KR20190111263A - Surface treating method for controlling surface roughness of carbon material - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a surface treating method capable of reducing a failure rate and implementing uniform and high surface roughness conditions by inhibiting damage of a carbon material generated during a surface treating process of a substrate made of the carbon material. The surface treating method comprises a step of arranging the substrate made of the carbon material and a step of treating the surface of the substrate. In the surface treating step, a medium is sprayed to the surface of the carbon material using a thermal spray method. The medium does not form a coating layer on the surface of the substrate but has the roughness having the surface roughness of a certain level on the surface of the substrate.

Description

탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법{SURFACE TREATING METHOD FOR CONTROLLING SURFACE ROUGHNESS OF CARBON MATERIAL}SURFACE TREATING METHOD FOR CONTROLLING SURFACE ROUGHNESS OF CARBON MATERIAL}

본 발명은 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면처리 과정에서 발생하는 탄소 소재의 손상을 억제하여 불량률을 줄이면서 동시에 균일하고 높은 표면조도 상태를 구현할 수 있는 표면처리방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material, and more particularly, to suppress the damage of the carbon material generated during the surface treatment process to reduce the defective rate and at the same time to implement a uniform and high surface roughness state It relates to a surface treatment method.

최근 반도체 부품이나 LED 공정에서 사용하는 부품들에 탄소 소재를 사용하는 기재들이 늘고 있으며, 사용되는 탄소 소재의 수명을 늘리기 위하여 코팅 처리가 요구되는 제품이 증가하고 있다.Recently, substrates using carbon materials are increasing in semiconductor parts and components used in LED processes, and products requiring coating treatments are increasing in order to increase the lifetime of the carbon materials used.

탄소 소재의 표면에 내구성을 부여하거나 기능성을 부여하기 위한 코팅층을 원하는 두께로 형성하고 형성된 코팅층과 탄소 소재와의 계면 접합력을 높게 유지하기 위해서는, 탄소 소재 표면에 균일하면서도 원하는 수준까지 표면 요철부를 형성하는 표면처리를 수행할 필요가 있다.In order to form a coating layer having a desired thickness to impart durability or functionality to the surface of the carbon material and to maintain high interfacial adhesion between the formed coating layer and the carbon material, a surface uneven portion is formed to a uniform and desired level on the surface of the carbon material. It is necessary to carry out the surface treatment.

소재의 표면에 요철을 형성하기 위하여 일반적으로 행해지는 방법은, 가공물의 표면에 모래를 가압 가속하여 분사시켜 표면에 부착된 불순물을 제거하고 일정한 요철부가 생기도록 하는 샌드 블라스트(sand blast), 단단한 쇠구슬을 고압으로 분사시키는 숏 피닝(shot peening), 숏 블라스트(shot blast)와 같이 미세하면서도 단단한 입자를 고속으로 충돌시켜 물리적으로 요철부가 생기도록 하는 방법을 사용하였다.In general, a method for forming irregularities on the surface of a material includes sand blast and hard metal, which pressurizes and accelerates sand onto the surface of a workpiece to remove impurities attached to the surface and to produce a constant irregularities. A method of physically forming irregularities by colliding fine and hard particles at high speed, such as shot peening and shot blast, in which beads are sprayed at a high pressure.

그런데 흑연(graphite)와 같은 탄소 소재의 경우, 결정학적으로 층상 구조를 가지며 각 층간 결합이 약하기 때문에, 일반적으로 표면에 일정한 요철을 형성하는데 사용한 종래의 방법을 사용할 경우, Ra 3~20㎛와 같은 비교적 높은 수준의 표면조도를 형성하기가 어렵다.However, in the case of a carbon material such as graphite, since it has a crystallographic layered structure and weak bonding between layers, in general, when using a conventional method used to form a constant unevenness on the surface, such as Ra 3 ~ 20㎛ It is difficult to form relatively high levels of surface roughness.

또한, 높은 수준의 표면조도를 형성하기 위하여 여러 번의 연속 표면처리를 수행할 수밖에 없고, 이 과정에 표면의 식각량이 증가하여 치수 정밀도를 맞출 수 없어 불량이 발생하여 제조 비용을 증가시키는 원인이 되었다. In addition, in order to form a high level of surface roughness, it is necessary to perform several continuous surface treatments, and in this process, the amount of etching of the surface increases, so that dimensional precision cannot be matched, and defects occur, which causes the manufacturing cost.

뿐만 아니라, 요구되는 표면조도를 형성하더라도, 형성된 요철 형상의 편차가 커서 코팅층을 형성하였을 때 충분한 계면 결합력을 얻기 어려운 문제점도 있었다.In addition, even if the required surface roughness is formed, there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient interfacial bonding force when the coating layer is formed because the variation of the formed irregularities is large.

한국공개특허공보 제10-2016-0120403호Korean Patent Publication No. 10-2016-0120403

본 발명의 목적은, 산술평균조도(Ra) 3~20㎛ 수준의 높은 표면조도를 용이하게 형성할 뿐 아니라, 표면처리 과정에 탄소 소재의 손상이 적고, 형성된 요철 형상의 균일성이 양호하고, 작업성이 우수한 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법을 제공하는 것이다.The object of the present invention is not only to easily form a high surface roughness of arithmetic mean roughness (Ra) of 3 ~ 20㎛ level, less damage to the carbon material during the surface treatment process, good uniformity of the irregularities formed, It is to provide a surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material excellent workability.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태는, 탄소 소재로 형성된 기재를 배치하는 단계와 상기 기재를 표면 처리하는 단계를 포함하고, 상기 표면 처리 단계에서 열용사법을 사용하여 매질을 상기 탄소 소재의 표면에 분사하되, 상기 매질이 상기 기재의 표면에 코팅층을 형성하지 않도록 하면서, 상기 기재의 표면에 소정 수치의 표면조도를 갖는 거칠기를 형성하도록 하는, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법을 제공하는 것이다.One embodiment of the present invention for achieving the above object, comprising the step of placing a substrate formed of a carbon material and surface treatment of the substrate, the surface treatment step in the surface treatment step using a thermal spray method the carbon material Spraying on the surface of the substrate, but preventing the medium from forming a coating layer on the surface of the substrate, and forming a roughness having a predetermined surface roughness on the surface of the substrate, the surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material To provide.

본 발명은 종래 내구성 물질의 코팅법으로 사용되던 열용사법을 이용하여 코팅층을 형성하지 않고 탄소 소재의 표면에 요철을 형성하는 것으로, 종래의 샌드 블라스팅이나 숏 피닝과 같은 방법에서 쉽게 구현하기 어려웠던 산술평균조도(Ra) 3~20㎛ 수준의 높은 표면조도를 용이하게 구현할 수 있다.The present invention is to form irregularities on the surface of the carbon material without forming a coating layer by using a thermal spraying method used in the conventional coating method of durable materials, arithmetic mean that was difficult to easily implement in a conventional method such as sand blasting or shot peening Roughness (Ra) It is possible to easily implement a high surface roughness of 3 ~ 20㎛ level.

또한, 본 발명에 따른 방법은 높은 표면조도를 형성하더라도, 표면 처리후의 식각이 적고, 침식이 적으며, 평탄도 유지가 용이하여, 표면처리 과정에 발생하는 제품 불량률을 현저하게 줄일 수 있다.In addition, the method according to the present invention, even if a high surface roughness is formed, less etching after the surface treatment, less erosion, easy to maintain flatness, it is possible to significantly reduce the product defect rate occurring during the surface treatment process.

또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 형성된 요철부는 산, 골, 파장 등이 균일하여, 치수 정밀도를 유지할 수 있을 뿐 아니라, 표면처리후 형성되는 코팅층과 탄소 소재 계면 결합력을 향상시켜 제품의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the uneven portion formed by the method according to the present invention is uniform in acid, valley, wavelength, etc., not only to maintain the dimensional accuracy, but also to improve the durability of the product by improving the interfacial bonding force between the coating layer and the carbon material formed after the surface treatment Can be improved.

또한, 종래의 방법으로는 반 가공을 수행한 후, 최종적으로 표면조도를 맞추는 가공을 해야 완전 가공 상태를 구현할 수 있음에 비해, 본 발명에 따른 방법은 한 번의 표면처리로 완전 가공이 가능하여 생산성의 측면에서도 현저한 이점이 있다.In addition, in the conventional method, after the semi-machining is performed, the final machining is performed to match the surface roughness, so that the complete machining state can be realized. There is also a significant advantage in terms of.

또한, 본 발명에 따른 방법은 100%에 근접하는 우수한 작업 재현성을 나타낸다.In addition, the method according to the invention shows good work reproducibility close to 100%.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면처리방법의 공정도이다.
도 2는 고속화염용사법에 사용되는 고속화염용사 장치의 단면도이다.
도 3은 종래의 블라스트법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면 상태를 촬영한 광학현미경 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고속화염용사법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면 상태를 관찰한 광학현미경 이미지이다.
도 5는 종래의 블라스트법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면조도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고속화염용사법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면조도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a process chart of the surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the high speed flame spraying apparatus used in the high speed flame spraying method.
3 is an optical microscope image of the surface state after the uneven portion is formed on the surface of the graphite substrate using a conventional blasting method.
4 is an optical microscope image of the surface state after forming the uneven portion on the surface of the graphite substrate using a high-speed flame spray method according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a result of measuring surface roughness after forming an uneven portion on the surface of the graphite substrate using a conventional blasting method.
Figure 6 is a graph showing the result of measuring the surface roughness after forming the uneven portion on the surface of the graphite substrate using a high-speed flame spraying method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are merely examples to help the understanding of the present invention, whereby the scope of the present invention is not reduced or limited.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법을 나타내는 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법은 탄소 소재로 형성된 기재를 배치하는 단계(S100) 및 기재를 표면 처리하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.1 is a flow chart showing a surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the surface treatment method for controlling the surface roughness of a carbon material according to an embodiment of the present invention includes disposing a substrate formed of a carbon material (S100) and surface treating the substrate (S200). can do.

상기 탄소 소재의 기재는, 바람직하게 흑연(graphite) 또는 흑연을 포함하는 복합소재일 수 있다.The base material of the carbon material may be a composite material preferably including graphite or graphite.

흑연은 결정학적으로 층상구조(layer structure)를 가지며, 각 층 사이에는 결합력이 약한 반 데어 발스(van-der-walls) 결합을 이루고 있어, 작은 전단응력에도 쉽게 깨어지는 성질을 가지기 때문에, 강도, 탄성률, 파괴인성이 낮은 특성을 갖는다.Graphite has a crystallographically layered structure and forms van-der-walls bonds with weak bonding strength between layers, so that they break easily even with small shear stresses. It has low elastic modulus and fracture toughness.

종래의 표면조도를 형성하기 위한 표면처리법인 샌드 블라스트나 숏 피닝과 같은 방법을 적용하여 고속으로 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 탄화실리콘(SiC), 또는 경질 금속과 같은 단단한 입자를 흑연으로 이루어진 기재에 고속으로 투사할 경우, 상기한 흑연의 특성에 의해 흑연의 표면이 쉽게 손상된다.By applying a method such as sand blast or shot peening, which is a surface treatment method for forming a conventional surface roughness, a solid such as alumina (Al 2 O 3 ), silica (SiO 2 ), silicon carbide (SiC), or hard metal When the particles are projected at high speed onto the substrate made of graphite, the surface of the graphite is easily damaged by the above-described characteristics of the graphite.

이러한 이유로, 소정의 표면조도(특히 높은 표면조도)를 구현하기 위해서, 단순이 입자를 투사하는 블라스트 방법을 사용할 때는 한 번의 공정으로 원하는 표면조도 수준을 형성할 수 없고, 복수 회의 표면처리를 통해 최종적인 표면조도 수치를 구현하는 것이 일반적이다.For this reason, in order to achieve a predetermined surface roughness (especially high surface roughness), when using the blast method of simple projection of particles, the desired surface roughness level cannot be formed in one process, and the final surface treatment is performed through multiple surface treatments. It is common to realize numerical values of surface roughness.

이에 비해, 본 발명에 따른 방법에서는, 상기 표면 처리 단계에서, 블라스트법을 사용하지 않고 열용사법(thermal spray)을 사용하는 것을 특징으로 한다.In contrast, the method according to the invention is characterized in that in the surface treatment step, thermal spraying is used without using the blasting method.

열용사법은 기재의 표면에 요철을 형성하기 위해 사용하는 방법이 아니고, 코팅하고자 하는 금속 또는 비금속 입자를 높은 온도로 가열하여, 반용융 또는 용융 상태로 기재에 투사하여 기재의 표면에 물리적으로 부착되도록 적층하여 코팅층을 형성함으로써 기재의 내구성을 향상시키는데 사용되는 코팅법의 일종이다.The thermal spraying method is not a method used to form irregularities on the surface of the substrate, but heats the metal or nonmetallic particles to be coated to a high temperature, projects the substrate in a semi-melt or molten state to physically adhere to the surface of the substrate. It is a kind of coating method used to improve durability of a substrate by laminating to form a coating layer.

그런데, 본 발명에서는 열용사법으로 반용융(또는 용융) 상태의 입자가 흑연 기재에 고속으로 투사되어 흑연 기재에 부착되어 코팅이 되지 않도록 하면서 표면에 요철부를 형성하여 거칠기를 부여하도록 하여 흑연 기재의 표면조도를 제어하는 것을 특징으로 한다. 즉, 열용사법을 코팅층 형성에 사용하지 않고 흑연 기재 표면에 요철부를 형성하는데 사용하는 것이다.However, in the present invention, the semi-melt (or molten) particles are projected at high speed by the thermal spraying method so that they are attached to the graphite substrate so that they are not coated, thereby forming irregularities on the surface to impart roughness. It is characterized by controlling the illuminance. That is, the thermal spraying method is used to form the uneven portion on the surface of the graphite substrate without forming the coating layer.

상기 열용사법으로는, 바람직하게 고속화염용사법(HVOF: High Velocity Oxy Fuel)이 사용될 수 있다.As the thermal spraying method, preferably High Velocity Oxy Fuel (HVOF) may be used.

도 2는 고속화염용사법에 사용되는 스프레이 건의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of the spray gun used in the high speed flame spraying method.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 스프레이 건(spray gun)은 냉각수를 통해 외주부가 냉각되는 일측에 연료인 등유가 공급되는 라인과 산소가 공급되는 라인이 형성되어 있고, 중심부에는 스파크 플러그가 형성되어 있으며, 스파크 플러그에 의해 점화가 이루어지면 연료가스와 산소가스가 연소반응을 일으켜 열량과 연소가스의 부피 팽창이 발생하며 이를 이용하여, 건의 일측에서 공급되는 분말(용사입자)에 열 및 운동 에너지를 공급하여 반용융(또는 용융) 상태의 입자를 기재에 투사하여 기재의 표면에 코팅층을 형성하는 장치이다.As shown in FIG. 2, in general, a spray gun has a line through which kerosene as a fuel is supplied and a line through which oxygen is supplied, and a spark plug is formed at a central portion of the spray gun. When the ignition is performed by the spark plug, fuel gas and oxygen gas cause a combustion reaction to generate heat and volume expansion of the combustion gas. By using this, heat and kinetic energy are supplied to the powder (spray particles) supplied from one side of the gun. The apparatus is a device for forming a coating layer on the surface of the substrate by projecting the semi-melt (or molten) of the particles to the substrate.

상기 고속화염용사법에서 사용되는 가스는 산소, 수소, 질소 및 연료(Fuel)를 포함할 수 있다.Gas used in the high-speed flame spraying method may include oxygen, hydrogen, nitrogen and fuel (Fuel).

상기 고속화염용사법에서 건(gun)의 중심온도는 약 3500℃일 수 있다.In the high-speed flame spraying method, the center temperature of the gun may be about 3500 ° C.

상기 고속화염용사법에 있어서 용사입자의 투사속도가 0.1 ~ 1ms(1ms는 1000m/s임)의 범위로 유지하는 것이 바람직할 수 있는데, 이는 0.1ms 미만일 경우 흑연 기재 표면에 요철 형성이 용이하지 않을 수 있고, 1ms 초과일 경우 기재에 흑연 기재에 손상이 발생할 수 있기 때문이다.In the high-speed flame spraying method, it may be desirable to maintain the projection speed of the thermal spray particles in the range of 0.1 to 1 ms (1 ms is 1000 m / s), which may not be easily formed on the surface of the graphite substrate when less than 0.1 ms. This is because damage to the graphite substrate may occur in the substrate when it is greater than 1 ms.

상기 고속화염용사법에 사용되는 용사입자는, 금속, 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 질화물, 금속 탄질화물, 금속탄산질화물 등과 비금속과, 금속과 비금속의 혼합물 또는 서멧(cermet)과 같은 복합물이 사용될 수 있으며, 바람직하게 텅스텐(W) 또는 탄화텅스텐(WC)을 포함할 수 있다.The thermal spraying spray particles used in the high-speed flame spraying method, metals, metal oxides, metal carbides, metal nitrides, metal carbonitrides, metal carbonate nitrides and the like, non-metals, complexes such as a mixture of metal and nonmetals or cermet (cermet) can be used , Preferably tungsten (W) or tungsten carbide (WC).

상기 표면처리에 있어서, 표면조도는 투사재의 입도와 투사 거리에 따라서 요구되는 수치 범위로 제어될 수 있다.In the surface treatment, the surface roughness can be controlled to the required numerical range depending on the particle size and the projection distance of the projection material.

상기 고속화염용사법을 통해 구현하는 표면처리는 산술평균조도(Ra) 기준 3~20㎛와 같이 높은 표면조도를 형성하는데 적합하게 사용될 수 있으나, 본 발명은 상기 수치 범위에 반드시 제한되지 않고, 다양한 수준의 표면조도를 형성하는데도 사용될 수도 있다.The surface treatment implemented through the high speed flame spraying method may be suitably used to form a high surface roughness, such as arithmetic mean roughness (Ra) of 3 ~ 20㎛, the present invention is not necessarily limited to the numerical range, various levels It can also be used to form a surface roughness of.

[실시예]EXAMPLE

본 발명의 바람직한 실시예에서는 두께 5~25mm의 흑연판에 대해 다음과 같은 조건으로 고속화염용사법을 적용하여 산술평균조도(Ra)로 약 10㎛ 수준의 표면조도를 구현하였다.In a preferred embodiment of the present invention by applying a high-speed flame spraying method to a graphite plate of 5 ~ 25mm thickness under the following conditions to achieve a surface roughness of about 10㎛ level arithmetic mean roughness (Ra).

- 가스: 산소Gas: Oxygen

- 연료: 등유Fuel: kerosene

- 중심 온도: 3500℃Center temperature: 3500 ℃

- 투사재: 평균입도 20㎛이상의 텅스텐 분말(입도분포:10~63㎛)-Projection material: tungsten powder with an average particle size of 20㎛ or more (particle size distribution: 10 ~ 63㎛)

- 투사 속도: 0.1 ~ 1ms (1000m/s)Projection speed: 0.1 to 1ms (1000m / s)

- 투사 시간: 1000mm×1000mm 흑연판 5분 이내 1회 작업 (투사 시간은 제품에 크기와 형상에 따라 상이하게 적용됨)-Projection time: 1000mm × 1000mm graphite plate once every 5 minutes (projection time varies depending on the size and shape of the product)

본 발명의 실시예에 따른 방법에 의하면, 0.005mm이내의 매우 적은 식각량으로도 원하는 표면조도의 구현이 가능하였다.According to the method according to an embodiment of the present invention, it is possible to achieve the desired surface roughness even with a very small etching amount within 0.005mm.

이에 따라, 종래의 방법으로 표면처리를 수행하여, 표면조도 형성과정에 발생하는, 상대적으로 높은 식각량과 변형으로 인한 평탄도 저하에 따른 불량률이 높은 문제를 개선하였을 뿐 아니라, 완제품 상태에서 원하는 수치의 표면조도 구현이 가능하다.Accordingly, the surface treatment is performed by a conventional method, which not only solves the problem of a relatively high etching amount occurring during the surface roughness forming process and a high defective rate due to the flatness due to deformation, but also a desired value in the finished state. Surface roughness of is also possible.

[비교예][Comparative Example]

본 발명의 바람직한 실시예와의 비교를 위하여, 동일한 두께 5~25mm의 흑연판에 대해 종래의 블라스팅 방법을 다음과 같은 조건으로 적용하여 산술평균조도(Ra)로 약 8.4㎛ 수준의 표면조도를 구현하였다.For comparison with a preferred embodiment of the present invention, a surface roughness of about 8.4 μm is achieved by applying a conventional blasting method under the following conditions to a graphite plate having the same thickness of 5 to 25 mm under the following conditions. It was.

- 투사 장치: 자동 로봇 흡입식 및 직압식 블라스트 장치 Projection device: automatic robot suction and direct pressure blast device

- 투사재: Al2O3 (투사재 입도:#80~100)-Projection material: Al 2 O 3 (Projection material size: # 80 ~ 100)

- 투사 압력: 0.6~1.0PsiProjection Pressure: 0.6 ~ 1.0Psi

- 기재와 노즐간의 거리: 500~800mm-Distance between substrate and nozzle: 500 ~ 800mm

비교예의 경우, 기재와 노즐간의 거리 500mm, 투사재(Al2O3 #80)의 조건으로 블라스트를 1차적으로 수행한 후, 목표 표면조도보다 높으면 동일한 공정조건에서 투사재를 Al2O3 #100으로 변경 투입하고 기재와의 거리를 800mm로 늘리는 방법으로 표면조도를 제어하였고, 목표 표면조도보다 낮으면 동일한 조건으로 연속작업을 수행하였으며, 1회 작업시 기재의 식각량은 약 0.02mm 정도가 되었다.In the comparative example, after the blast was first performed under the condition of the distance of 500 mm between the substrate and the nozzle and the projection material (Al 2 O 3 # 80), if the target surface roughness was higher than that of the Al 2 O 3 # The surface roughness was controlled by changing the amount to 100 and increasing the distance from the substrate to 800mm. If the surface was lower than the target surface roughness, the continuous work was performed under the same conditions, and the etching amount of the substrate was about 0.02mm in one operation. It became.

도 3은 종래의 블라스트법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면 상태를 촬영한 광학현미경 이미지이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고속화염용사법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면 상태를 관찰한 광학현미경 이미지이다.3 is an optical microscope image of the surface state after the uneven portion is formed on the surface of the graphite substrate using a conventional blasting method, and FIG. 4 is a high speed flame spray method according to an embodiment of the present invention. It is an optical microscope image which observed the surface state after forming an uneven part on the surface.

도 3 및 4로부터, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법으로 형성된 흑연판이 종래의 방법인 비교예에 따른 방법으로 형성된 흑연판에 비해 균일한 요철부가 형성되어 있음을 정성적으로 확인된다.3 and 4 qualitatively confirm that the graphite plate formed by the method according to the preferred embodiment of the present invention has a uniform uneven portion formed in comparison with the graphite plate formed by the method according to the comparative example which is a conventional method.

도 5는 종래의 블라스트법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면조도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고속화염용사법을 사용하여 흑연 기재의 표면에 요철부를 형성한 후, 표면조도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the results of measuring the surface roughness after forming the uneven portion on the surface of the graphite substrate using a conventional blasting method, Figure 6 is a graphite substrate using a high-speed flame spraying method according to an embodiment of the present invention It is a graph which shows the result of measuring surface roughness after forming the uneven | corrugated part in the surface of.

도 5에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법으로 형성된 흑연판의 경우, 비교예에 비해 높은 수준인 표면조도(Ra) 10.09㎛를 구현하면서도, 요철부를 구성하는 산의 높이, 골의 깊이, 파장 등이 균일하다.As can be seen in Figure 5, in the case of the graphite plate formed by the method according to a preferred embodiment of the present invention, while the surface roughness (Ra) 10.09㎛ high level compared to the comparative example, while the height of the acid constituting the uneven portion, The depth of the valleys, the wavelength is uniform.

이에 비해 비교예의 경우 표면조도(Ra) 8.4㎛로 상대적으로 낮은 수준을 구현하면서도 가장 높은 산의 높이가 본 발명의 실시예에 비해 높고, 가장 깊은 골의 깊이가 본 발명에 비해 깊을 뿐 아니라 전체적인 파장 형태가 불균일하여, 형성된 요철부의 형상이 본 발명의 실시예에 비해 상대적으로 현저히 불균일한 상태로 이루어져 있음을 알 수 있다.On the other hand, in the comparative example, while the surface roughness (Ra) is 8.4 占 퐉, which is relatively low, the height of the highest mountain is higher than that of the embodiment of the present invention, and the depth of the deepest bone is not only deeper than the present invention, but also the overall wavelength. It can be seen that the shape is uneven, so that the shape of the uneven portion formed is relatively uneven compared with the embodiment of the present invention.

이러한 요철부 형상의 균일성의 차이는 치수 정밀도 및/또는 흑연판의 손상률에 큰 영향을 미쳐, 최종적인 제품 불량률에 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 방법은 비교예에 비해 높은 수준의 표면조도를 구현하면서도 치수 정밀도의 측면에서 현저한 이점을 가지는 것이라고 할 수 있다.The uniformity of the irregularities in the shape of the uneven parts greatly affects the dimensional accuracy and / or the damage rate of the graphite plate, which greatly affects the final product failure rate. That is, the method according to the embodiment of the present invention can be said to have a significant advantage in terms of dimensional accuracy while implementing a high level of surface roughness compared to the comparative example.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention has been described by way of example and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (6)

탄소 소재로 형성된 기재를 배치하는 단계와 상기 기재를 표면 처리하는 단계를 포함하고,
상기 표면 처리 단계에서 열용사법을 사용하여 매질을 상기 탄소 소재의 표면에 분사하되, 상기 매질이 상기 기재의 표면에 코팅층을 형성하지 않도록 하면서, 상기 기재의 표면에 소정 수치의 표면조도를 갖는 거칠기를 형성하도록 하는, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
Disposing a substrate formed of a carbon material and surface treating the substrate,
In the surface treatment step, a thermal spraying method is used to spray a medium onto the surface of the carbon material, while preventing the medium from forming a coating layer on the surface of the substrate, and having a predetermined surface roughness on the surface of the substrate. Surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material to form.
제1항에 있어서,
상기 탄소 소재는, 흑연(graphite) 또는 흑연을 포함하는 복합소재인, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
The method of claim 1,
The carbon material is graphite (graphite) or a composite material containing graphite, the surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material.
제1항에 있어서,
상기 열용사법은 고속화염용사법(HVOF: High Velocity Oxy Fuel)인, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
The method of claim 1,
The thermal spraying method is a high-velocity oxide fuel (HVOF) method, the surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material.
제3항에 있어서,
상기 고속화염용사법에 사용되는 용사입자는 텅스텐(W) 또는 탄화텅스텐(WC)을 포함하는, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
The method of claim 3,
The thermal spraying method used in the high speed flame spraying method includes tungsten (W) or tungsten carbide (WC), the surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material.
제3항에 있어서,
상기 고속화염용사법에 있어서 용사입자의 투사속도가 100 ~ 1000m/s인, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
The method of claim 3,
The surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material, the projection speed of the sprayed particles in the high-speed flame spraying method is 100 ~ 1000m / s.
제1항에 있어서,
상기 소정 수치의 표면조도는 산술평균조도(Ra) 3~20㎛인, 탄소 소재의 표면조도 제어를 위한 표면처리방법.
The method of claim 1,
The surface roughness of the predetermined value is arithmetic mean roughness (Ra) of 3 to 20㎛, the surface treatment method for controlling the surface roughness of the carbon material.
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