I. 마그네트론 스퍼터링 기술 개요
마그네트론 스퍼터링은 PVD(물리적 기상 증착)의 한 유형입니다. 타겟 음극 표면에 자기장을 도입함으로써 자기장의 하전 입자 가두기를 활용하여 플라즈마 밀도를 높이고 스퍼터링 효율을 향상시킵니다. 장비가 간단하고 제어가 용이하며 코팅 면적이 크고 접착력이 강한 등의 장점을 가지고 있어 금속, 반도체, 절연체 등 소재의 고품질 박막 코팅 제조에 널리 사용됩니다.
II. 폴리아미드 원단의 특성
나일론이라고도 알려진 폴리아미드는 내마모성이 뛰어나고 강도가 높으며 탄성 회복력이 좋은 합성 섬유의 일종입니다. 그러나 폴리아미드 직물은 통풍 및 공기 투과성이 좋지 않고 정전기에 취약한 등 몇 가지 단점도 있습니다. 마그네트론 스퍼터링 코팅 기술을 활용하면 폴리아미드 원단 표면에 균일하고 치밀하며 접착력이 높은 박막층을 형성하여 내마모성, 경도, 내식성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
III. 마그네트론 스퍼터링으로 코팅된 폴리아미드 직물의 내마모성에 관한 연구
코팅 준비:
마그네트론 스퍼터링 기술을 이용하여 티타늄 금속을 타겟재로 사용하고 폴리아미드 직물을 기재로 사용하여 티타늄 코팅 폴리아미드 필라멘트 직물을 제조하였다. 코팅 공정은 코팅의 품질과 두께를 제어하기 위해 스퍼터링 매개변수(예: 스퍼터링 시간 및 스퍼터링 전압)를 조정하여 진공 환경에서 수행되었습니다.
마모 저항 테스트:
코팅의 내마모성은 마찰법을 사용하여 측정되었습니다. 실제 사용 중 마찰 조건을 시뮬레이션하여 코팅된 폴리아미드 직물에 대한 내마모성 테스트를 수행했습니다. 테스트 결과에 따르면 스퍼터링 시간이 증가함에 따라 코팅이 견딜 수 있는 마모 주기 수도 증가했습니다. 스퍼터링 시간이 특정 값(예: 220초)에 도달하면 마모 주기 수가 수천 번을 초과하여 폴리아미드 직물의 내마모성이 크게 향상되었습니다.
접착력 분석:
코팅된 직물의 표면 형태를 관찰한 결과, 코팅은 직물 표면의 섬유만을 덮고 있어 불연속적인 분포를 나타내며 날실과 위사 사이의 원래 간격은 그대로 남아 있는 것으로 나타났습니다. 접착테이프법을 이용하여 코팅을 벗겨낸 결과, 박리강도가 일정 범위(예: 3.4~4.3N/m)에 도달했을 때 필름 박리가 발생하지 않아 코팅과 원단의 접착력이 양호함을 알 수 있었습니다.
IV. 결론 및 전망
마그네트론 스퍼터링 코팅 기술은 우수한 접착력을 유지하면서 폴리아미드 직물의 내마모성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 연구는 폴리아미드 직물의 표면 개질에 대한 새로운 아이디어와 방법을 제공하여 광범위한 응용 가능성을 제공합니다. 앞으로는 다양한 타겟 재료와 스퍼터링 매개변수가 코팅 품질과 내마모성에 미치는 영향뿐만 아니라 코팅된 폴리아미드 직물을 다른 분야에 적용할 수 있는 가능성에 대한 추가 조사가 수행될 수 있습니다.
요약하면, 마그네트론 스퍼터링으로 코팅된 폴리아미드 직물의 내마모성에 관한 연구는 섬유산업의 기술 발전과 산업 업그레이드에 기여하는 중요한 이론적, 실무적 의미를 갖는다.
