화학 기상 증착(CVD) 코팅은 경도, 내마모성, 열 안정성 등의 표면 특성을 향상시키기 위해 다양한 재료를 사용합니다.이러한 코팅은 화학 기상 증착 기계 은 온도, 가스 흐름, 압력을 정밀하게 제어하여 얇고 균일한 층을 증착합니다.일반적인 재료로는 전이 금속 카바이드/질화물(예: TiC, TiN), 알루미늄 산화물(Al2O3), 고급 세라믹(예: 실리콘 카바이드)이 있으며, 두께는 일반적으로 나노미터에서 마이크로미터까지 다양합니다.CVD의 다용도성 덕분에 절삭 공구부터 반도체 장치에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 맞춤형 코팅이 가능합니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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전이 금속 탄화물 및 질화물
- TiC(티타늄 카바이드):극한의 경도(최대 3,000 HV)와 내마모성을 제공하여 절삭 공구에 이상적입니다.
- TiN(질화 티타늄):접착력과 내식성이 뛰어난 금색 코팅으로 항공우주 및 의료용 임플란트에 널리 사용됩니다.
- TiCN(티타늄 카보나이트):TiC와 TiN의 특성을 결합하여 드릴 비트와 같은 용도에 맞는 등급별 경도를 제공합니다.
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알루미늄 산화물(Al2O3)
- Alpha-Al2O3:열적으로 안정적이며(최대 1,200°C) 화학적으로 불활성이며, 고속 가공에 사용됩니다.
- 카파-알2O3:알파 상보다 열전도율이 낮아 간헐적 절단 공정에 적합합니다.
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고급 세라믹 및 금속
- 실리콘 카바이드(SiC):반도체 기판에 필수적인 높은 열전도율과 내산화성.
- 텅스텐(W):높은 융점(3,422°C)으로 증착되어 엑스레이 타겟과 전자제품에 사용됩니다.
- 다이아몬드 유사 탄소(DLC):낮은 마찰과 생체 적합성을 제공하며 자동차 및 생체 의료 기기에 적용됩니다.
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산화물 세라믹
- 지르코니아(ZrO2):낮은 열전도율로 인해 열 차단 코팅에 사용됩니다.
- 하프니아(HfO2):마이크로 일렉트로닉스 분야에서 고유전체 재료로 부상하고 있습니다.
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공정 중심의 재료 선택
- 두께는 100nm(전자제품용)에서 20µm(산업용 공구용)까지 다양하며, 전구체 가스(예: 탄화물용 CH4, 질화물용 NH3)와 같은 CVD 파라미터를 통해 맞춤화할 수 있습니다.
- 다층 코팅(예: TiN/Al2O3/TiCN)은 최적화된 성능을 위해 재료의 강도를 결합합니다.
이러한 코팅의 미세 구조(예: 기둥형 입자 대 등축 입자)가 기계적 특성에 어떤 영향을 미치는지 고려해 보셨나요?이러한 미묘한 차이로 인해 터빈 블레이드에서 MEMS 센서에 이르기까지 특정 애플리케이션에 대한 적합성이 결정되는 경우가 많습니다.
요약 표:
| 머티리얼 유형 | 예제 | 주요 속성 | 일반적인 응용 분야 |
|---|---|---|---|
| 전이 금속 | TiC, TiN, TiCN | 높은 경도, 내마모성 | 절삭 공구, 항공 우주 |
| 알루미늄 산화물 | 알파-알2O3, 카파-알2O3 | 열 안정성, 화학적 불활성 | 고속 가공 |
| 고급 세라믹 | SiC, DLC | 내산화성, 낮은 마찰 | 반도체, 바이오메디컬 |
| 산화물 세라믹 | ZrO2, HfO2 | 낮은 열 전도성 | 열 장벽, 전자 제품 |
| 금속 | 텅스텐(W) | 높은 융점 | X-선 타겟, 전자 제품 |
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