KR20230075591A - Ｍｏ계 비정질 합금 및 박막 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 완벽한 비정질 구조를 나타내면서며 고경도, 고탄성, 고내식, 고내열 등의 고기능 및 다기능성을 나타낼 수 있는 새로운 비정질 합금을 설계하고, 그에 따른 비정질 합금 타겟과 타겟을 이용한 비정질 합급 코팅재를 제공하고자는 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은 Mo 기반의 3원소 이상의 다성분을 포함한 비정질 합금을 제공하며, 원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)과 각 원소의 원자 반경을 고려하여 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr- Ti-Si 또는 Mo-Zr- Co-Si로 설계된 비정질 합금을 제공한다.
상기 목적에 따라 본 발명은 Mo 기반의 3원소 이상의 다성분을 포함한 비정질 합금을 제공하며, 원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)과 각 원소의 원자 반경을 고려하여 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr- Ti-Si 또는 Mo-Zr- Co-Si로 설계된 비정질 합금을 제공한다.
Description
본 발명은 Mo 계 비정질 합금 소재 및 그 박막의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 코팅 제작이 가능한 다성분 Mo 계 비정질 합금 타겟 및 그 제조방법과 제작한 타겟을 이용한 비정질 합금 박막의 제작에 관한 것이다. 본 발명
현대 산업사회에서 사용되는 재료는, 자동차, 항공, 금형, 공구, 전자 등의 산업이 고도화됨에 따라 기존 금속 재료의 한계 특성을 뛰어 넘는 새로운 금속 재료의 개발이 절대적으로 요구되고 있다. 비정질 합금은 2GPa 이상의 고강도 특성을 나타내면서, 우수한 내마모 특성, 내부식성, 파괴인성 등의 물성을 보여, 기존 결정질 금속소재와 비교하여 월등히 우수한 특성을 지닌다.
공개번호 10-2018-0083195호는 전자 장치의 외장 케이스 등에 적용할 수 있는 비정질 합금 타겟에 대해 기재한다. 상기 공보의 외장용 코팅과 상술한 각종 공구, 금형, 자동차와 항공기 부품의 내마모 향상 등을 위한 고경도 비정질 코팅재는 최근 디스플레이 또는 반도체 제조분야에도 적용될 수 있으며, 원하는 물성을 나타내는 새로운 비정질 합금 설계가 필요하다.
또한, 설계된 새로운 구성의 비정질 합금의 경우, 비정질 특성을 나타내는지 여부를 검증할 필요가 있는데, 합금의 용해, 합금을 이용한 리본 제작, 또는 합금 분말을 검사하여 비정질임을 확인한다.
Mo의 경우, 고융점 특성으로 인해 합금 설계에 제약이 따르며, 특히, 용해가 쉽지 않아 비정질성을 확인하기 어려운 점이 있다.
본 발명의 목적은 완벽한 비정질 구조를 나타내면서며 고경도, 고탄성, 고내식, 고내열 등의 고기능 및 다기능성을 나타낼 수 있는 새로운 비정질 합금을 설계하고, 그에 따른 비정질 합금 타겟과 타겟을 이용한 비정질 합급 코팅재를 제공하고자는 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 발명은 Mo 기반의 3원소 이상의 다성분을 포함한 비정질 합금을 제공하며, 원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)과 각 원소의 원자 반경을 고려하여 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr- Ti-Si 또는 Mo-Zr- Co-Si로 설계된 비정질 합금을 제공한다.
상기 Mo 기반의 비정질 조성 기반의 합금은 코팅 조건에 따라 비정질, 결정질 또는 나노복합구조를 갖는 코팅재로 제작될 수 있다.
상기 Mo 기반의 비정질 조성 기반의 합금의 제조는 각각의 분말을 혼합하고 합금화 방법을 사용하거나, 다성분 합금을 먼저 제조하고, 아토마이징 공정을 실시할 수 있다.
또한, Mo 기반의 비정질 합금 타겟의 제조는 제조된 분말을 소결하거나 압연 및/또는 압출 공정을 이용하여 이루어질 수 있다.
제작한 타겟은 PVD 코팅에 적용되며, 코팅의 두께는 0.1~30㎛ 이하일 수 있고, 불활성 가스(Ar 등), N, O, C 기반의 가스를 이용한 단일 또는 다층 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 Mo계 다성분 합금 타겟을 이용하여 증착된 박막을 검사하여 비정질성을 확인할 수 있다.
진공 분위기에서 압력, 파워, 가스 조성 및 공급 비, 코팅 시간을 조절한 공정 설계를 통해 코팅재의 물성을 제어할 수 있다.
요컨대, 본 발명은,
원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)과 각 원소의 원자 반경의 차이를 고려하여 구성원소들이 선택된, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 설계된 비정질 합금을 제공한다.
상기에 있어서, Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Ti: 5 ~ 15at%, 및 Si: 5 ~ 15at%의 조성으로 만들어지고, Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Co: 5 ~ 15at%, 및 Si: 5 ~ 15at%의 조성비로 만들어진 것을 특징으로 하는 비정질 합금을 제공한다.
상기의 비정질 합금을 타겟으로 제조하고, 상기 타겟을 이용하여 증착된 비정질 코팅재는 70~220 GPa의 탄성과 13~18 GPa의 경도 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 비정질 코팅재는 19~39N의 부착력 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 비정질 코팅재는 0.01~0.1 수준의 마찰계수를 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금을 제공한다.
상기의 비정질 합금의 제조방법으로서,
원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)이 마이너스를 나타내고, 각 원소의 원자 반경이 차이가 있는 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 합금을 설계하고,
상기 구성원소들을 포함한 합금을 제조하고,
상기 합금을 아토마이징 하여 합금 분말을 제조한 다음, 소결 공정을 실시하여 합금체를 제조하고,
상기 합금체를 타겟으로 하여 준비된 모재에 대해 증착을 실시하여 모재에 코팅층을 형성하고,
상기 코팅층의 물성을 분석하여 비정질 또는 결정질 코팅재임을 검증하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법을 제공한다.
상기의 비정질 합금의 제조방법으로서,
원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)이 마이너스를 나타내고, 각 원소의 원자 반경이 차이가 있는 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 합금을 설계하고,
상기 구성원소들 각각의 분말을 준비하고,
상기 분말들을 혼합하여 소결 공정을 실시하여 합금체를 제조하고,
상기 합금체를 타겟으로 하여 준비된 모재에 대해 증착을 실시하여 모재에 코팅층을 형성하고,
상기 코팅층의 물성을 분석하여 비정질 또는 결정질 코팅재 임을 검증하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 합금체는 소결 또는 소결 후 압연 또는 압출 공정으로 타겟으로 제조되는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법을 제공한다.
상기의 비정질 합금을 타겟으로 만들고, 상기 비정질 합금 타겟을 이용하여 코팅층을 형성하는 코팅 방법으로서, 상기 코팅층은 PVD 공정에 의해 실시되고, 코팅층의 두께는 0.1 내지 30μm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 코팅층은 반응성, 비반응성 가스, Ar, N, O, 또는 C 기반의 가스를 이용하여 단일층 또는 다층으로 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 코팅층은 진공 분위기에서 온도, 압력, 인가되는 전력, 가스 공급 비, 및 증착 시간을 조절하여 코팅층의 특성이 제어되는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, Mo-Zr- Ti-Si 또는 Mo-Zr- Co-Si로 설계된 비정질 합금은 완벽한 비정질 구조를 나타내면서며 고경도, 고탄성, 고내식, 고내열 등의 고기능 및 다기능성을 나타낼 수 있다.
즉, 본 발명은, 비정질 합금 구성 원소들의 원소간 혼합열(KJ/mol)이 마이너스 절대치가 크고, 원자반경의 크기 차이가 큰 것으로 선택하여, 비정질 특성을 완벽하게 구현할 수 있는 Mo계 다성분 비정질 합금을 제공하였다.
도 1은 비정질 합금 설계를 위한 원소 선택을 위한 원소간 혼합열(KJ/mol)과 원자 반경을 보여주는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따라 Mo계 다성분 비정질 합금의 제작 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟을 이용한 코팅 공정의 장점을 설명하는 개요도이다.
도 4는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟의 사진과 코팅 공정 조건 표이다.
도 5는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 XRD 분석 결과를 보여준다.
도 6은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 HRTEM 분석 결과를 보여준다.
도 7은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 미소경도계 시험(Nanoindentation test) 결과를 보여준다.
도 8은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 스크래치 시험 결과를 보여준다.
도 9는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 마찰계수 측정 결과를 보여준다.
도 110은 본 발명에 따른 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟의 조성과 그에 의해 제작된 코팅재의 특성을 정리한 표이다.
도 2는 본 발명에 따라 Mo계 다성분 비정질 합금의 제작 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟을 이용한 코팅 공정의 장점을 설명하는 개요도이다.
도 4는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟의 사진과 코팅 공정 조건 표이다.
도 5는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 XRD 분석 결과를 보여준다.
도 6은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 HRTEM 분석 결과를 보여준다.
도 7은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금에 대한 미소경도계 시험(Nanoindentation test) 결과를 보여준다.
도 8은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 스크래치 시험 결과를 보여준다.
도 9는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 마찰계수 측정 결과를 보여준다.
도 110은 본 발명에 따른 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟의 조성과 그에 의해 제작된 코팅재의 특성을 정리한 표이다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
자동차, 항공, 금형, 공구와 같은 고경도 물성을 필요로하는 기술분야 외에도, 디스플레이 소자, 반도체 소자 등과 같은 미세소자의 제조 과정에서도 금속과 세라믹이 혼합된 코팅이 이루어질 수 있다. 금속과 세라믹이 혼합된 코팅재는 반응성 가스인 질소, 산소, 탄소와 반응하여 고경도의 금속과 세라믹이 복합된 코팅을 형성할 수 있다. 이러한 비정질 소재 코팅 형성을 위해, 먼저 비정질 합금을 설계한다. 다성분 비정질 합금 설계는 코팅재가 필요로 하는 물성을 나타내도록 합금 대상 원소를 선택한다.
도 1은 비정질 합금 설계를 위한 원소 선택을 위한 원소간 혼합열(KJ/mol)과 원자 반경을 보여주는 모식도이다. 본 실시예의 다성분 비정질 합금 설계는 비정질 구조를 나타내며, 고경도, 고탄성, 고내식, 고내열 등의 고기능 및 다기능성을 갖도록 원소들을 선택하였고, 원소 선택은 원소간 혼합열(KJ/mol)의 마이너스 절대치가 크고, 원자 반경은 작은 것으로 하여, 비정질성을 나타내는 데 유리하게 하였다.
Mo 기반의 3원소 이상의 다성분을 포함한 비정질 합금을 설계하였으며, 구체적으로는, Mo-Zr- Ti-Si과 Mo-Zr- Co-Si의 비정질 합금을 설계하였다.
설계된 합금은 비정질 조성 기반이지만, 코팅 조건에 따라 비정질, 결정질 박막(나노복합구조를 갖는 코팅도 가능) 제작이 가능하다. 특히, 비정질 합금 설계에 대하여는 비정질을 나타내는지 여부를 검증할 필요가 있는데, 상술한 바와 같이, Mo의 경우 고융점 특성으로 인해 용해 등의 방법으로 비정질 여부를 검증하기 어렵기 때문에, 설계된 합금으로 증착을 한 후, 박막의 비정질 여부를 통해 확인한다.
도 2는 설계된 비정질 합금의 제작 과정을 보여주는 순서도이다.
비정질 합금의 제작은 다음과 같이 두가지 방식이 있다.
합금을 구성하는 각각의 원소들의 분말을 준비하고, 이들을 기계적으로 혼합하여 소결 공정을 거치거나, 각각의 원소들이 포함된 합금을 제조한 후, 아토마이징하여 합금 분말을 제조한 후, 소결 공정을 거쳐 합금체를 만든다. 도 2는 후자의 방식을 설명한다. 아토마이징은 당해 기술분야에 알려진 방법으로 실시될 수 있다.
이와 같이 제조된 비정질 합금을 압연 또는 압출 공정으로 합금 타겟을 만들고, 상기 합금 타겟을 이용하여 박막을 증착하여 박막의 비정질 여부를 검사하여 설계된 비정질 합금의 비정질성을 검증한다.
소결 공정은 온도, 압력, 분위기, 및 시간 변수를 조절하여 이루어지고, 제작된 합금 타겟을 이용하여 PVD 코팅 방식으로 두께 0.1~30㎛ 이하의 코팅 박막을 형성하여 비정질성을 검증한다. PVD 코팅은 진공 분위기에서 압력, 파워, 가스비, 시간을 조절하여 이루어지고, Ar과 같은 불활성 가스 또는 비반응성 가스, 질소(N), 산소(O), 또는 탄소(C) 기반의 가스(즉, 질소(N), 산소(O), 탄소(C)의 경우, 상기 원소 자체 또는 상기 원소를 포함하여 공급될 수 있는 가스, 예를 들면, 탄소의 경우 탄화수소를 포함함)를 이용한 단일, 또는 다층 코팅을 실시하여 박막의 특성을 분석한다.
본 발명의 Mo 기반 합금 타겟의 코팅 공정 조건에 대해서는 도 4를 참조하여 후술될 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 다성분 비정질 합금 타겟을 적용한 코팅 공정의 장점을 설명한다. 성분별로 다수의 타겟을 이용한 코팅 공정에 비해, 다성분의 합금 타겟을 이용할 경우, 설비 간소화와 이미 합금화되어 있어 저온 공정이 가능하고 박막 균일도와 신뢰도가 높고, 복잡한 제품에 대한 코팅도 가능하고, 공정에 의존하지 않고 기존 장비를 사용할 수 있으며, 원하는 특성에 따라 다양한 합금 설계로 대응할 수 있다는 것이 장점이다.
도 4는 Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금 타겟과 Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금 타겟과 코팅 공정 조건을 구체적으로 보여준다. 각각의 합금 타겟이 코팅 공정에 사용되기 전과 후의 모습이 사진으로 나와있다. 합금 타겟의 비정질성 검증을 위한 박막 증착 공정 조건은 아래 표에 구체적으로 기재하였다.
코팅 기판은 실리콘 웨이퍼, SDK61, SCM415, WC-Co로 하였다. 그러나 코팅 기판은 제한적이지 않고 필요에 따라 코팅 조건에 적응할 수 있는 다른 것을 적용할 수 있다. 플라즈마 발생용 DC 파워 200~1000W, 공정 압력 0.5~5mTorr POS%, 공급 가스는 불활성 가스 Ar로 하고, 공정온도는 25~550℃, 공정 시간은 5~90분으로 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 상기 공정 조건 중 DC 파워를 100~2000W, 공정 압력 0.5~20mTorr POS%, 공정 시간 60~360분으로 변경하여 증착을 실시하였다.
한편, 본 발명의 Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금 타겟과 Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금 타겟을 이용한 코팅 공정 변수를 적절히 제어하면, 코팅 공정 조건에 따라 코팅막은 비정질 또는 나노복합구조의 결정질로 형성될 수 있다. 여기에는 코팅층을 단층, 또는 다층으로 하여 코팅층의 특성을 제어하는 방법도 포함되며, 다층 코팅막의 형성에서 각층별 코팅 공정 변수를 제어하여 전체 코팅재의 특성을 제어할 수 있다.
이와 같이 제작된 코팅 박막에 대해 여러가지 분석을 실시하였다.
도 5는 박막에 대한 XRD(X-ray diffraction) pattern으로 비정질 합금의 성분을 확인할 수 있다.
도 6은 박막에 대한 HRTEM(High-resolution transmission electron microscopy) image로, Mo-Zr-Ti-Si와 Mo-Zr-Co-Si 박막 모두 비정질 합금 박막임을 보여준다.
도 7은 박막에 대한 미소경도계(Nanoindentation) test 결과를 보여주며, Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금 박막은 HIT : 13.6 GPa과 EIT : 177.4 GPa의 결과를 보였고, Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금 박막은 HIT : 17.1 GPa과 EIT : 217.1 GPa의 결과를 보였다. 이는 매우 우수한 고경도, 고탄성 특성을 나타낼 수 있음을 뜻한다. 즉, 본 발명에 따른 Mo 계 비정질 합금 타겟에 의한 코팅재는 170~220 GPa의 탄성과 13~18 GPa의 경도 특성을 나타낸다.
도 8은 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 스크래치 시험 결과를 보여준다.
Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금 박막은 19.6N~38.5N 정도의 내스크래치성(부착력)을 보였고, Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금 박막은 27.2N~38.5N 정도의 내스크래치성을 보였다. 즉, 본 발명의 Mo계 비정질 합금에 의한 코팅재는 19~39N의 부착력을 나타내어 부착력이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 제작된 Mo계 다성분 비정질 합금 박막에 대한 마찰계수 측정(Friction test) 결과를 보여준다. 0.01~0.1 수준의 마찰계수를 보여주며, 윤활환경에서 0.03근처(0.02~0.04)의 마찰계수를 나타낸다. 이는 Mo계 다성분 비정질 합금 박막의 저마찰성이 우수하다는 것을 뜻한다.
도 10은 본 발명에 따른 Mo계 다성분 비정질 합금 타겟의 조성과 그에 의해 제작된 코팅재의 특성을 정리한 표이다.
Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금 타겟은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Ti: 5 ~ 15at%, Si: 5 ~ 15at%, Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금 타겟은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Co: 5 ~ 15at%, Si: 5 ~ 15at%이며, 구체적인 예는 표에 정리되어 있다.
합금 타겟에 의해 제조된 코팅재의 탄성은 177.4 ~ 217.1GPa, 경도는 13.6 ~ 17.1GPa 이다. 코팅 조도는 0.004~0.025μm이고, 코팅의 부착력은 19.6 ~ 38.5N이다. 코팅의 마찰 계수는 상술한 바와 같이 윤활환경에서 0.03 근처를 보인다.
이와 같이 하여, 본 발명은, 완벽한 비정질 구조를 나타내면서며 고경도, 고탄성, 고내식, 고내열 등의 고기능 및 다기능성을 나타낼 수 있 Mo-Zr- Ti-Si 또는 Mo-Zr- Co-Si 비정질 합금을 제공한다.
상술된 사항에서 별도의 정의가 없는 경우, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 단수형은 문맥에 의해 복수형을 포함할 수 있다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 제작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
Claims (11)
- 원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)과 각 원소의 원자 반경의 차이를 고려하여 구성원소들이 선택된, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 설계된 비정질 합금.
- 제1항에 있어서, Mo-Zr-Ti-Si 비정질 합금은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Ti: 5 ~ 15at%, 및 Si: 5 ~ 15at%의 조성으로 만들어지고, Mo-Zr-Co-Si 비정질 합금은 Mo: 40 ~ 70at%, Zr: 10 ~ 45at%, Co: 5 ~ 15at%, 및 Si: 5 ~ 15at%의 조성비로 만들어진 것을 특징으로 하는 비정질 합금.
- 제1항 또는 제2항의 비정질 합금을 타겟으로 제조하고, 상기 타겟을 이용하여 증착된 비정질 코팅재는 70~220 GPa의 탄성과 13~18 GPa의 경도 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금.
- 제3항에 있어서, 상기 비정질 코팅재는 19~39N의 부착력 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금.
- 제3항에 있어서, 상기 비정질 코팅재는 0.01~0.1 수준의 마찰계수를 나타내는 것을 특징으로 하는 비정질 합금.
- 제1항의 비정질 합금의 제조방법으로서,
원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)이 마이너스를 나타내고, 각 원소의 원자 반경이 차이가 있는 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 합금을 설계하고,
상기 구성원소들을 포함한 합금을 제조하고,
상기 합금을 아토마이징 하여 합금 분말을 제조한 다음, 소결 공정을 실시하여 합금체를 제조하고,
상기 합금체를 타겟으로 하여 준비된 모재에 대해 증착을 실시하여 모재에 코팅층을 형성하고,
상기 코팅층의 물성을 분석하여 비정질 또는 결정질 코팅재임을 검증하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법. - 제1항의 비정질 합금의 제조방법으로서,
원소들 사이의 혼합열(KJ/mol)이 마이너스를 나타내고, 각 원소의 원자 반경이 차이가 있는 구성원소들을 선택하여, Mo-Zr-Ti-Si 또는 Mo-Zr-Co-Si로 합금을 설계하고,
상기 구성원소들 각각의 분말을 준비하고,
상기 분말들을 혼합하여 소결 공정을 실시하여 합금체를 제조하고,
상기 합금체를 타겟으로 하여 준비된 모재에 대해 증착을 실시하여 모재에 코팅층을 형성하고,
상기 코팅층의 물성을 분석하여 비정질 또는 결정질 코팅재 임을 검증하는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법. - 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 합금체는 소결 또는 소결 후 압연 또는 압출 공정으로 타겟으로 제조되는 것을 특징으로 하는 비정질 합금의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항의 비정질 합금을 타겟으로 만들고, 상기 비정질 합금 타겟을 이용하여 코팅층을 형성하는 코팅 방법으로서, 상기 코팅층은 PVD 공정에 의해 실시되고, 코팅층의 두께는 0.1 내지 30μm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법.
- 제9항에 있어서, 상기 코팅층은 반응성, 비반응성 가스, Ar, N, O, 또는 C 기반의 가스를 이용하여 단일층 또는 다층으로 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 코팅층은 진공 분위기에서 온도, 압력, 인가되는 전력, 가스 공급 비, 및 증착 시간을 조절하여 코팅층의 특성이 제어되는 것을 특징으로 하는 코팅층의 제조방법.
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| JP2006348333A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Rikogaku Shinkokai | Ｍｏ系耐熱アモルファス合金 |
| KR20140143027A (ko) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 한국생산기술연구원 | 비정질 형성능을 가지는 결정질 합금, 그 제조방법, 스퍼터링용 합금타겟 및 그 제조방법 |
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