• 제목/요약/키워드: Cr-Al-N Coatings

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Cr Interlayer 삽입에 따른 Cr-Al-Si-N 코팅과 SUS 304 기판의 밀착 특성 연구 (Effects of Cr Interlayer on Adhesion Properties between Cr-Al-Si-N Coatings and SUS 304 Substrate)

  • 최광수;홍영수;김광호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.165-166
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    • 2009
  • 이 연구에서는 SUS304 기판과 Cr-Al-Si-N 코팅사이의 밀착특성을 향상시키기 위하여 하이브리드 증착법으로 Cr Interlayer를 기판위에 증착시킨 후 Cr-Al-Si-N 코팅을 증착하였다. 그리고 Ball-on-disk 마모테스트와 스크래치 테스트를 통해 밀착력, 파괴기구, 그리고 마찰거동 등을 살펴보았다. Cr-Al-Si-N 코팅에 60nm 두께의 Cr Interlayer 삽입되었을 때는 기판에 Cr-Al-Si-N 코팅만 증착되었을 때의 밀착력(${\sim}30N$) 보다 더 우수한 ${\sim}50N$의 밀착력을 나타내었고 내마모성 또한 향상되었다. 밀착력 증가는 Cr Interlayer 삽입에 따른 SUS304 기판과 Cr-Al-Si-N 코팅사이의 전단응력 감소에 기인한 것으로 사료된다.

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TiC, TiN, CrN, TiCrN, TiAlN 코팅의 산화특성 (Oxidation Characteristics of TiC, TiN, CrN, TiCrN and TiAlN Coatings)

  • ;황연상;원성빈;이동복
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.119-120
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    • 2013
  • 공구, 다이몰드 등에 널리 쓰이는 TiC, TiN, CrN, TiCrN, TiAlN 코팅의 산화특성을 비교하기 위하여 $600^{\circ}C-900^{\circ}C$에서 대기중 산화시험을 실시하였다. 내산화성은 (TiC, TiN), TiAlN, TiCrN, CrN 코팅의 순서로 증가하였다. 코팅원소중 Ti는 $TiO_2$로, Cr은 $Cr_2O_3$로, Al은 $Al_2O_3$로 산화되었다.

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하이브리드 코팅 시스템을 이용한 Cr-Al-Mo-N 코팅의 합성과 기계적 특성 (Syntheses and Properties of Cr-Al-Mo-N Coatings Fabricated by Using a Hybrid Coating System)

  • 최지환;김광호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.205-207
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    • 2009
  • 아크이온플래이팅 기술과 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템을 이용하여 STS 304와 Si 기판에 4성분계 Cr-Al-Mo-N 코팅을 증착하였다. $N_2$/Ar 혼합가스 분위기하에 아크 타겟은 Cr을 사용하였고 스퍼터링 타겟은 Al과 Mo를 사용하였으며 합성된 Cr-Al-Mo-N 코팅은 주로 치환고용된 (Cr, Al, Mo)N으로 구성되었다. 최고 경도값은 Mo 함량이 24.2 at.%일 때 35 GPa을 나타냈으며 마찰계수는 Mo의 함량이 0에서 33.2 at.%로 증가함에 따라 0.9에서 0.48로 감소하였다. 이는 $MoO_3$가 코팅면과 스틸볼 계면에서 고체 윤활제로 작용한 것으로 사료된다. 그러나 Cr-Al-Mo-N 코팅은 MoN의 낮은 내산화온도로 인하여 Cr-Al-N에 비하여 더 낮은 온도에서 산화되었다.

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HIPIMS와 ALD 하이브리드 공정에 의한 CrN/Al2O3/CrN 다층코팅의 기계적/화학적 특성 평가 (CrN/Al2O3/CrN multilayered coatings with excellent mechanical property and corrosion behavior synthesized by a hybrid HIPIMS/ALD process)

  • 만지흠;장등비;김광호;권세훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.21-21
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    • 2014
  • $CrN/Al_2O_3/CrN$ 다층 코팅을 HIPIMS와 ALD간 하이브리드 코팅법을 통해 형성하였다. ALD를 통해 CrN 층에 도입한 $Al2O_3$층의 두께 및 위치가 $CrN/Al_2O_3/CrN$ 다층 코팅층의 미세구조, 표면 거칠기, 기계적 특성 및 화학적 특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 전체 공정시간은 거의 변화시키지 않고도, ALD를 이용한 $Al2O_3$층의 삽입에 의하여 기계적/화학적 특성이 크게 개선될 수 있음을 확인하였으며, 개선된 특성에 대한 원인에 대해 조사하였다.

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Effect of Negative Substrate Bias Voltage on the Microstructure and Mechanical Properties of Nanostructured Ti-Al-N-O Coatings Prepared by Cathodic Arc Evaporation

  • Heo, Sungbo;Kim, Wang Ryeol;Park, In-Wook
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권3호
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    • pp.133-138
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    • 2021
  • Ternary Ti-X-N coatings, where X = Al, Si, Cr, O, etc., have been widely used for machining tools and cutting tools such as inserts, end-mills, and etc. Ti-Al-N-O coatings were deposited onto silicon wafer and WC-Co substrates by a cathodic arc evaporation (CAE) technique at various negative substrate bias voltages. In this study, the influence of substrate bias voltages during deposition on the microstructure and mechanical properties of Ti-Al-N-O coatings were systematically investigated to optimize the CAE deposition condition. Based on results from various analyses, the Ti-Al-N-O coatings prepared at substrate bias voltage of -80 V in the process exhibited excellent mechanical properties with a higher compressive residual stress. The Ti-Al-N-O (-80 V) coating exhibited the highest hardness around 30 GPa and elastic modulus around 303 GPa. The improvement of mechanical properties with optimized bias voltage of -80 V can be explained with the diminution of macroparticles, film densification and residual stress induced by ion bombardment effect. However, the increasing bias voltage above -80 V caused reduction in film deposition rate in the Ti-Al-N-O coatings due to re-sputtering and ion bombardment phenomenon.

Effectiveness of medical coating materials in decreasing friction between orthodontic brackets and archwires

  • Arici, Nursel;Akdeniz, Berat S.;Oz, Abdullah A.;Gencer, Yucel;Tarakci, Mehmet;Arici, Selim
    • 대한치과교정학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.270-281
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    • 2021
  • Objective: The aim of this in vitro study was to evaluate the changes in friction between orthodontic brackets and archwires coated with aluminum oxide (Al2O3), titanium nitride (TiN), or chromium nitride (CrN). In addition, the resistance of the coatings to intraoral conditions was evaluated. Methods: Stainless steel canine brackets, 0.016-inch round nickel-titanium archwires, and 0.019 × 0.025-inch stainless steel archwires were coated with Al2O3, TiN, and CrN using radio frequency magnetron sputtering. The coated materials were examined using scanning electron microscopy, an X-ray diffractometer, atomic force microscopy, and surface profilometry. In addition, the samples were subjected to thermal cycling and in vitro brushing tests, and the effects of the simulated intraoral conditions on the coating structure were evaluated. Results: Coating of the metal bracket as well as nickel-titanium archwire with Al2O3 reduced the coefficients of friction (CoFs) for the bracket-archwire combination (p < 0.01). When the bracket and stainless steel archwire were coated with Al2O3 and TiN, the CoFs were significantly lower (0.207 and 0.372, respectively) than that recorded when this bracket-archwire combination was left uncoated (0.552; p < 0.01). The friction, thermal, and brushing tests did not deteriorate the overall quality of the Al2O3 coatings; however, some small areas of peeling were evident for the TiN coatings, whereas comparatively larger areas of peeling were observed for the CrN coatings. Conclusions: Our findings suggest that the CoFs for metal bracket-archwire combinations used in orthodontic treatment can be decreased by coating with Al2O3 and TiN thin films.

하이브리드 코팅에 의한 Cr-Al-Si-N 마이크로 엔드밀공구의 가공성능 (Cutting performance of Cr-Al-Si-N micro end-mill tool deposited by a hybrid coatings)

  • 강명창;신석훈;김민욱;탁현석;김광호;김정석
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.211-211
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    • 2009
  • 높은 이온화율과 복잡한 형상의 모재에도 표면 도포성 및 균일성을 나타내는 아크이온플래이팅 기술과 비전도성 세라믹 타겟물질에 적용가능한 스퍼터링 기술이 결합된 하이브리드 코팅 시스템(Hybrid coating system)을 이용하였다. 그리고 Cr-Al-N과 Cr-Si-N 코팅막의 강화 기구를 복합시킨 새로운 개념의 Cr-Al-Si-N 코팅막을 초경(WC-Co)시험편에 증착하여 Si 첨가량에 따른 미세구조의 미세경도 특성을 파악하였다. 공구성능 평가는 고속가공조건하에 마이크로 밀링기에서 무코팅(초경공구), Cr-Al-Si-N (Si : 0, 4.5, 8.7, 16 at.%) 코팅 마이크로엔드밀에 대하여 공구마멸에 대한 공구수명을 비교, 평가하였다.

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NEW PROGRESS IN TiN-BASED PROTECTIVE COATINGS DEPOSITED BY ARC ION PLATING

  • Huang, R.F.;Wen, L.S.
    • 한국표면공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.265-275
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    • 1999
  • Titanium nitride and related overlayers produced by arc ion plating (AIP) are applied as commercial coatings in world-wide scale since the middle of 80s. Due to the achievements of low temperature deposition (LTD), they begin now to be used as wear and corrosion-resistant coatings for machine parts, besides applications on cemented carbide and high speed steel cutting tools. On the other side, TiN can be now applied successfully to brass, Al-alloy, ZnAl alloy articles as decorative coating through LTD. Various nitrides, carbonitrides, borides and other refractory compounds, such as (Ti, Al)N, TiCN, CrN, are used as the coatings for special heavy-duty working conditions instead of TiN since 90s. More and more multilayer coatings are applied now substituting single layer ones. Duplex processes are under development.

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