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[재료연구소] 진공 서스펜션을 이용한 고밀도 금속/세라믹 코팅기술

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

분야 : 기술제품 개발상태 5 9

고밀도 금속/세라믹 코팅기술

보유기관 및 연구자 : 재료연구소 변응선 박사

특허정보
진공 서스펜션 플라즈마 용사장치 및 진공 서스펜션 플라즈마 용사방법 (No : 10-2017-0158758(비공개))

히터 겸용 정천적 (No : 10-1387916)
거래조건 : 추후 협의

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개요: ○ 본 기술은 진공 서스펜션 플라즈마 용사코팅 기술로서, 1㎛ 이하의 용사분말을 과립화 없이 용사장치에 공급하여, 과립화된 분말들의 중심부 미용융에 기인된 불균일 코팅형성이 억제되고 미세하고 치밀한 코팅형성이 가능한 것이 특징임

○ 진공 또는 불활성 분위기 하에서 코팅이 이루어 지므로 대기중의 산소 등 불순물과의 반응이 억제되어 고품위 치밀 코팅이 가능한 장점이 있음

기술개발배경: ○ 글로벌 반도체 시장은 미국이 50% 이상을 점유하며 시장을 주도, 한국은 2013년 이후 세계 반도체 2위 국가로 부상

○ 국내 반도체 산업은 세계적인 경쟁력을 가진 메모리 소자 업체가 국내에 존재함에도 불구하고 장비 분야는 외국 업체의 의존도가 상당히 높은 구조를 갖고 있으며, 실제 국내 반도체 장비 산업의 수준은 식각과 세정 및 증착 공정에 한하여 세계적 수준에 약 60~80%의 기술력을 가짐

시장동향: ○ 세라믹 소재의 글로벌 시장규모는 2016년 447억 달러에서 2021년 774억 달러로 연평균 약 7.6%씩 성장할 것으로 전망

○ 2017년 국내 금속소재 시장규모는 연평균 4.8% 증가한 48조 원으로 추정하며, 성장률은 세계 시장 영향이 큰 희소금속 소재 분야로 세계 시장 성장에 비례하여 연평균 12.5%의 높은 성장 예상

○ 국내 세라믹 소재·부품 산업은 맞춤형 고기능성 소재의 시장 확대에 따른 신성장동력산업의 급성장세로 지속적인 성장이 예상

기술구성 및 특성: ○ 진공 서스펜션 플라즈마 금속/세라믹 코팅 장치의 구성
- 진공 챔버(진공 챔버 내부의 압력을 10 내지 500mbar로 유지하도록 하는 압력조절장치)에 진공 서스펜션 플라즈마 용사장치가 배치됨
- 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부 및 발생된 플라즈마를 분사하는 분사구를 포함하는 플라즈마 건으로 구성
- 플라즈마 건에서 분사된 플라즈마에 서스펜션을 공급하도록 배치된 드립프리아토마이징 노즐에 연동되고, 드립프리아토마이징 노즐에 서스펜션을 공급하는 서스펜션 공급부를 가짐

특장점

기존기술 한계: ○ 플라즈마 용사법은 분말상의 재료를 고온 고속의 플라즈마를 이용하여 순간적으로 용융시키고 고속으로 기판에 충돌시켜, 급냉 응고된 코팅을 형성함

○ 치밀하고 균일한 코팅을 형성하기 위해서는 크기가 작은 분말이 요구되며, 분말이 작아질수록 이송 과정에서 유동성이 낮아져 균일한 코팅이 이루어지지 않는 문제가 존재

개발기술 특성: ○ 미세분말 서스펜션을 이용하여 치밀한 코팅을 단시간에 형성함

○ 기존 수~수백?m 크기가 아닌 1?m 이하의 용사 분말을 과립화 없이 균일 이송

○ 기공이 없는 또는 나노 기공이 균일하게 분산된 치밀 세라믹 코팅 형성

○ 대기 중 용사는 물론 진공 중에서도 안정적으로 용사가 가능한 공급 제어 기술 확보