레이저 침탄된 TiZrN 코팅에서 탄소확산거동과 기계적 특성

유현조; 김태우; 김성훈; 조일국; 이희수

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자료유형: 학술저널

저자정보: 유현조 (부산대학교) 김태우 (부산대학교) 김성훈 (부산대학교) 조일국 (동의대학교) 이희수 (부산대학교)

저널정보: 한국결정성장학회 한국결정성장학회지 한국결정성장학회지 제31권 제1호

발행연도: 2021.1

수록면: 32 - 36 (5page)

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본 연구는 레이저 침탄된 TiZrN 코팅층의 탄소확산거동 측면과 이에 따른 기계적 특성 변화를 연구·고찰하였다. TiZrN 코팅에 탄소페이스트를 도포한 후, 레이저를 조사하여 침탄시켰다. 침탄 이후에 (111)상에 해당하는 XRD 피크가 저각으로 이동하여, 도핑된 탄소에 의한 격자팽창을 보여주었다. 아울러, 투입된 탄소의 입계 확산에 의한 결정립의 크기가감소하였다. 침입된 탄소의 결합상태를 확인하기 위한 XPS 분석결과, 레이저의 열에너지를 통해 탄소가 TiZrN내 질소 원자와 치환되어 탄화물(TiC 또는 ZrC)을 보였다. 아울러, sp2와 sp3혼성화 결합이 혼재하는 상태를 보여 비정질 탄소가 형성된 것을 확인할 수 있었다. 침탄 전후 TiZrN 코팅층의 단면 TEM 이미지와 inverse FFT 분석결과, 격자 중간에 물결형상이관찰되어 결정립계 내 비정질 상의 형성을 보여주었다. 침탄 후 경도는 3 4.57 GPa에서 3 8.24 GPa로 증가하였으며, 마찰계수는 83 % 감소하였다. 특히, 외부 하중에 저항하는 지표로 활용되는 H/E는 0.11에서 0.15으로 증가하였고 wear rate는 65%개선되는 것을 확인할 수 있었다.

참고문헌 (16)

참고문헌 신청

T. Kim / 2019 / Test method for degradation of TiZrN coatings on metal substrate using electrical resistance measurement / Ceram. Int 45:22368

E. Hong / 2020 / Microstructure, bonding state and phase formation behavior of carbon-doped TiZrN coating by laser carburization / Surf. Coat. Technol 385:125373

J. Kim / 2010 / Development of carbon composites cured by radiation / Kor. Ato. Ene. Res. Inst 36:1

Y. Lin / 2018 / Effect of Ti interlayer on mechanical properties of TiZrN coatings on D2 steel / Surf. Coat. Technol 350:745

M. Abou / 2009 / Chemical deposition of zirconium doped tin silicate ion-exchanger and its characterization / Radi. and Nucl. Chem 279:333

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