질소이온주입을 이용한 티타늄 발색 향상

Color Enhancement of Titanium with Nitrogen ion Implantation

열산화막으로 성장시킨 TiO₂/Ti에 70kev의 에너지로 N/sup +/ion 주입을 하고 이때 도우즈 범위를 0, 2, 5, 10×10/sup 17//cm²로 실시하였다. 한편, 이온주입에 따른 표면손상의 회복을 위해 각각 600℃∼2 hr동안 Ar분위기에서 실시하였다. N/sup +/ 도우즈 앙과 열처리에 따라 TiO₂ 색변화, 표면조도, 경도변화를 확인하여 의장용 재료로서의 Ti의 새로운 발색 가능성을 확인하였다. 기존 티타늄 산화층에 N/sup +/ 이온을 주입한 결과 도우즈 증가에 따라 갈색위주의 색변화가 가능하였고, 광택을 나타내는 표면조도는 열처리에 의해서 개선이 가능하였다. 한편 이온주입에 따른 경도는 열처리에 의해 10% 정도 향상이 가능하였다.

We implanted $N^+ion$ into TiO$_2$/Ti substrates with 70 keV by varying dose of 0, 2, 5, and $10{\times}10^{17}/cm$^2$$. In addition, $N^+ion$implanted TiO$_2$ specimens were annealed at $600^{\circ}C$ for 2 hours in Atmosphere. We investigated the color evolution, surface roughness, and hardness of specimens with doses. We report that the color changed from white into dark-yellow as dose increased. ion implanted surfaces became smooth when they were annealed. Moreover, hardness increased up to 10% when we annealed ion implanted TiO$_2$. Our results imply that we may enhanced titanium color and surface hardness.