KR20240106956A - Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof - Google Patents

Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof

Info

Publication number
KR20240106956A
KR20240106956A KR1020230153568A KR20230153568A KR20240106956A KR 20240106956 A KR20240106956 A KR 20240106956A KR 1020230153568 A KR1020230153568 A KR 1020230153568A KR 20230153568 A KR20230153568 A KR 20230153568A KR 20240106956 A KR20240106956 A KR 20240106956A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating layer
powder
thermal spray
resistance
coating
Prior art date
Application number
KR1020230153568A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박재혁
김영곤
임종우
정형민
김태환
김성헌
차주혁
Original Assignee
주식회사 이에스티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이에스티 filed Critical 주식회사 이에스티
Publication of KR20240106956A publication Critical patent/KR20240106956A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C23C4/11Oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • B23Q3/154Stationary devices
    • B23Q3/1543Stationary devices using electromagnets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C04B35/505Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds based on yttrium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/62655Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING 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
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134Plasma spraying
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks

Abstract

본 개시는 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층에 관한 것이다. 본 개시는 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하는 단계; 및 상기 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 상기 기재 상에 형성되도록 하는 단계를 포함하고, 상기 코팅층의 체적저항은 108 Ω·㎝ 내지 1014 Ω·㎝ 인, 용사 코팅 방법 및 이에 따른 용사 코팅층을 제공한다.The present disclosure relates to a method of manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer with an antistatic function and the resulting thermal spray coating layer. The present disclosure includes the steps of transferring a coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler; and causing the transferred coating powder to pass through high-temperature plasma so that the partially or completely melted particles collide with the substrate in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s to form a coating layer on the substrate. It provides a thermal spray coating method and a thermal spray coating layer according thereto, including the step of, wherein the volume resistance of the coating layer is 10 8 Ω·cm to 10 14 Ω·cm.

Description

대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층{Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof}Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof}

본 개시(disclosure)는 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층에 관한 것이다.This disclosure relates to a method of manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer with an antistatic function and the resulting thermal spray coating layer.

용사 코팅 기술은 표면에 요구되는 특정 성질을 갖는 분말을 대기나 진공 분위기에서 플라즈마와 같은 열원을 사용하여 용융 또는 반용융시킨 후 기재 상에 고속으로 분사하여 오버레이 코팅층(overlay coating layer)을 제공하는 선진적인 표면 개질 방법 중의 하나이다. 소재의 제한성이 없다는 측면에서 용사 코팅 기술을 이용한 코팅층의 제공은 금속 재료, 세라믹 및 고분자 물질에 이르기까지 다양한 소재를 단독 또는 복합적으로 사용할 수 있으므로 소재에 대한 연구를 통해 보다 개선된 형태의 코팅층을 제공할 수 있다. 또한 다양한 공정 변수가 존재한다는 측면에서는 공정 변수에 변화를 통해서 미세 조직을 변화시키고 미세 조직에 따른 코팅 특성을 연구하여 최적의 미세 조직을 가지는 공정 변수 제어 기술을 개발하여 소재의 기능성을 극대화할 수 있기 때문에 이에 대한 기초 연구가 선행되어야 하고, 이를 바탕으로 지속적인 응용 연구를 통해서 직접적인 특성 향상이 가능해진다.Thermal spray coating technology is an advanced technology that melts or semi-melts powder with specific properties required for the surface using a heat source such as plasma in an air or vacuum atmosphere and then sprays it on the substrate at high speed to provide an overlay coating layer. It is one of the most common surface modification methods. In terms of the lack of material limitations, the provision of a coating layer using thermal spray coating technology allows the use of various materials ranging from metal materials, ceramics, and polymer materials alone or in combination, providing a more improved type of coating layer through research on materials. can do. In addition, in view of the existence of various process variables, the functionality of the material can be maximized by changing the microstructure by changing the process variables and studying the coating properties according to the microstructure to develop process variable control technology to achieve optimal microstructure. Therefore, basic research on this must take precedence, and based on this, direct improvement in characteristics becomes possible through continuous applied research.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 개시의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of this invention is only for improving understanding of the background of the present disclosure, and therefore may include information that does not constitute prior art.

본 개시에 따른 해결하고자 하는 과제는 고치밀도 및 저저항의 기계적/전기적 특성을 가질 뿐만 아니라 균일도가 우수하고 안정적인 조성 및 전기적 특성 분포를 갖는 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층을 제공하는데 있다.The problem to be solved according to the present disclosure is a method of manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer having an antistatic function that not only has high density and low resistance mechanical/electrical properties, but also excellent uniformity and stable composition and electrical property distribution, and the same. The purpose is to provide a thermal spray coating layer according to the present invention.

본 개시에 따른 예시적 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하는 단계; 및 상기 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 상기 기재 상에 형성되도록 하는 단계를 포함하고, 상기 코팅층의 체적저항은 108 Ω·㎝ 내지 1014 Ω·㎝ 일 수 있다.An exemplary method of manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer according to the present disclosure includes transferring a coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler; and causing the transferred coating powder to pass through high-temperature plasma so that the partially or completely melted particles collide with the substrate in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s to form a coating layer on the substrate. It includes the step of, and the volume resistance of the coating layer may be 10 8 Ω·cm to 10 14 Ω·cm.

일부 예들에서, 상기 매트릭스를 구성하는 상기 Al2O3 및 상기 Y2O3 혼합 조성물의 중량비는 1:9 내지 9:1 일 수 있다.In some examples, the weight ratio of the Al 2 O 3 and Y 2 O 3 mixed composition constituting the matrix may be 1:9 to 9:1.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말의 중량비를 100wt%로 할 경우, 상기 혼합 조성물의 매트릭스내에 충전되는 상기 TiO2의 중량비는 5wt% 내지 30wt%일 수 있다.In some examples, when the weight ratio of the coating powder is 100 wt%, the weight ratio of TiO 2 filled in the matrix of the mixed composition may be 5 wt% to 30 wt%.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말은 분무 건조법을 이용하여 제조된 구상의 코팅 분말일 수 있다.In some examples, the coating powder may be a spherical coating powder prepared using a spray drying method.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말의 평균 입도는 1 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다.In some examples, the average particle size of the coating powder may be 1 μm to 25 μm.

일부 예들에서, 상기 코팅층의 두께는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있다.In some examples, the thickness of the coating layer may be 100 ㎛ to 1000 ㎛.

본 개시에 따른 예시적 저저항의 용사 코팅층은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 상기 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 상기 기재 상에 형성되도록 하되, 상기 코팅층의 체적저항은 108 Ω·㎝ 내지 1014 Ω·㎝ 일 수 있다.An exemplary low-resistance thermal spray coating layer according to the present disclosure transfers a coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is subjected to high-temperature plasma. A coating layer is formed on the substrate by allowing partially or completely melted particles to collide with the substrate in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s, and the volume resistance of the coating layer is 10 8 . It may be Ω·cm to 10 14 Ω·cm.

일부 예들에서, 상기 매트릭스를 구성하는 상기 Al2O3 및 상기 Y2O3 혼합 조성물의 중량비는 1:9 내지 9:1일 수 있다.In some examples, the weight ratio of the Al 2 O 3 and Y 2 O 3 mixed composition constituting the matrix may be 1:9 to 9:1.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말의 중량비를 100wt%로 할 경우, 상기 혼합 조성물의 매트릭스내에 충전되는 상기 TiO2의 중량비는 5wt% 내지 30wt%일 수 있다.In some examples, when the weight ratio of the coating powder is 100 wt%, the weight ratio of TiO 2 filled in the matrix of the mixed composition may be 5 wt% to 30 wt%.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말은 분무 건조법을 이용하여 제조된 구상의 코팅 분말일 수 있다.In some examples, the coating powder may be a spherical coating powder prepared using a spray drying method.

일부 예들에서, 상기 코팅 분말의 평균 입도는 1 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다.In some examples, the average particle size of the coating powder may be 1 μm to 25 μm.

일부 예들에서, 상기 코팅층의 두께는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛일 수 있다.In some examples, the thickness of the coating layer may be 100 ㎛ to 1000 ㎛.

본 개시는 고치밀도 및 저저항의 기계적/전기적 특성을 가질 뿐만 아니라 균일도가 우수하고 안정적인 조성 및 전기적 특성 분포를 갖는 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층을 제공한다.The present disclosure provides a method for manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer that not only has high density and low resistance mechanical/electrical properties, but also has excellent uniformity and a stable composition and electrical property distribution and has an antistatic function, and a thermal spray coating layer resulting therefrom. .

도 1은 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 방법을 도시한 개략도이다.
도 3은 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 방법에 따른 코팅층의 단면도이다.
도 4a는 본 개시의 실시예에 따른 용사 코팅층의 SEM(Scanning Electron Microscope) 단면 사진이고, 도 4b는 본 개시의 비교예에 따른 용사 코팅층의 SEM 단면 사진이다.
도 5a는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅층에서 이산화 티탄(TiO2)의 중량비(wt%)에 따른 평면 사진이고, 도 5b는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅층에서 이산화 티탄(TiO2)의 중량비(wt%)에 따른 체적저항(Ω·cm)을 도시한 그래프이다.
도 6은 종래의 상용 분말의 단순혼합 상태 및 본 개시에 따른 복합화된 과립분말을 도시한 개략도이다.
도 7은 쉬운 디척킹(Easy dechucking) 정전척을 위한 저저항 유전층의 요구 비저항 영역을 도시한 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 고저항 정전척 및 저저항 정전척의 척킹력(kgf) 및 디척킹 시간(sec)을 도시한 그래프이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 개시에 따른 예시적 정전척을 도시한 단면도이다.
1 is a schematic diagram illustrating an exemplary thermal spray coating device according to the present disclosure.
2 is a schematic diagram illustrating an exemplary thermal spray coating method according to the present disclosure.
3 is a cross-sectional view of a coating layer according to an exemplary thermal spray coating method according to the present disclosure.
Figure 4a is a SEM (Scanning Electron Microscope) cross-sectional photograph of a thermal spray coating layer according to an example of the present disclosure, and Figure 4b is a SEM cross-sectional photograph of a thermal spray coating layer according to a comparative example of the present disclosure.
FIG. 5A is a planar photograph according to the weight ratio (wt%) of titanium dioxide (TiO 2 ) in an exemplary thermal spray coating layer according to the present disclosure, and FIG. 5B is a weight ratio of titanium dioxide (TiO 2 ) in an exemplary thermal spray coating layer according to the present disclosure. This is a graph showing volume resistance (Ω·cm) according to (wt%).
Figure 6 is a schematic diagram showing a simple mixing state of a conventional commercial powder and a complex granular powder according to the present disclosure.
Figure 7 is a schematic diagram showing the required resistivity area of a low-resistance dielectric layer for an easy dechucking electrostatic chuck.
FIGS. 8A and 8B are graphs showing the chucking force (kgf) and dechucking time (sec) of a high-resistance electrostatic chuck and a low-resistance electrostatic chuck.
9A to 9F are cross-sectional views showing an exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 개시들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.This disclosure is provided to more completely explain the present disclosure to those skilled in the art, and the following examples may be modified in various other forms, and the scope of the present disclosure is limited to the following examples. It doesn't work. Rather, these embodiments are provided to make the disclosure more faithful and complete, and to fully convey the spirit of the disclosure to those skilled in the art.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 평균 입도는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the drawings below, the thickness and average particle size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation, and the same symbols refer to the same elements in the drawings. As used herein, the term “and/or” includes any one and all combinations of one or more of the listed items. In addition, the meaning of "connected" in this specification refers not only to the case where member A and member B are directly connected, but also to the case where member C is interposed between member A and member B to indirectly connect member A and member B. do.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 개시을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.Terms used herein are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the disclosure. As used herein, the singular forms include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. Additionally, when used herein, “comprise, include,” and/or “comprising, including” refer to mentioned features, numbers, steps, operations, members, elements, and/or groups thereof. It specifies presence and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, movements, members, elements and/or groups.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 개시의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various members, parts, regions, layers and/or parts, these members, parts, regions, layers and/or parts are limited by these terms. It is obvious that this cannot be done. These terms are used only to distinguish one member, component, region, layer or section from another region, layer or section. Accordingly, a first member, component, region, layer or portion described below may refer to a second member, component, region, layer or portion without departing from the teachings of the present disclosure.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 개시의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 개시의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 개시을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Space-related terms such as “beneath,” “below,” “lower,” “above,” and “upper” are used to refer to an element or feature shown in a drawing. It can be used to facilitate understanding of other elements or features. Terms related to this space are for easy understanding of the present disclosure according to various process states or usage states of the present disclosure, and are not intended to limit the present disclosure. For example, if an element or feature in a drawing is turned over, an element or feature described as “bottom” or “below” becomes “top” or “above.” Therefore, “lower” is a concept encompassing “upper” or “lower.”

도 1은 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 장치(100)를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram illustrating an exemplary thermal spray coating device 100 according to the present disclosure.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 장치(100)는 플라즈마 스프레이 건(110), 정량 분말 공급부(120), 정량 분말 공급관(130), 비정량 분말 공급부(140), 비정량 분말 공급관(150), 이송 가스 공급부(160) 및 이송 가스 공급관(171,172)을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, an exemplary thermal spray coating device 100 according to the present disclosure includes a plasma spray gun 110, a quantitative powder supply unit 120, a quantitative powder supply pipe 130, a non-quantitative powder supply unit 140, It may include a non-quantified powder supply pipe 150, a transfer gas supply unit 160, and transfer gas supply pipes 171 and 172.

플라즈마 스프레이 건(110)은 중앙에 수평 방향으로 길이를 갖도록 설치된 제1전극(111)과, 제1전극(111)의 둘레에 이격되어 대략 수평 방향으로 길이를 갖도록 형성된 제2전극(112)과, 제1,2전극(111,112)의 둘레에 이격되어 대략 수평 방향으로 길이를 갖도록 형성된 플라즈마 가스 공급관(113)과, 플라즈마 가스 공급관(113) 및 제2전극(112)의 둘레에 이격되어 형성된 냉각수 공급관(114)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1전극(111)과 제2전극(112)의 사이에는 고전압을 공급하는 전원 공급부(115)가 연결될 수 있다. 또한, 플라즈마 가스 공급관(113) 및 냉각수 공급관(114)에는 절연부재(116)가 더 개재될 수 있다. 더불어, 제2전극(112)의 단부에 플라즈마 가스가 외측으로 분사되는 노즐(117)이 형성될 수 있다.The plasma spray gun 110 includes a first electrode 111 installed at the center to have a length in a horizontal direction, a second electrode 112 spaced around the first electrode 111 and formed to have a length in an approximately horizontal direction, and , a plasma gas supply pipe 113 formed to be spaced apart around the circumference of the first and second electrodes 111 and 112 to have a length in a substantially horizontal direction, and coolant formed to be spaced apart around the plasma gas supply pipe 113 and the second electrode 112. It may include a supply pipe (114). Here, a power supply unit 115 that supplies high voltage may be connected between the first electrode 111 and the second electrode 112. Additionally, an insulating member 116 may be further interposed between the plasma gas supply pipe 113 and the cooling water supply pipe 114. In addition, a nozzle 117 through which plasma gas is sprayed outward may be formed at the end of the second electrode 112.

이와 같이 하여, 전원 공급부(115)에 의한 고전압이 제1전극(111)과 제2전극(112) 사이에 인가되고, 플라즈마 가스가 제1,2전극(111,112) 사이의 틈을 통해 흐르면, 대략 5,000℃ 이상의 플라즈마 가스 화염이 노즐(117)을 통해 분사될 수 있다.In this way, when the high voltage by the power supply unit 115 is applied between the first electrode 111 and the second electrode 112 and the plasma gas flows through the gap between the first and second electrodes 111 and 112, approximately A plasma gas flame of 5,000°C or higher may be sprayed through the nozzle 117.

정량 분말 공급부(120)는 플라즈마 스프레이 건(110)의 일측에 부착될 수 있다. 일례로, 정량 분말 공급부(120)는 냉각수 공급관(114)의 상측에 접착제를 통해 직접 접착될 수 있다. 일부 예들에서, 정량 분말 공급부(120)는 세라믹 분말을 정량 보관할 수 있다.The quantitative powder supply unit 120 may be attached to one side of the plasma spray gun 110. For example, the fixed-quantity powder supply unit 120 may be directly attached to the upper side of the cooling water supply pipe 114 using an adhesive. In some examples, the fixed-quantity powder supply unit 120 may store a fixed amount of ceramic powder.

일부 예들에서, 분말은 알루미나(Al2O3), 이트리아(Y2O3), YF3, YOF, Y4O5F7, YAM(Y4Al2O9), YAP(YAlO3), YAG(Y3Al5O12), 이산화티탄(TiO2), 및/또는 희토류 계열(Y 및 Sc을 포함하여 원자번호 57부터 71까지의 원소 계열) 산화물을 포함할 수 있다.In some examples, the powder is alumina (Al 2 O 3 ), yttria (Y 2 O 3 ), YF 3 , YOF, Y 4 O 5 F 7 , YAM(Y 4 Al 2 O 9 ), YAP(YAlO 3 ). , YAG (Y 3 Al 5 O 12 ), titanium dioxide (TiO 2 ), and/or rare earth series (series of elements with atomic numbers 57 to 71, including Y and Sc) oxides.

일부 예들에서, 분말은 인산칼슘, 바이오 글래스, 규소(SiO2), 수산화인회석(hydroxyapatite), Pb(Zr,Ti)O3(PZT), 지르코니아(ZrO2), 이트리아-지르코니아(YSZ, Yttria stabilized Zirconia), 디스프로시아(Dy2O3), 가돌리니아(Gd2O3), 세리아(CeO2), 가돌리니아-세리아(GDC, Gadolinia doped Ceria), 마그네시아(MgO), 티탄산 바륨(BaTiO3), 니켈 망가네이트(NiMn2O4), 포타슘 소듐 니오베이트(KNaNbO3), 비스무스 포타슘 티타네이트(BiKTiO3), 비스무스 소듐 티타네이트(BiNaTiO3), CoFe2O4, NiFe2O4, BaFe2O4, NiZnFe2O4, ZnFe2O4,MnxCo3-xO4(여기서, x는 3 이하의 양의 실수), 비스무스 페라이트(BiFeO3), 비스무스 징크 니오베이트(Bi1.5Zn1Nb1.5O7), 인산리튬알루미늄티타늄 글래스 세라믹, Li-La-Zr-O계 Garnet 산화물, Li-La-Ti-O계 Perovskite 산화물, La-Ni-O계 산화물, 인산리튬철, 리튬-코발트 산화물, Li-Mn-O계 Spinel 산화물(리튬망간산화물), 인산리튬알루미늄갈륨 산화물, 산화텅스텐, 산화주석, 니켈산란타늄, 란타늄-스트론튬-망간 산화물, 란타늄-스트론튬-철-코발트 산화물, 실리케이트계 형광체, SiAlON계 형광체, 질화알루미늄, 질화규소, 질화티탄,AlON, 탄화규소, 탄화티탄, 탄화텅스텐, 붕화마그네슘, 붕화티탄, 금속산화물과 금속질화물혼합체, 금속산화물과 금속탄화물혼합체, 세라믹과 고분자의 혼합체, 또는 세라믹과 금속의 혼합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다.In some examples, the powders include calcium phosphate, bioglass, silicon (SiO 2 ), hydroxyapatite, Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), zirconia (ZrO 2 ), yttria-zirconia (YSZ, Yttria). stabilized Zirconia), dysprosia (Dy 2 O 3 ), gadolinia (Gd 2 O 3 ), ceria (CeO 2 ), Gadolinia-ceria (GDC, Gadolinia doped Ceria), magnesia (MgO), barium titanate (BaTiO 3 ), nickel manganate (NiMn 2 O 4 ), potassium sodium niobate (KNaNbO 3 ), bismuth potassium titanate (BiKTiO 3 ), bismuth sodium titanate (BiNaTiO 3 ), CoFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , BaFe 2 O 4 , NiZnFe 2 O 4 , ZnFe 2 O 4 , MnxCo 3-x O 4 (where x is a positive real number of 3 or less), bismuth ferrite (BiFeO 3 ), bismuth zinc niobate (Bi 1.5 Zn 1 Nb 1.5O7 ), lithium aluminum titanium phosphate glass ceramic, Li-La-Zr-O based garnet oxide, Li-La-Ti-O based Perovskite oxide, La-Ni-O based oxide, lithium iron phosphate, lithium- Cobalt oxide, Li-Mn-O spinel oxide (lithium manganese oxide), lithium aluminum gallium phosphate, tungsten oxide, tin oxide, lanthanum nickel oxide, lanthanum-strontium-manganese oxide, lanthanum-strontium-iron-cobalt oxide, silicate. Phosphors based on SiAlON, aluminum nitride, silicon nitride, titanium nitride, AlON, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, magnesium boride, titanium boride, mixtures of metal oxides and metal nitrides, mixtures of metal oxides and metal carbides, ceramics and polymers. It may be a mixture, or a mixture of one or two types selected from the group consisting of a mixture of ceramics and metals.

한편, 이러한 분말의 평균 입도는 대략 1 ㎛ 내지 대략 25 ㎛일 수 있다. 분말의 평균 입도가 대략 25 ㎛보다 클 경우에는 기공율이 대략 4%보다 크고 막질이 불량해질 수 있다. 분말의 평균 입도가 대략 1 ㎛ 작은 것은 가격이 비싸고 실질적으로 구하기 어렵다. 분말의 평균 입도가 대략 1 ㎛ 내지 대략 25 ㎛일 경우, 기공율이 대략 1% 내지 대략 3%인 막질이 우수한 기재(180) 상의 코팅층(181)을 형성할 수 있다.Meanwhile, the average particle size of such powder may be approximately 1 ㎛ to approximately 25 ㎛. If the average particle size of the powder is greater than approximately 25 ㎛, the porosity may be greater than approximately 4% and the film quality may be poor. Powders with an average particle size of approximately 1 ㎛ are expensive and practically difficult to obtain. When the average particle size of the powder is approximately 1 ㎛ to approximately 25 ㎛, the coating layer 181 can be formed on the substrate 180 with excellent film quality and a porosity of approximately 1% to approximately 3%.

정량 분말 공급관(130)은 정량 분말 공급부(120)와 플라즈마 스프레이 건(110)의 노즐(117) 사이를 상호간 연결할 수 있다. 일부 예들에서, 정량 분말 공급관(130)은 대략 "ㄱ"자 형태로 절곡될 수 있고, 단부가 노즐(117)의 선단에 이격되어 위치될 수 있다. 여기서, 정량 분말 공급관(130)의 길이는 대략 1 cm 내지 대략 200 cm일 수 있다. 따라서, 정량 분말 공급부(120)에 의한 세라믹 분말(191)이 정량 분말 공급관(130)을 따라 흐르면서 응집할 시간이나 영역을 제공하지 않게 될 수 있다. 즉, 정량 분말 공급관(130)의 길이가 상대적으로 짧음으로써, 분말(191)이 상호간 응집되거나 또는 정량 분말 공급관(130)의 내벽에 침착하지 않게 될 수 있다. 여기서, 정량 분말 공급관(130)의 길이가 대략 1 cm보다 작은 것은 구현하기 어렵고, 정량 분말 공급관(130)의 길이가 대략 200 cm보다 클 경우 공급관(130)의 내부에서 분말이 응집되거나 내벽에 분말이 침착될 수 있다. 일부 예들에서, 정량 분말 공급관(130)은 브라켓을 통해 플라즈마 스프레이 건(110)에 고정될 수 있다. The quantitative powder supply pipe 130 may connect the quantitative powder supply unit 120 and the nozzle 117 of the plasma spray gun 110. In some examples, the fixed-quantity powder supply pipe 130 may be bent approximately in an “L” shape, and the end may be positioned spaced apart from the tip of the nozzle 117. Here, the length of the fixed-quantity powder supply pipe 130 may be approximately 1 cm to approximately 200 cm. Accordingly, the ceramic powder 191 provided by the quantitative powder supply unit 120 may not be provided with time or area for agglomeration while flowing along the quantitative powder supply pipe 130. That is, because the length of the quantitative powder supply pipe 130 is relatively short, the powders 191 may not aggregate with each other or deposit on the inner wall of the quantitative powder supply pipe 130. Here, it is difficult to implement that the length of the quantitative powder supply pipe 130 is less than approximately 1 cm, and if the length of the quantitative powder supply pipe 130 is greater than approximately 200 cm, the powder may agglomerate inside the supply pipe 130 or powder may form on the inner wall. This can be calming. In some examples, the quantitative powder supply pipe 130 may be fixed to the plasma spray gun 110 through a bracket.

비정량 분말 공급부(140)는 플라즈마 스프레이 건(110)으로부터 이격된 위치에 설치되어 정량 분말 공급부(120)에 분말을 비연속적으로 또는 연속적으로 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 비정량 분말 공급부(140)의 용량은 정량 분말 공급부(120)의 용량에 비해 상대적으로 클 수 있다.The non-quantitative powder supply unit 140 may be installed at a location spaced apart from the plasma spray gun 110 to supply powder to the quantitative powder supply unit 120 discontinuously or continuously. In some examples, the capacity of the non-quantified powder supply unit 140 may be relatively larger than the capacity of the quantitative powder supply unit 120.

비정량 분말 공급관(150)은 비정량 분말 공급부(140)와 정량 분말 공급부(120)를 상호간 연결할 수 있다. 비정량 분말 공급관(150)의 길이는 플라즈마 스프레이 건(110)이 장착된 로봇의 길이나 동작 반경에 따라 다르지만 대략 5 m 내지 대략 10 m일 수 있다. 비정량 분말 공급관(150)에는 분말의 이송 유량을 제어할 수 있는 분말 유량계(151)가 설치될 수 있다.The non-quantitative powder supply pipe 150 may connect the non-quantitative powder supply unit 140 and the fixed-quantity powder supply unit 120 to each other. The length of the non-quantified powder supply pipe 150 varies depending on the length or operating radius of the robot equipped with the plasma spray gun 110, but may be approximately 5 m to approximately 10 m. A powder flow meter 151 capable of controlling the transfer flow rate of powder may be installed in the non-quantitative powder supply pipe 150.

이송 가스 공급부(160)는 정량 분말 공급부(120) 및/또는 비정량 분말 공급부(140)에 연결되어 이송 가스를 공급할 수 있다. 일부 예들에서, 이송 가스는 공기, 아르곤, 헬륨, 이산화탄소를 포함할 수 있다.The transport gas supply unit 160 may be connected to the quantitative powder supply unit 120 and/or the non-quantitative powder supply unit 140 to supply transport gas. In some examples, the transport gas may include air, argon, helium, or carbon dioxide.

이송 가스 공급관(171,172)은 이송 가스 공급부(160)를 정량 분말 공급부(120) 및/또는 비정량 분말 공급부(140)에 연결할 수 있다. 일부 예들에서, 이송 가스 공급부(160)와 정량 분말 공급부(120)의 사이에 정량 분말 이송 가스 공급관(171) 및 유량계(173)가 설치될 수 있다. 일부 예들에서, 이송 가스 공급부(160)와 비정량 분말 공급부(140)의 사이에 비정량 분말 이송 가스 공급관(172) 및 유량계(174)가 설치될 수 있다.The transport gas supply pipes 171 and 172 may connect the transport gas supply unit 160 to the quantitative powder supply unit 120 and/or the non-quantitative powder supply unit 140. In some examples, a fixed-quantity powder transfer gas supply pipe 171 and a flow meter 173 may be installed between the transfer gas supply unit 160 and the fixed-quantity powder supply unit 120. In some examples, a non-quantified powder transfer gas supply pipe 172 and a flow meter 174 may be installed between the transfer gas supply unit 160 and the non-quantified powder supply unit 140.

도 2는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 방법을 도시한 개략도이다.2 is a schematic diagram illustrating an exemplary thermal spray coating method according to the present disclosure.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예에 따른 용사 코팅 장치(100)의 동작 순서는 비정량 분말 공급부(140)의 동작 단계(S1), 정량 분말 공급부(120)의 동작 단계(S2), 용사 코팅 단계(S3), 정량 분말 공급부(120)의 정량 분말 부족 판단 단계(S4), 용사 코팅 정지 단계(S5), 비정량 분말 공급부(140)의 동작 단계(S6)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the operation sequence of the thermal spray coating device 100 according to an embodiment of the present disclosure includes an operation step (S1) of the non-quantitative powder supply unit 140 and an operation step (S2) of the quantitative powder supply unit 120. ), a thermal spray coating step (S3), a determination step (S4) of insufficient quantitative powder of the quantitative powder supply unit 120, a thermal spray coating stop step (S5), and an operation step (S6) of the non-quantitative powder supply unit 140. there is.

비정량 분말 공급부(140)의 동작 단계(S1)에서, 비정량 분말 공급부(140) 및 비정량 분말 공급관(150)을 통해 분말이 정량 분말 공급부(120)로 공급될 수 있다. 이를 위해, 비정량 분말 공급관(150)의 유량계(151)가 개방되고, 또한 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(172)에 설치된 유량계(174)가 개방될 수 있다. 더불어, 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(171)에 설치된 유량계(173)는 폐쇄될 수 있다.In the operation step S1 of the non-quantitative powder supply unit 140, powder may be supplied to the fixed-quantity powder supply unit 120 through the non-quantitative powder supply unit 140 and the non-quantitative powder supply pipe 150. To this end, the flow meter 151 of the non-quantified powder supply pipe 150 may be opened, and the flow meter 174 installed in the transfer gas supply pipe 172 connected to the transfer gas supply unit 160 may be opened. In addition, the flow meter 173 installed in the transfer gas supply pipe 171 connected to the transfer gas supply unit 160 may be closed.

일부 예들에서, 비정량 분말 공급부(140)의 용량이 정량 분말 공급부(120)의 용량에 비해 작으므로, 정량 분말 공급부(120)에는 상대적으로 작은 용량의 분말이 공급될 수 있다.In some examples, since the capacity of the non-quantified powder supply unit 140 is smaller than the capacity of the fixed-quantity powder supply unit 120, a relatively small capacity of powder may be supplied to the fixed-quantity powder supply unit 120.

정량 분말 공급부(120)의 동작 단계(S2)에서, 이송 가스 공급부(160) 및 정량 분말 이송 가스 공급관(171)을 통해 이송 가스가 정량 분말 공급부(120)에 공급됨으로써, 정량 분말 공급부(120)에 연결된 정량 분말 공급관(130)을 통해 분말이 플라스마 스프레이 건(110)의 노즐(117)로 공급될 수 있다. 여기서, 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(171)에 설치된 유량계(173)는 개방될 수 있다. 또한, 비정량 분말 공급관(150)의 유량계(151)가 폐쇄되고, 또한 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(172)에 설치된 유량계(174)가 폐쇄될 수 있다. In the operation step (S2) of the fixed-quantity powder supply unit 120, the transfer gas is supplied to the fixed-quantity powder supply unit 120 through the transfer gas supply unit 160 and the fixed-quantity powder transfer gas supply pipe 171, thereby Powder may be supplied to the nozzle 117 of the plasma spray gun 110 through the quantitative powder supply pipe 130 connected to. Here, the flow meter 173 installed in the transfer gas supply pipe 171 connected to the transfer gas supply unit 160 may be opened. Additionally, the flow meter 151 of the non-quantified powder supply pipe 150 may be closed, and the flow meter 174 installed in the transfer gas supply pipe 172 connected to the transfer gas supply unit 160 may be closed.

용사 코팅 단계(S3)에서, 플라즈마 스프레이 건(110)의 제1,2전극(111,112) 사이에 고전압이 인가되고, 제1,2전극(111,112)의 사이로 플라즈마 가스가 공급됨으로써, 노즐(117)을 통해 대략 5,000℃ 내지 30,000℃, 바람직하게는 대략 10,000℃내지 대략 15,000℃의 플라즈마 화염이 제공되고, 또한 이러한 플라즈마 화염에 상술한 정량 분말 공급관(130)을 통해 분말이 공급됨으로써, 스프레이 스트림이 생성되고, 이러한 스프레이 스트림에 의해 기재(180) 상에 소정 두께로 코팅층(181)이 형성될 수 있다. In the thermal spray coating step (S3), a high voltage is applied between the first and second electrodes 111 and 112 of the plasma spray gun 110, and plasma gas is supplied between the first and second electrodes 111 and 112, thereby forming the nozzle 117. A plasma flame of approximately 5,000°C to 30,000°C, preferably approximately 10,000°C to approximately 15,000°C, is provided, and powder is supplied to this plasma flame through the above-described quantitative powder supply pipe 130, thereby generating a spray stream. And, the coating layer 181 may be formed to a predetermined thickness on the substrate 180 by this spray stream.

일부 예들에서, 고온의 플라즈마 화염을 통과한 부분 또는 완전 용융된 입자를 포함하는 스프레이 스트림은 대기 중에서 대략 100 m/s 내지 대략 700 m/s, 바람직하게는 대략 200 m/s 내지 대략 600 m/s, 더욱 바람직하게는 대략 300 m/s 내지 대략 500 m/s의 속도로 기재(180) 상에 충돌함으로써, 용사 코팅층(181)이 형성될 수 있다.In some examples, the spray stream comprising partially or fully molten particles that have passed through the high-temperature plasma flame travels in air at a speed of approximately 100 m/s to approximately 700 m/s, preferably approximately 200 m/s to approximately 600 m/s. The thermal spray coating layer 181 may be formed by colliding on the substrate 180 at a speed of s, more preferably approximately 300 m/s to approximately 500 m/s.

정량 분말 공급부(120)의 정량 분말 부족 판단 단계(S4)에서, 정량 분말 공급부(120) 내의 분말이 기준치보다 작은지 판단한다. 일부 예들에서, 이러한 판단을 위해 정량 분말 공급부(120)의 내측에 설치된 분말 센서(미도시됨)를 더 포함할 수 있다. 분말 센서는 정량 분말 공급부(120) 내의 분말 밀도를 센싱하는 레이저 센서 또는 정량 분말 공급부(120)의 질량을 센싱하는 질량 센서를 포함할 수 있다. 이러한 판단 단계에서, 정량 분말 공급부(120) 내의 분말이 미리 결정된 기준치보다 작다고 판단될 경우, 다음 단계(S5)가 수행될 수 있다.In the determination step (S4) of the quantitative powder shortage of the quantitative powder supply unit 120, it is determined whether the powder in the quantitative powder supply unit 120 is less than the reference value. In some examples, a powder sensor (not shown) installed inside the quantitative powder supply unit 120 may be further included for this determination. The powder sensor may include a laser sensor that senses the powder density within the quantitative powder supply unit 120 or a mass sensor that senses the mass of the quantitative powder supply unit 120. In this determination step, if it is determined that the powder in the fixed-quantity powder supply unit 120 is less than a predetermined reference value, the next step (S5) may be performed.

용사 코팅 정지 단계(S5)에서, 플라즈마 스프레이 건(110)에 의한 코팅층(181)의 형성이 정지될 수 있다. In the thermal spray coating stop step (S5), the formation of the coating layer 181 by the plasma spray gun 110 may be stopped.

비정량 분말 공급부(140)의 동작 단계(S6)에서, 비정량 분말 공급부(140) 및 비정량 분말 공급관(150)을 통해 분말이 정량 분말 공급부(120)에 공급될 수 있다. 일부 예들에서, 이송 가스 공급부(160) 및 비정량 이송 가스 공급관(172)을 통해 이송 가스가 비정량 분말 공급부(140)에 공급됨으로써, 비정량 분말 공급부(140)의 분말이 정량 분말 공급부(120)로 공급될 수 있다.In the operation step S6 of the non-quantitative powder supply unit 140, powder may be supplied to the fixed-quantity powder supply unit 120 through the non-quantitative powder supply unit 140 and the non-quantitative powder supply pipe 150. In some examples, transport gas is supplied to the non-quantitated powder supply unit 140 through the transfer gas supply unit 160 and the non-quantitated transfer gas supply pipe 172, so that the powder of the non-quantitated powder supply unit 140 is transferred to the quantitative powder supply unit 120. ) can be supplied.

이를 위해, 비정량 분말 공급관(150)의 유량계(151)가 개방되고, 또한 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(172)에 설치된 유량계(174)가 개방될 수 있다. 더불어, 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(171)에 설치된 유량계(173)는 폐쇄될 수 있다. To this end, the flow meter 151 of the non-quantified powder supply pipe 150 may be opened, and the flow meter 174 installed in the transfer gas supply pipe 172 connected to the transfer gas supply unit 160 may be opened. In addition, the flow meter 173 installed in the transfer gas supply pipe 171 connected to the transfer gas supply unit 160 may be closed.

일부 예들에서, 비정량 분말 공급부(140)는 용사 코팅 중에도 수행될 수 있다. 즉, 플라즈마 스프레이 건(110)에 의한 코팅층(181)의 형성 중에 이송 가스 공급부(160) 및 이송 가스 공급관(172)을 통해 이송 가스가 비정량 분말 공급부(140)에 공급됨으로써, 비정량 분말 공급부(140)의 분말이 정량 분말 공급부(120)에 공급될 수 있다. 이를 위해, 이송 가스 공급부(160)의 이송 가스 공급관(171)에 설치된 유량계(173)가 개방된 상태에서, 비정량 분말 공급관(150)의 유량계(151)가 개방되고, 또한 이송 가스 공급부(160)에 연결된 이송 가스 공급관(172)에 설치된 유량계(174)가 개방될 수 있다.In some examples, non-metered powder supply 140 may also be performed during thermal spray coating. That is, during the formation of the coating layer 181 by the plasma spray gun 110, the transfer gas is supplied to the non-quantified powder supply unit 140 through the transfer gas supply unit 160 and the transfer gas supply pipe 172, thereby Powder 140 may be supplied to the quantitative powder supply unit 120. To this end, while the flow meter 173 installed in the transport gas supply pipe 171 of the transport gas supply unit 160 is open, the flow meter 151 of the non-quantitative powder supply pipe 150 is opened, and the transport gas supply unit 160 ) The flow meter 174 installed in the transfer gas supply pipe 172 connected to ) may be opened.

이와 같이 하여, 본 개시의 실시예는 대략 1 ㎛ 내지 대략 25 ㎛의 평균 입도를 갖는 분말의 공급이 가능하고, 분말의 응집 현상을 방지할 수 있으며 치밀한 코팅층의 형성이 가능한 대기압 플라즈마 스프레이 또는 용사 코팅 장치(100)를 제공할 수 있다.In this way, the embodiment of the present disclosure is an atmospheric pressure plasma spray or thermal spray coating that can supply powder having an average particle size of approximately 1 ㎛ to approximately 25 ㎛, can prevent agglomeration of the powder, and can form a dense coating layer. A device 100 may be provided.

도 3은 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅 방법에 따른 코팅층의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a coating layer according to an exemplary thermal spray coating method according to the present disclosure.

도 3에 도시된 바와 같이, 대략 1 ㎛ 내지 대략 25 ㎛의 평균 입도를 갖는 코팅 분말이 이송되어 고온의 플라즈마를 통과한 부분 또는 완전 용융된 입자가 대기 중에서 대략 300 m/s 내지 대략 500 m/s의 속도로 기재(180) 상에 충돌하는 것에 의해 일정 두께의 용사 코팅층(181)이 형성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the coating powder having an average particle size of approximately 1 ㎛ to approximately 25 ㎛ is transferred and partially or completely melted particles that have passed through the high-temperature plasma are moved at approximately 300 m/s to approximately 500 m/s in the air. A thermal spray coating layer 181 of a certain thickness may be formed by colliding with the substrate 180 at a speed of s.

일부 예들에서, 코팅층(181)의 두께는 대략 100 ㎛ 내지 대략 1000 ㎛, 바람직하게는 대략 200 ㎛ 내지 대략 800 ㎛, 더욱 바람직하게는 대략 300 ㎛ 내지 대략 600 ㎛일 수 있다. In some examples, the thickness of the coating layer 181 may be approximately 100 μm to approximately 1000 μm, preferably approximately 200 μm to approximately 800 μm, and more preferably approximately 300 μm to approximately 600 μm.

일부 예들에서, 코팅층(181) 내의 그레인 사이즈는 대략 0.1 ㎛ 내지 대략 25 ㎛, 바람직하게는 대략 0.2 ㎛ 내지 대략 20 ㎛, 더욱 바람직하게는 대략 0.3 ㎛ 내지 대략 10 ㎛일 수 있다.In some examples, the grain size within coating layer 181 may be approximately 0.1 μm to approximately 25 μm, preferably approximately 0.2 μm to approximately 20 μm, and more preferably approximately 0.3 μm to approximately 10 μm.

한편, 코팅층(181)은 대략 2차원 평면상으로 다수의 그레인 및 그레인 바운더리를 포함하며, 그레인의 평균 가로 길이(a)와 그레인의 평균 세로 높이(b)의 비율(a/b) 즉, 종횡비(a/b)는 대략 6.5, 바람직하기로 대략 5.8, 더욱 바람직하기로 대략 5.5보다 작을 수 있다.Meanwhile, the coating layer 181 includes a plurality of grains and grain boundaries in an approximately two-dimensional plane, and has a ratio (a/b) of the average horizontal length (a) of the grains and the average vertical height (b) of the grains, that is, the aspect ratio. (a/b) may be less than approximately 6.5, preferably less than approximately 5.8, and more preferably less than approximately 5.5.

또한, 종횡비(a/b)와 코팅 분말의 평균 입도(m)의 비율((a/b)/m)은 대략 0.3, 바람직하기로 대략 0.6, 더욱 바람직하기로 대략 1.1보다 클 수 있다. 이와 같이 하여, 본 개시에 따른 코팅층(181)은 그레인이 더욱 납작해지고(즉, 수평 방향으로 더 넓고 길게 퍼짐), 이에 따라 기공률이 대략 1 % 내지 대략 3%로 매우 치밀한 막구조를 갖는다.Additionally, the ratio ((a/b)/m) of the aspect ratio (a/b) and the average particle size (m) of the coating powder may be greater than approximately 0.3, preferably greater than approximately 0.6, and more preferably greater than approximately 1.1. In this way, the coating layer 181 according to the present disclosure has flatter grains (i.e., spreads wider and longer in the horizontal direction), and thus has a very dense membrane structure with a porosity of approximately 1% to approximately 3%.

도 4a는 본 개시의 실시예에 따른 용사 코팅층의 SEM(Scanning Electron Microscope) 단면 사진이고, 도 4b는 본 개시의 비교예에 따른 용사 코팅층의 SEM 단면 사진이다. 일부 예들에서, 본 개시는 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 기재 상에 형성되도록 할 수 있다. Figure 4a is a SEM (Scanning Electron Microscope) cross-sectional photograph of a thermal spray coating layer according to an example of the present disclosure, and Figure 4b is a SEM cross-sectional photograph of a thermal spray coating layer according to a comparative example of the present disclosure. In some examples, the present disclosure transfers a coating powder comprising a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and passes the transferred coating powder through a high temperature plasma to partially Alternatively, the completely molten particles may be allowed to collide with the substrate in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s to form a coating layer on the substrate.

일부 예들에서, 매트릭스를 구성하는 Al2O3 및 Y2O3 혼합 조성물의 중량비는 대략 1:9 내지 대략 9:1일 수 있다. 일부 예들에서, 코팅 분말의 중량비를 100wt%로 할 경우, 혼합 조성물의 매트릭스내에 충전되는 TiO2의 중량비는 대략 5wt% 내지 대략 30wt%일 수 있다. In some examples, the weight ratio of the Al 2 O 3 and Y 2 O 3 mixed composition that makes up the matrix may be approximately 1:9 to approximately 9:1. In some examples, when the weight ratio of the coating powder is 100 wt%, the weight ratio of TiO 2 filled in the matrix of the mixed composition may be approximately 5 wt% to approximately 30 wt%.

일부 예들에서, 코팅 분말은 분무 건조법을 이용하여 제조된 구상의 코팅 분말일 수 있다. 일반적으로 코팅 분말의 제조 방법은 자연건조, 인공건조, 분무 건조, 피막건조, 포말건조, 동결건조 등 많은 건조 방법을 포함하지만, 본 개시에 따른 건조법은 분무 건조법을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 분무 건조법은 열풍 속에 분말을 분사시켜 단위 표면적을 크게 하여 분말의 수분을 열풍으로 증발시키는 건조 방법으로서, 분사 노즐, 열풍과 접속할 수 있는 실린더, 분말과 열풍을 분리시켜주는 수집기 등을 포함할 수 있다. 이러한 방식에 의해 분말은 결국 구형의 복합화 및 과립화된 형태로 제공될 수 있다.In some examples, the coating powder may be a spherical coating powder prepared using a spray drying method. In general, methods for manufacturing coating powder include many drying methods such as natural drying, artificial drying, spray drying, film drying, foam drying, and freeze drying, but the drying method according to the present disclosure may include a spray drying method. In some examples, the spray drying method is a drying method in which powder is sprayed into hot air to increase the unit surface area and evaporate the moisture in the powder with hot air, using a spray nozzle, a cylinder that can be connected to the hot air, and a collector that separates the powder and hot air. It can be included. In this way the powder can eventually be provided in spherical, complexed and granulated form.

일부 예들에서,코팅 분말의 평균 입도는 대략 1 ㎛ 내지 대략 40 ㎛일 수 있다. 일부 예들에서, 코팅층의 두께는 대략 100 ㎛ 내지 대략 1000 ㎛일 수 있다.In some examples, the average particle size of the coating powder may be approximately 1 μm to approximately 40 μm. In some examples, the thickness of the coating layer may be approximately 100 μm to approximately 1000 μm.

이와 같이 하여, 본 개시는 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하여 상술한 방법으로 용사 코팅층을 형성할 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 층분리 현상이 없고 치밀도가 높은 코팅층을 얻을 수 있다.In this way, the present disclosure transfers a coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler to form a thermal spray coating layer by the above-described method, as shown in Figure 4a. As described above, a coating layer with no layer separation and high density can be obtained.

반면, Al2O3의 매트릭스에 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하여 상술한 방법으로 용사 코팅층을 형성할 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 층분리 현상이 나타나고 치밀도가 낮은 코팅층을 얻을 수 있다.On the other hand, when a coating powder containing TiO 2 as a filler is transferred to a matrix of Al 2 O 3 to form a thermal spray coating layer by the above-described method, as shown in FIG. 4b, layer separation occurs and a coating layer with low density appears. can be obtained.

도 5a는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅층에서 TiO2의 중량비(wt%)에 따른 사진이고, 도 5b는 본 개시에 따른 예시적 용사 코팅층에서 TiO2의 중량비(wt%)에 따른 체적저항(Ω·cm)을 도시한 그래프이다. 도 5b에서 X축은 TiO2의 중량비(wt%)이고, Y축은 TiO2의 체적저항(Ω·cm)이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 용사 코팅층은 TiO2의 중량비가 5wt%일때 체적저항은 5.86 X 1014 Ω·cm이고, TiO2의 중량비가 10wt%일때 체적저항은 5.28 X 1013 Ω·cm이고, TiO2의 중량비가 20wt%일때 체적저항은 1.28 X 1011 Ω·cm이고, TiO2의 중량비가 30wt%일때 체적저항은 1.1 X 108 Ω·cm로서, TiO2의 중량비가 높아질수록 체적저항이 작아졌고, 이에 따라 본 개시에 따른 용사 코팅층은 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층으로 이용될 수 있다.Figure 5a is a photograph according to the weight ratio (wt%) of TiO 2 in an exemplary thermal spray coating layer according to the present disclosure, and Figure 5b is a photograph according to the weight ratio (wt%) of TiO 2 in an exemplary thermal spray coating layer according to the present disclosure ( This is a graph showing Ω·cm). In Figure 5b, the X-axis is the weight ratio of TiO 2 (wt%), and the Y-axis is the volume resistance of TiO 2 (Ω·cm). As shown in FIGS. 5A and 5B , the thermal spray coating layer according to the present disclosure has a volume resistance of 5.86 X 10 13 Ω· cm , and when the weight ratio of TiO 2 is 20wt%, the volume resistance is 1.28 As the weight ratio increases, the volume resistance decreases, and accordingly, the thermal spray coating layer according to the present disclosure can be used as a low-resistance thermal spray coating layer with an antistatic function.

또한, 본 개시에 따른 용사 코팅층은 TiO2의 중량비가 5wt%일때 누설전류는 1.66 X 10-10 A이고, TiO2의 중량비가 10wt%일때 누설전류는 1.80 X 10-9 A이고, TiO2의 중량비가 20wt%일때 누설전류는 7.35 X 10-7 A이고, TiO2의 중량비가 30wt%일때 누설전류는 8.7 X 10-4 A로서, TiO2의 중량비가 높아질수록 누설전류가 커졌다.In addition , the thermal spray coating layer according to the present disclosure has a leakage current of 1.66 When the weight ratio was 20wt %, the leakage current was 7.35

또한, 본 개시에 따른 용사 코팅층은 TiO2의 중량비가 5wt%일때 절연저항은 6.04 X 1012 V이고, TiO2의 중량비가 10wt%일때 절연저항은 5.54 X 1011 V이고, TiO2의 중량비가 20wt%일때 절연저항은 1.28 X 1011 V이고, TiO2의 중량비가 30wt%일때 절연저항은 1.15 X 108 V로서, TiO2의 중량비가 높아질수록 절연저항이 작아졌다.In addition , the thermal spray coating layer according to the present disclosure has an insulation resistance of 6.04 At 20wt % , the insulation resistance was 1.28

또한, 본 개시에 따른 용사 코팅층은 TiO2의 중량비가 5wt%일때 정전용량은 101 pF이고, TiO2의 중량비가 10wt%일때 정전저항은 111 pF이고, TiO2의 중량비가 20wt%일때 정전용량은 116 pF이고, TiO2의 중량비가 30wt%일때 정전용량은 122 pF으로서, TiO2의 중량비가 높아질수록 정전용량이 높아졌다.In addition, the thermal spray coating layer according to the present disclosure has an electrostatic capacity of 101 pF when the weight ratio of TiO 2 is 5wt%, an electrostatic resistance of 111 pF when the weight ratio of TiO 2 is 10wt%, and an electrostatic capacity when the weight ratio of TiO 2 is 20wt%. It is 116 pF, and when the weight ratio of TiO 2 is 30wt%, the electrostatic capacitance is 122 pF, and as the weight ratio of TiO 2 increases, the electrostatic capacitance increases.

또한, 본 개시에 따른 용사 코팅층은 TiO2의 중량비가 5wt%일때 상대유전율은 11.7 εr이고, TiO2의 중량비가 10wt%일때 상대유전율은 13.2 εr이고, TiO2의 중량비가 20wt%일때 상대유전율은 13.9 εr이고, TiO2의 중량비가 30wt%일때 상대유전율은 14.4 pF으로서, TiO2의 중량비가 높아질수록 상대유전율이 높아졌다.In addition, the thermal spray coating layer according to the present disclosure has a relative dielectric constant of 11.7 εr when the weight ratio of TiO 2 is 5wt%, a relative dielectric constant of 13.2 εr when the weight ratio of TiO 2 is 10wt%, and a relative dielectric constant when the weight ratio of TiO 2 is 20wt%. When the weight ratio of TiO 2 was 13.9 εr and the weight ratio of TiO 2 was 30 wt%, the relative dielectric constant was 14.4 pF, and as the weight ratio of TiO 2 increased, the relative dielectric constant increased.

아래 표 1은 상술한, TiO2의 중량비 대비, 코팅두께, 누설전류, 절연저항, 체적저항, 정전용량 및 상대유전율을 정리한 것이다.Table 1 below summarizes the weight ratio of TiO2, coating thickness, leakage current, insulation resistance, volume resistance, capacitance, and relative dielectric constant as described above.

[표 1][Table 1]

도 6은 종래의 상용 분말의 단순 혼합 상태 및 본 개시에 따른 복합화된 과립분말 상태를 도시한 개략도이다. 도 6의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 단순 혼합 분말은 구성 물질간의 응집 등으로 인해 코팅층 내부 조성물간에 농도 구배가 발생함으로써, 코팅층 내부에 층분리 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 도 6의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 복합화된 과립 분말의 경우 코팅 시 균일한 조성의 코팅층 형성이 가능하고, 이에 따라 코팅층 내부에 층분리 현상이 발생하지 않는다.Figure 6 is a schematic diagram showing a simple mixed state of a conventional commercial powder and a complexed granular powder state according to the present disclosure. As shown in the left drawing of FIG. 6, in the conventional simple mixed powder, a concentration gradient occurs between the compositions within the coating layer due to cohesion between constituent materials, etc., which may cause layer separation within the coating layer. However, as shown in the right drawing of FIG. 6, in the case of the composite granular powder according to the present disclosure, it is possible to form a coating layer with a uniform composition during coating, and accordingly, layer separation does not occur within the coating layer.

도 7은 쉬운 디척킹(Easy dechucking) 정전척을 위한 저저항 유전층의 요구 비저항 영역을 도시한 개략도이다.Figure 7 is a schematic diagram showing the required resistivity area of a low-resistance dielectric layer for an easy dechucking electrostatic chuck.

반도체 및/또는 디스플레이의 제조를 위한 정전척에도 코팅층(또는 유전층이라 지칭함)이 제공될 수 있다. 정전척은 반도체 웨이퍼, 디스플레이 기판 등을 척킹하거나 디척킹하는데, 인가전압 오프시에도 유전층의 표면에 대전되어 있던 전하가 방전되지 않고 표면에 잔류하면서 웨이퍼나 기판과의 인력이 즉각적으로 해소되지 않는 디척킹 문제가 야기될 수 있다. 정전척의 상부 유전층의 관점에서 보면 상기의 비저항은 존슨라벡(109 Ω·cm 내지 1013 Ω·cm)의 저항 영역이므로 전압인가시 쿨롱타입의 정전척 대비 척킹력 향상 효과가 있으며, 인가전압 오프 시 대전방지 기능이 발현되어 디척킹이 성능이 향상될 수 있다.Electrostatic chucks for manufacturing semiconductors and/or displays may also be provided with a coating layer (also referred to as a dielectric layer). Electrostatic chucks churn or de-chuck semiconductor wafers, display substrates, etc., and even when the applied voltage is turned off, the electric charge on the surface of the dielectric layer is not discharged but remains on the surface, and the attractive force with the wafer or substrate is not immediately relieved. Chucking problems may occur. From the perspective of the upper dielectric layer of the electrostatic chuck, the above specific resistance is in the resistance range of Johnson-Rabeck (10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm), so it has the effect of improving the chucking force compared to the Coulomb type electrostatic chuck when voltage is applied, and the applied voltage is turned off. Dechucking performance can be improved by developing an anti-static function.

도 8a는 고저항 정전척 및 저저항 정전척의 척킹력(kgf) 및 디척킹 시간(sec)을 도시한 그래프이다. 도 8a에서 X축은 인가전압(kV)이고 Y축은 척킹력(kgf)이다. 또한, 도 8a에서 고저항 정전척은 종래와 같이 Al2O3 분말에 의해서만 유전층이 제공된 경우이고 저저항 정전척은 본 개시와 같은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말에 의해 제공된 유전층이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 고저항 정전척은 1 kV 내지 3 kV의 인가전압에서 0.2 kgf 내지 1.8 kgf의 척킹력을 나타내었다. 또한, 도 8a에 도시된 바와 같이, 저저항 정전척은 1 kV 내지 3 kV의 인가전압에서 1.3 kgf 내지 2.3 kgf의 척킹력을 나타내었다. 따라서, 종래의 고저항 정전척이 갖는 척킹력에 비해 본 개시에 따른 저저항 정전척의 척킹력이 더 높음을 알 수 있다.Figure 8a is a graph showing the chucking force (kgf) and dechucking time (sec) of a high-resistance electrostatic chuck and a low-resistance electrostatic chuck. In Figure 8a, the X-axis is the applied voltage (kV) and the Y-axis is the chucking force (kgf). In addition, in Figure 8a, the high-resistance electrostatic chuck is a case where the dielectric layer is provided only by Al 2 O 3 powder as in the prior art, and the low-resistance electrostatic chuck has a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as the matrix as described in the present disclosure. It is a dielectric layer provided by a coating powder containing TiO 2 as a filler. As shown in FIG. 8A, the high-resistance electrostatic chuck exhibited a chucking force of 0.2 kgf to 1.8 kgf at an applied voltage of 1 kV to 3 kV. Additionally, as shown in FIG. 8A, the low-resistance electrostatic chuck exhibited a chucking force of 1.3 kgf to 2.3 kgf at an applied voltage of 1 kV to 3 kV. Therefore, it can be seen that the chucking force of the low-resistance electrostatic chuck according to the present disclosure is higher than the chucking force of the conventional high-resistance electrostatic chuck.

도 8b는 고저항 정전척 및 저저항 정전척의 디척킹 시간(sec)을 도시한 그래프이다. 도 8b에서 X축은 인가전압(kV)이고 Y축은 디척킹 시간(sec)이다. 또한, 도 8b에서 고저항 정전척은 종래와 같은 Al2O3 분말에 의해서만 유전층이 제공된 경우이고 저저항 정전척은 본 개시와 같은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말에 의해 제공된 유전층이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 고저항 정전척은 1 kV 내지 3 kV의 인가전압 이후 0sec 내지 24 sec의 디척킹 시간을 나타내었다. 또한, 도 8a에 도시된 바와 같이, 저저항 정전척은 1 kV 내지 3 kV의 인가전압 이후 5sec 내지 8 sec의 디척킹 시간을 나타내었다. 따라서, 종래의 고저항 정전척이 갖는 디척킹 시간에 비해 본 개시에 따른 저저항 정전척의 디척킹 시간이 빠름을 알 수 있다.Figure 8b is a graph showing the dechucking time (sec) of a high-resistance electrostatic chuck and a low-resistance electrostatic chuck. In Figure 8b, the X-axis is the applied voltage (kV) and the Y-axis is the dechucking time (sec). In addition, in Figure 8b, the high-resistance electrostatic chuck is a case in which the dielectric layer is provided only by Al 2 O 3 powder as in the prior art, and the low-resistance electrostatic chuck has a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as the matrix of the present disclosure. It is a dielectric layer provided by a coating powder containing TiO 2 as a filler. As shown in FIG. 8B, the high-resistance electrostatic chuck exhibited a dechucking time of 0 sec to 24 sec after an applied voltage of 1 kV to 3 kV. Additionally, as shown in FIG. 8A, the low-resistance electrostatic chuck exhibited a dechucking time of 5 sec to 8 sec after an applied voltage of 1 kV to 3 kV. Therefore, it can be seen that the dechucking time of the low-resistance electrostatic chuck according to the present disclosure is faster than the dechucking time of the conventional high-resistance electrostatic chuck.

도 9a 내지 도 9f는 본 개시에 따른 예시적 정전척들을 도시한 단면도이다.9A to 9F are cross-sectional views showing exemplary electrostatic chucks according to the present disclosure.

도 9a에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 금속 베이스 부재(180M) 상에 저저항 절연층(1811), 정전척 전극(1812) 및 저저항 유전층(1813)이 순차적으로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 저저항 절연층(1811)은 하부 유전층으로 지칭될 수 있고, 저저항 유전층(1813)은 상부 유전층으로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 금속 베이스 부재(180M)는 일반적으로 알루미늄 또는 티타늄을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 9A, an exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure includes a low-resistance insulating layer 1811, an electrostatic chuck electrode 1812, and a low-resistance dielectric layer 1813 sequentially provided on a metal base member 180M. It can be. In some examples, low-resistance insulating layer 1811 may be referred to as a lower dielectric layer and low-resistance dielectric layer 1813 may be referred to as an upper dielectric layer. In some examples, metal base member 180M may generally include aluminum or titanium.

상술한 바와 유사하게 저저항 절연층(1811)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 금속 베이스 부재(180M)에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 절연층(1811)이 금속 베이스 부재(180M) 상에 형성되도록 하되, 저저항 절연층(1811)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다. 정전척 전극(1812)은 모노폴라 타입 또는 바이폴라 타입일 수 있으며, 이는 저저항 절연층(1811) 상에 제공될 수 있다.Similarly as described above, the low-resistance insulating layer 1811 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide with the metal base member 180M at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, so that the low-resistance insulating layer 1811 is formed on the metal base member 180M. ), and the volume resistance of the low-resistance insulating layer 1811 is 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm. The electrostatic chuck electrode 1812 may be a monopolar type or a bipolar type, and may be provided on the low-resistance insulating layer 1811.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 저저항 절연층(1811) 및 정전척 전극(1812) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 저저항 절연층(1811) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다.Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide on the low-resistance insulating layer 1811 and the electrostatic chuck electrode 1812 at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air to form the low-resistance dielectric layer 1813. ) is formed on the low-resistance insulating layer 1811 and the electrostatic chuck electrode 1812, and the volume resistance of the low-resistance dielectric layer 1813 is 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm.

도 9b에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 금속 베이스 부재(180M) 상에 고저항 절연층(1811H), 정전척 전극(1812) 및 저저항 유전층(1813)이 순차적으로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 고저항 절연층(1811H)은 하부 유전층으로 지칭될 수 있고, 저저항 유전층(1813)은 상부 유전층으로 지칭될 수 있다. As shown in FIG. 9B, an exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure includes a high-resistance insulating layer 1811H, an electrostatic chuck electrode 1812, and a low-resistance dielectric layer 1813 sequentially provided on a metal base member 180M. It can be. In some examples, high-resistance insulating layer 1811H may be referred to as a lower dielectric layer and low-resistance dielectric layer 1813 may be referred to as an upper dielectric layer.

상술한 바와 유사하게 고저항 절연층(1811H)은 Al2O3 및/또는 Y2O3를 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 금속 베이스 부재(180M)에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 고저항 절연층(1811H)이 금속 베이스 부재(180M) 상에 형성되도록 한다. 정전척 전극(1812)은 모노폴라 타입 또는 바이폴라 타입일 수 있으며, 이는 고저항 절연층(1811H) 상에 제공될 수 있다.Similar to what was described above, the high-resistance insulating layer 1811H transfers coating powder containing Al 2 O 3 and/or Y 2 O 3 , and allows the transferred coating powder to pass through high-temperature plasma to partially or completely melt. The particles collide with the metal base member 180M in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s so that a high-resistance insulating layer 1811H is formed on the metal base member 180M. The electrostatic chuck electrode 1812 may be a monopolar type or a bipolar type, and may be provided on the high-resistance insulating layer 1811H.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 고저항 절연층(1811H) 및 정전척 전극(1812) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 고저항 절연층(1811H) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다.Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide with the high-resistance insulating layer 1811H and the electrostatic chuck electrode 1812 at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, thereby colliding with the low-resistance dielectric layer 1813. ) is formed on the high-resistance insulating layer 1811H and the electrostatic chuck electrode 1812, and the volume resistance of the low-resistance dielectric layer 1813 is 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm.

도 9c에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 고저항 절연층(1811H)과 저저항 유전층(1813) 사이에 고저항 버퍼층(1811B)이 더 개재될 수 있다.As shown in FIG. 9C, the exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure may further include a high-resistance buffer layer 1811B between the high-resistance insulating layer 1811H and the low-resistance dielectric layer 1813.

상술한 바와 유사하게 고저항 버퍼층(1811B)은 Al2O3 및/또는 Y2O3를 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 고저항 절연층(1811H) 및 정전척 전극(1812) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 고저항 버퍼층(1811B)이 고저항 절연층(1811H) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 한다. Similar to the above-mentioned, the high-resistance buffer layer (1811B) transfers coating powder containing Al 2 O 3 and/or Y 2 O 3 and allows the transferred coating powder to pass through high temperature plasma to be partially or completely melted. Particles are allowed to collide on the high-resistance insulating layer 1811H and the electrostatic chuck electrode 1812 in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s so that the high-resistance buffer layer 1811B is formed on the high-resistance insulating layer 1811H. and formed on the electrostatic chuck electrode 1812.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 고저항 버퍼층(1811B) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 고저항 버퍼층(1811B) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다.Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide with the high-resistance buffer layer 1811B at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, so that the low-resistance dielectric layer 1813 is formed on the high-resistance buffer layer 1811B. However, the volume resistance of the low-resistance dielectric layer 1813 is 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm.

도 9d에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 세라믹 베이스 부재(180C) 상에 정전척 전극(1812) 및 저저항 유전층(1813)이 순차적으로 제공될 수 있다. 일부 예들에서, 저저항 유전층(1813)은 상부 유전층으로 지칭될 수 있다. 일부 예들에서, 세라믹 베이스 부재(180C)는 알루미나(Al2O3), 질화알루미늄(AlN), 또는 SiC를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 9D, an exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure may sequentially provide an electrostatic chuck electrode 1812 and a low-resistance dielectric layer 1813 on a ceramic base member 180C. In some examples, low-resistance dielectric layer 1813 may be referred to as a top dielectric layer. In some examples, ceramic base member 180C may include alumina (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), or SiC.

정전척 전극(1812)은 세라믹 베이스 부재(180C) 상에 직접 제공될 수 있다. 세라믹 베이스 부재(180C)는 전기적으로 절연 특성을 갖고 있으므로, 다수의 정전척 전극들(1812)는 상호간 전기적으로 쇼트되지 않는다.The electrostatic chuck electrode 1812 may be provided directly on the ceramic base member 180C. Since the ceramic base member 180C has electrically insulating properties, the plurality of electrostatic chuck electrodes 1812 do not electrically short-circuit each other.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 세라믹 베이스 부재(180C) 및 정전척 전극(1812) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 세라믹 베이스 부재(180C) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다.Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The low-resistance dielectric layer 1813 is caused to pass through the partially or fully melted particles to impact the ceramic base member 180C and the electrostatic chuck electrode 1812 at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air. It is formed on the ceramic base member 180C and the electrostatic chuck electrode 1812, and the low-resistance dielectric layer 1813 has a volume resistance of 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm.

도 9e에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 세라믹 베이스 부재(180C)와 저저항 유전층(1813) 사이에 고저항 버퍼층(1811B)이 제공될 수 있다.As shown in FIG. 9E, the exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure may be provided with a high-resistance buffer layer 1811B between the ceramic base member 180C and the low-resistance dielectric layer 1813.

상술한 바와 유사하게 고저항 버퍼층(1811B)은 Al2O3 및/또는 Y2O3를 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 세라믹 베이스 부재(180C) 및 정전척 전극(1812) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 고저항 버퍼층(1811B)이 세라믹 베이스 부재(180C) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 한다. Similar to the above-mentioned, the high-resistance buffer layer (1811B) transfers coating powder containing Al 2 O 3 and/or Y 2 O 3 and allows the transferred coating powder to pass through high temperature plasma to be partially or completely melted. Particles are allowed to collide on the ceramic base member 180C and the electrostatic chuck electrode 1812 in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s so that the high-resistance buffer layer 1811B is electrostatically deposited on the ceramic base member 180C. It is formed on the chuck electrode 1812.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 고저항 버퍼층(1811B) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 고저항 버퍼층(1811B) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다. Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide with the high-resistance buffer layer 1811B at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, so that the low-resistance dielectric layer 1813 is formed on the high-resistance buffer layer 1811B. However, the volume resistance of the low-resistance dielectric layer 1813 is 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm.

도 9f에 도시된 바와 같이, 본 개시에 따른 예시적 정전척은 세라믹 베이스 부재(180C)와 정전척 전극(1812) 및 저저항 유전층(1813) 사이에 (고저항) 버퍼층이 제공될 수 있다.As shown in FIG. 9F, the exemplary electrostatic chuck according to the present disclosure may be provided with a (high-resistance) buffer layer between the ceramic base member 180C, the electrostatic chuck electrode 1812, and the low-resistance dielectric layer 1813.

상술한 바와 유사하게 고저항 버퍼층(1811B)은 Al2O3 및/또는 Y2O3를 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 세라믹 베이스 부재(180C) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 고저항 버퍼층(1811B)이 세라믹 베이스 부재(180C) 상에 형성되도록 한다. 또한, 정전척 전극(1812)은 고저항 버퍼층(1811B) 상에 제공된다.Similar to the above-mentioned, the high-resistance buffer layer (1811B) transfers coating powder containing Al 2 O 3 and/or Y 2 O 3 and allows the transferred coating powder to pass through high temperature plasma to be partially or completely melted. Particles are allowed to collide on the ceramic base member 180C in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s so that a high-resistance buffer layer 1811B is formed on the ceramic base member 180C. Additionally, an electrostatic chuck electrode 1812 is provided on the high-resistance buffer layer 1811B.

상술한 바와 유사하게 저저항 유전층(1813)은 Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 고저항 버퍼층(1811B) 상에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 저저항 유전층(1813)이 고저항 버퍼층(1811B) 및 정전척 전극(1812) 상에 형성되도록 하되, 저저항 유전층(1813)의 체적저항은 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 일 있다. 여기서, 고저항 버퍼층(1811B)은 저저항 유전층(1813)의 부착력을 보상함으로써, 저저항 유전층(1813)이 박리되지 않도록 한다. Similar to the above-mentioned, the low-resistance dielectric layer 1813 transfers coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler, and the transferred coating powder is exposed to high-temperature plasma. The partially or completely melted particles are allowed to pass through and collide with the high-resistance buffer layer 1811B at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, so that the low-resistance dielectric layer 1813 is formed on the high-resistance buffer layer 1811B. and the electrostatic chuck electrode 1812, and the low-resistance dielectric layer 1813 has a volume resistance of 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm. Here, the high-resistance buffer layer 1811B compensates for the adhesion force of the low-resistance dielectric layer 1813, thereby preventing the low-resistance dielectric layer 1813 from peeling.

이와 같이 하여, 본 개시에 따른 정전척들은 공통적으로 체적저항이 109 Ω·㎝ 내지 1013 Ω·㎝ 인 저저항 유전층 또는 상부 유전층(1813)을 포함한다. 따라서, 정전척들은 상술한 바와 같은 우수한 대전 방지 기능을 가질 뿐만 아니라 우수한 정전력 및 디척킹 시간을 갖는 기술적 잇점을 포함한다.In this way, electrostatic chucks according to the present disclosure commonly include a low-resistance dielectric layer or upper dielectric layer 1813 having a volume resistance of 10 9 Ω·cm to 10 13 Ω·cm. Accordingly, electrostatic chucks not only have excellent anti-static function as described above, but also include the technical advantages of excellent electrostatic power and dechucking time.

이상에서 설명한 것은 본 개시에 따른 예시적 대전방지 기능을 갖는 저저항의 용사 코팅층의 제조 방법 및 이에 따른 용사 코팅층을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 개시은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 개시의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an example of a method for manufacturing a low-resistance thermal spray coating layer with an exemplary antistatic function according to the present disclosure and an example for carrying out the thermal spray coating layer according to the same, and the present disclosure is not limited to the above-described embodiments. , as claimed in the following patent claims, it is said that the technical spirit of the present disclosure exists to the extent that various modifications can be made by anyone skilled in the field without departing from the gist of the present disclosure. .

Claims (12)

Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하는 단계; 및
상기 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 상기 기재 상에 형성되도록 하는 단계를 포함하고,
상기 코팅층의 체적저항은 108 Ω·㎝ 내지 1014 Ω·㎝ 인, 용사 코팅 방법.
Transferring a coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler; and
Allowing the transferred coating powder to pass through high-temperature plasma so that the partially or completely melted particles collide with the substrate in the air at a speed of 100 m/s to 700 m/s to form a coating layer on the substrate. Includes steps,
The volume resistance of the coating layer is 10 8 Ω·cm to 10 14 Ω·cm. The thermal spray coating method.
제1항에 있어서,
상기 매트릭스를 구성하는 상기 Al2O3 및 상기 Y2O3 혼합 조성물의 중량비는 1:9 내지 9:1 인, 용사 코팅 방법.
According to paragraph 1,
The weight ratio of the Al 2 O 3 and Y 2 O 3 mixed composition constituting the matrix is 1:9 to 9:1.
제1항에 있어서,
상기 코팅 분말의 중량비를 100wt%로 할 경우, 상기 혼합 조성물의 매트릭스내에 충전되는 상기 TiO2의 중량비는 5wt% 내지 30wt%인, 용사 코팅 방법.
According to paragraph 1,
When the weight ratio of the coating powder is 100wt%, the weight ratio of the TiO 2 filled in the matrix of the mixed composition is 5wt% to 30wt%.
제1항에 있어서,
상기 코팅 분말은 분무 건조법을 이용하여 제조된 구상의 코팅 분말인, 용사 코팅 방법.
According to paragraph 1,
The thermal spray coating method, wherein the coating powder is a spherical coating powder manufactured using a spray drying method.
제1항에 있어서,
상기 코팅 분말의 평균 입도는 1 ㎛ 내지 25 ㎛인, 용사 코팅 방법.
According to paragraph 1,
The thermal spray coating method wherein the average particle size of the coating powder is 1 ㎛ to 25 ㎛.
제1항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛인, 용사 코팅 방법.
According to paragraph 1,
A thermal spray coating method wherein the thickness of the coating layer is 100 ㎛ to 1000 ㎛.
Al2O3 및 Y2O3의 혼합 조성물을 매트릭스로 하고 TiO2를 충전제로 포함하는 코팅 분말을 이송하고, 상기 이송된 코팅 분말이 고온의 플라즈마를 통과하도록 하여 부분적으로 또는 완전히 용융된 입자가 대기 중에서 기재에 100 m/s의 내지 700 m/s의 속도로 충돌되도록 하여 코팅층이 상기 기재 상에 형성되도록 하되, 상기 코팅층의 체적저항은 108 Ω·㎝ 내지 1014 Ω·㎝ 인, 용사 코팅층.A coating powder containing a mixed composition of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 as a matrix and TiO 2 as a filler is transferred, and the transferred coating powder is passed through high temperature plasma to form partially or completely melted particles. A coating layer is formed on the substrate by colliding with the substrate at a speed of 100 m/s to 700 m/s in the air, and the volume resistance of the coating layer is 10 8 Ω·cm to 10 14 Ω·cm. Coating layer. 제7항에 있어서,
상기 매트릭스를 구성하는 상기 Al2O3 및 상기 Y2O3 혼합 조성물의 중량비는 1:9 내지 9:1 인, 용사 코팅층.
In clause 7,
The weight ratio of the Al 2 O 3 and Y 2 O 3 mixed composition constituting the matrix is 1:9 to 9:1, thermal spray coating layer.
제7항에 있어서,
상기 코팅 분말의 중량비를 100wt%로 할 경우, 상기 혼합 조성물의 매트릭스내에 충전되는 상기 TiO2의 중량비는 5wt% 내지 30wt%인, 용사 코팅층.
In clause 7,
When the weight ratio of the coating powder is 100 wt%, the weight ratio of the TiO 2 filled in the matrix of the mixed composition is 5 wt% to 30 wt%.
제7항에 있어서,
상기 코팅 분말은 분무 건조법을 이용하여 제조된 구상의 코팅 분말인, 용사 코팅층.
In clause 7,
The coating powder is a thermal spray coating layer that is a spherical coating powder manufactured using a spray drying method.
제7항에 있어서,
상기 코팅 분말의 평균 입도는 1 ㎛ 내지 25 ㎛인, 용사 코팅층.
In clause 7,
The thermal spray coating layer wherein the average particle size of the coating powder is 1 ㎛ to 25 ㎛.
제7항에 있어서,
상기 코팅층의 두께는 100 ㎛ 내지 1000 ㎛인, 용사 코팅층.
In clause 7,
The thermal spray coating layer has a thickness of 100 ㎛ to 1000 ㎛.
KR1020230153568A 2022-12-29 2023-11-08 Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof KR20240106956A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220188587 2022-12-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240106956A true KR20240106956A (en) 2024-07-08

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106029948B (en) Method for forming ceramic coating with improved plasma resistance and ceramic coating formed thereby
US5426003A (en) Method of forming a plasma sprayed interconnection layer on an electrode of an electrochemical cell
Xing et al. Influence of through-lamella grain growth on ionic conductivity of plasma-sprayed yttria-stabilized zirconia as an electrolyte in solid oxide fuel cells
JP2018528916A (en) Processes and materials for casting and sintering green garnet thin films
Fuchita et al. Formation of zirconia films by the aerosol gas deposition method
KR20120100697A (en) Brittle material granules for room temperature granule spray in vacuum and the method for formation of coating layer using the same
EP2799588A2 (en) Architectures for high temperature TBCs with ultra low thermal conductivity and abradability and method of making
US20110003084A1 (en) Process of Making Ceria-Based Electrolyte Coating
Li et al. Effect of spray parameters on the electrical conductivity of plasma-sprayed La1− xSrxMnO3 coating for the cathode of SOFCs
JP2019178423A (en) Electric insulation material for thermal spray coating
JP3893793B2 (en) MgO vapor deposition material and method for producing the same
US20150147621A1 (en) Methods for the formation of beta alumina electrolytes, and related structures and devices
KR101458815B1 (en) Method for manufacturing thermal barrier coating using suspension plasma spraying
US20170009329A1 (en) Conductive Additive Electric Current Sintering
KR20240106956A (en) Manufacturing method of low-resistance thermal spray coating layer having antistatic function and thermal spray coating layer thereof
KR20240106957A (en) Manufacturing method of low-resistance electro static chuck having antistatic function and electro static chuck thereof
KR101692219B1 (en) Composite for vacuum-chuck and manufacturing method of the same
KR101538312B1 (en) Method of manufacturing for solid electrolyte film having high ion conductivity using low temperature aerosol deposition process
KR20240106927A (en) Thermal spray coating method of fine powder and the thermal spray coating layer thereof
KR20240106926A (en) Thermal spray coating method of fine powder and the thermal spray coating layer thereof
KR20240106928A (en) Thermal spray coating method of fine powder and the thermal spray coating layer thereof
KR20240106921A (en) Thermal spray coating method of fine powder and the thermal spray coating layer thereof
KR102361066B1 (en) Atmospheric Plasma Spraying Equipment and Powder for Plasma Spraying
Killinger et al. Thermally sprayed coating composites for film heating devices
Wang et al. Microstructure and electrochemical properties of La0. 8Sr0. 2Ga0. 8Mg0. 2O3 thin film deposited by vacuum cold spray for solid oxide fuel cells