에 다이아몬드 농도 변화에 따른 복합도금의 도금속도(㎛/60min), 다이아몬드공석률(%) 및 입자크기 균일도를 나타낸다.

	0.5g/ℓ	1.0g/ℓ	1.5g/ℓ	2.0g/ℓ	3.0g/ℓ
도금속도(㎛/60min)	17.87	17.51	19.23	16.41	17.93
다이아몬드공석률(%)	20.8	25.3	28.5	33.7	42.9
입자크기 균일도	1.5×10³	0.95×10³	1.3×10³	2.3×10³	3.0×10³

상기 표 4과 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 도금속도는 다이아몬드농도변화와 상관없이 거의 일정하며, 공석률(%)은 농도가 증가함에 따라 비례적으로 증가 하였고, 입자크기 균일도는 값이 작을수록 균일한 크기의 입자들이 많음을 의미하며 1g/l에서 가장 낮은 값을 나타내고 농도가 증가함에 따라 균일도도 증가하였다.

<실시예5>

제 5 실시예는 다이아몬드 농도변화에 따른 복합도금의 경도, 마모 및 부식 특성을 나타낸다.

	0.5g/ℓ	1.0g/ℓ	1.5g/ℓ	2.0g/ℓ	3.0g/ℓ
경도(Hv)	836	890.5	898.5	848.6	917.6
마찰계수	0.807	0.591	0.711	0.798	0.747
부식면적(%)	29.67	24.67	30.67	35.67	46.67

상기 표 5과 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 경도는 다이아몬드 농도변화와 상관없이 거의 일정하고, 마찰계수와 부식면적(%)은 1g/ℓ에서 가장 우수한 값을 나타내었으며, 농도가 증가함에 따라 증가하였으며, 1g/ℓ에서 마찰계수 및 부식면적(%)이 낮은 이유는 작고, 균일한 크기의 입자들이 공석되었기 때문이며, 이는 Zeta 전위 및 분산정도에 기인한 것이다.

- 초음파 분산시간에 따른 기계적·화학적 특성

<실시예6>

제 6 실시예는 다이아몬드 농도 1g/ℓ와 PH 4.3의 조건에서 초음파분산 시간에 따른 복합도금의 도금속도(㎛/60min), 다이아몬드공석률(%) 및 입자크기 균일도를 나타낸다.

	0min	15min	30min	45min	60min
도금속도(㎛/60min)	17.68	17.60	17.51	17.85	17.78
다이아몬드공석률(%)	28.4	25.1	25.3	24.9	25.8
입자크기 균일도	1.35×10³	1.2×10³	0.9×10³	1.6×10³	1.9×10³

상기 표 6과 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 도금속도(㎛/60min), 다이아몬드공석률(%)은 거의 일정한 값을 나타내며, 입자크기 균일도는 30분에서 가장 낮은 값을 보이며 시간이 지날수록 균일도 값이 증가함을 보인다.

<실시예7>

제 7 실시예는 초음파분산 시간에 따른 복합도금의 경도 마모 및 부식 특성을 나타낸다.

	0min	15min	30min	45min	60min
경도(Hv)	933	888	890.5	883.5	895
마찰계수	0.873	0.642	0.591	0.777	0.853
부식면적(%)	51.5	36.0	31.5	35.33	39.0

상기 표 7과 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 경도(H_V)는 거의 일정하고, 마찰계수 및 부식면적(%)은 입자크기, 제타전위 및 입자크기 균일도가 30분에서 최적 값을 보이며, 그 이상에서는 점차 증가하는 경향을 보인다.

- PH 변화에 따른 기계적·화학적 특성

<실시예8>

제 8 실시예는 복합도금의 도금속도(㎛/60min), 다이아몬드공석률(%) 및 입자크기 균일도를 나타내는 표이다.

	PH 3	PH 4	PH 5	PH 6	PH 7
도금속도(㎛/60min)	1.88	8.80	15.69	18.0	18.47
다이아몬드공석률(%)	0.139	0.320	30.50	36.681	20.491
입자크기 균일도	-	-	1.0×10³	2.×10³	0.65×10³

상기 표 8과 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 도금속도(㎛/60min)는 PH 에 따라 증가하는 경향을 보이며, 공석률(%)과 입자크기 균일도는 증가하다가 PH 7에서 감소하기 시작한다.

<실시예9>

제 9 실시예는 PH 변화에 따른 복합도금의 경도 마모 및 부식 특성을 나타낸다.

	PH 4	PH 5	PH 6	PH 7
경도(Hv)	548	877	858.5	935.8
마찰계수	0.954	0.607	0.636	0.712
부식면적(%)	59.5	31.5	31.3	41.67

상기 표 9과 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 경도는 거의 일정하며 마찰계수와 부식면적(%)은 PH 5, 6에서 우수하며, 그 이후 증가하기 시작하였다.

도금 피막은 도금액의 PH 변화에 많은 영향을 받으며, 가장 우수한 피막 특성을 보이는 PH는 무전해 Ni-P 도금의 적정 PH와 거의 일치하는 4.5 ~ 5.5이다.

<비교표 1>

무전해 Ni-P 도금과 나노다이아몬드 복합 무전해 Ni-P 도금 물성비교표이다.

	무전해 Ni-P 도금	나노다이아몬드 복합 무전해 Ni-P 도금
도금속도(㎛/60min)	17.40	17.51
경도(Hv)	828	890
마찰계수	0.910	0.591
부식면적(%)	58.67	24.07

표 10에서 보는 바와 같이, 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합 무전해 니켈 도금의 물성 값과 비교하여 마찰계수 및 부식 면적(%)에서 큰 차이를 보인다.

지금까지 본 발명의 제 1실시예 내지 제 10실시예를 통해 다이아몬드 농도가 증가할수록 제타전위(Zeta Potential : mV)의 값은 감소하여 농도가 높을수록 입자들의 응집현상이 잘 일어날 수 있음을 알 수 있고, 감소하는 제타전위의 값과는 반대로 공석률(%), 마찰계수, 부식면적(%)은 증가하는 경향을 보이며, 입자크기 균일도는 1g/l에서 평균 크기의 입자들이 고르게 많이 분포되어 있음을 알 수 있다,

또한, 초음파 분산은 일정한 시간(30min)이 지나면 증가하던 제타전위 값은 감소하며, 입자크기(particle size)뿐만 아니라 마찰계수, 부식면적(%)등은 시간이 지날수록 감소하다가 30분 이후 증가하는 경향을 보이고 있으며, PH변화에 따른 도금물성을 확인해 본 결과, 제타전위 값의 결과와 다른 물성 값들의 경향이 거의 일치하는 것으로 보이며, PH 5에서 우수한 도금물성을 가진 피막을 얻을 수 있음을 확인하였다.

또한, 비교예 1에서 보는 바와 같이 다이아몬드 복합도금의 물성 값과 무전해 Ni-P 도금을 비교한 결과, 경도, 마찰계수 및 부식면적(%)등에서 큰 차이를 보이고, 나노다이아몬드 복합 무전해 Ni-P도금이 더 우수한 것으로 확인되며, 나노다이아몬드 복합 무전해 Ni-P 도금에서 다이아몬드 농도 1g/l, 초음파 분산시간 30분, PH 5에서 우수한 도금피막을 얻을 수 있는 것이다.

그러나 본 발명은 상기한 특징의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 나노 크기의 다이아몬드 입자를 사용하여, 입자의 농도, 초음파 분산시간, PH별 조건에 따라 조절하여 균일한 크기의 나노다이아몬드(Nano Diamond)로 분산시켜 최적 조건으로 도금함으로써 경도(H_V)와 마모 및 부식성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

나노다이아몬드 분말을 이용한 도금방법에 있어서;

상온의 물에 나노다이아몬드 분말을 투입하여 나노다이아몬드 분말액의 농도를 조절하는 공정과 ;

상기 농도조절 후 나노다이아몬드 분말액을 초음파를 이용하여 분산시키는 공정과;

분산된 나노다이아몬드 분말액을 기 작성된 무전해니켈도금액에 투입시켜 산성도(PH)를 조절하는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.
제 1항에 있어서,

상기 농도조절공정에서 나노다이아몬드 분말액의 농도는 1g/ℓ± 0.5로 조절되는 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.
제 1항에 있어서,

상기 분산공정은 나노다이아몬드 분말액을 균일한 크기로 분산시키고 초음파 분산시간은 30±5분(min) 범위에서 조절되며 분산된 나노 다이아몬드 분말의 평균입도는 175 나노미터(nm)인 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.
제 1항에 있어서,

상기 산성도(PH)조절은 10% 수산화나트륨(NaOH)과 황산(H₂SO₄)을 이용하여 조절하고 산성도(PH) 조절범위는 5±0.5인 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.
제 1항에 있어서,

상기 나노다이아몬드 농도조절과 초음파 분산시간 및 산성도 조절 조건 중에서 가장 큰 제타전위(Zeta-Potential)값을 가질 때의 나노다이아몬드의 입도는 159나노미터(nm) 크기로 가장 작은 입도로 분산되는 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.
제 1항에 있어서,

상기 나노다이아몬드 분말은 나노미터(nm) 크기인 것을 특징으로 하는 나노다이아몬드 분말액을 이용한 복합무전해도금방법.