KR100438940B1

KR100438940B1 - 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법

Info

Publication number: KR100438940B1
Application number: KR10-2001-0063116A
Authority: KR
Inventors: 오정근
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2004-07-03
Also published as: KR20030030754A

Abstract

본 발명의 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법은 챔버(101)의 내부에 설치된 전극(102)(103)이 음극이되고 소재(104)가 양극이 되도록 전기적이 접속을 하고, 언 와인더(105)에 감겨있는 시트 상태의 알루미늄 소재(104)가 공정 챔버(101)의 내부로 공급이되며, 그 공급이되는 소재(104)가 공정 챔버(101)를 지나 와인더(107)에 연속적으로 감겨지는 상태에서, 챔버(101)의 내부로 HMDSO와 He가스를 일정비율로 혼합한 혼합가스를 주입함과 아울러 소재(104)와 전극(102)(103)에 DC전압을 인가하면, 소재(104)와 전극(102)(103) 사이에서 플라즈마가 형성되며 소재(104)의 표면에 내부식성이 뛰어난 내부식성 중합막이 형성되어 진다.

Description

플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법{ANTI-CORROSION TREATMENT METHOD OF METAL USING PLASMA}

본 발명은 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HMDSO와 He가스를 적정비율로 혼합한 혼합가스를 챔버의 내부로 공급함과 아울러 전극과 소재에 DC전압을 인가하여 형성되는 플라즈마에 의하여 소재의 표면에 내부식성이 뛰어난 내부식성 막의 증착이 이루어질 수 있도록 한 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법에 관한 것이다.

통상적으로 에어컨의 실외기는 케이스의 내부에 열교환기가 설치되어 있고, 그 열교환기는 스테인레스 재질의 지지대와 알루미늄 재질의 방열핀 및 동 파이프로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 에어컨 실외기는 옥외에 주로 설치되기 때문에 빗물이나 바람에 많이 노출되므로 부식에 잘 견디며 열교환능력이 우수한 재질을 선택하여 제작되어 진다.

그러나, 상기와 같은 통상적인 에어컨 열교환기용 방열핀은 부식에 잘 견디는 알루미늄 재질로 되어 있음에도 불구하고, 서남아시아나 동남아시아의 해안가와 같이 고온다습하고 염분이 많은 지역의 외부에 설치되는 경우에 실외기용 열교환기의 방열핀들이 쉽게 부식되는 문제점이 있었다.

이러한 점을 개선하고자 기후가 악조건인 곳에 설치되는 에어컨의 실외기들은 열교환기의 방열핀들을 제작할때에 표면에 크롬(Cr) 도금을 하여 내부식처리를하게 되는데, 그와 같이 도금처리를 하는 경우에 어느정도 사용수명이 증가되어 개선이 되었다고 볼 수 있으나, 사용자들이 만족할 만큼 충분한 내부식성을 갖지 못하여 일정 기간이 지나면 부식에 의한 소손이 발생되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 공정 챔버의 내부에 HMDSO와 He가스를 적정 비율로 공급함과 아울러 DC전압을 인가하여 소재의 표면에 내부식성이 뛰어난 내부식성 막을 증착시키도록 하는데 적합한 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 내부식처리를 실시하는 증착장치를 개략적으로 보인 개략구성도.

도 2는 본 발명의 내부식처리된 소재의 시료와 종래의 크롬 코팅된 소재의 표면저항값을 비교한 그래프.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

101 : 챔버 102 : 상부 전극

103 : 하부 전극 104 : 소재

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여

냉동 공조용 금속 소재의 표면에 내부식성 막을 증착하는 방법에 있어서,

챔버의 내부에 음극이 되는 전극을 위치시킴과 아울러 양극이 되는 소재를 위치시키고,

상기 챔버의 내부압력을 소정의 진공상태로 유지하며,

상기 챔버의 내부로 HMDSO와 He가스를 1500sccm:2100sccm으로 주입하고,

상기 음극과 양극에 DC전압을 1100V~1300V의 범위로 인가하여 혼합가스로 부터 플라즈마를 얻고, 그 플라즈마에 의해 혼합가스가 여기되면서 금속 소재의 표면에 내식성을 가지는 고분자 중합막을 형성하는 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법이 제공된다.

이하, 상기의 본 발명을 첨부된 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 내부식처리를 실시하는 증착장치를 개략적으로 보인 개략구성도로서, 도시된 바와 같이, 박스체인 공정 챔버(101)의 내측 상부에 상부 전극(102)이 고정되어 있고, 그 상부 전극(102)의 하측에 하부 전극(103)이 고정되어 있다.

그리고, 상기 공정 챔버(101)의 일측에는 공정 챔버(101)의 내부로 공급하기 위한 알루미늄 시트 상태의 소재(104)가 감겨져 있는 언 와인더(105)가 언 와인더 챔버(106)의 내부에 배치되어 있고, 타측에는 공정 챔버(101)에서 배출되는 소재(104)를 감기 위한 와인더(107)가 언 와인더 챔버(108)의 내부에 배치되어 있으며, 상기 언 와인더 챔버(105)의 출구부와 와인더 챔버(108)의 입구부에는 시료(104)의 이동을 안내하는 한쌍의 가이드 롤러(109)가 설치되어 있다.

또한, 상기 공정 챔버(101)의 하부 일측에는 공정가스를 주입하기 위한 가스주입라인(111)이 설치되어 있고, 타측에는 반응하고난 후의 배기가스를 배출하기 위한 배기라인(112)이 설치되어 있으며, 그 배기라인(112) 상에는 공정 챔버(101)의 내부가 진공상태로 유지되도록 펌핑하기 위한 펌프(113)가 설치되어 있다.

한편, 상, 하부 전극(102)(103) 및 소재(104)에 직류전원을 공급할 수 있도록 직류전원공급기(114)에 설치되어 있고, 도면에는 도시되지 않았지만 언 와인더(105)와 와인더(107)를 회전시키기 위한 모터(미도시)가 구비되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 증착장치에서 금속 소재의 표면에 내부식 막을 형성하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

전원이 인가되어 모터(미도시)의 구동에 의하여 언 와인더(105)가 시계반대방향으로 회전을 하고, 와인더(107)가 시계방향으로 회전을 하면 언 와인더(105)에 감겨있던 시트 상태의 알루미늄 소재(104)가 공정 챔버(101)의 내부에 설치된 상부 전극(102)과 하부 전극(103)의 사이를 통과하여 와인더(107)에 연속적으로 감기게 된다.

그와 같은 상태에서 가스주입라인(111)을 통하여 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, (CH₃)₃SiOSi(CH₃)₃)와 He가스가 1500sccm:2100sccm의 비율로 혼합된 혼합가스를 챔버(101)의 내부로 주입함과 아울러 전극(102)과 소재(104)에 1100V~1300V의 범위로 전압을 인가하면 상,하부 전극(102)(103)과 소재(104)의 사이에서 플라즈마가 형성되면서 연속적으로 이동하는 소재(104)의 표면에 내부식성을 가지는 중합막이 연속적으로 형성되어 진다.상기 가스의 주입단위인 sccm(standard cubic centimeter per minitues)은 표준조건(0℃, 1기압)에서의 유량을 의미한다.

도 2는 본 발명의 내부식처리된 소재의 시료와 종래의 크롬 코팅된 소재의 시료의 표면저항값을 EIS(ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY)기법으로 측정한 결과로서, X축은 주파수로서 부식측정을 위한 EIS값이 민감하게 대응하는 범위를 찾아내기 위하여 어느 특정 주파수를 선택한 것이고, Y축은 전기적인 저항값으로 임피던스 절대값을 나타낸다.

그래프에 나타난 바와 같이, 크롬이 코팅되어 있는 소재의 시료에 비하여 본 발명에 의한 방법으로 내부식처리된 소재(104)의 시료에서 측정된 저항값이 3승 오더(ORDER) 만큼 높음을 확인할 수 있었다. 여기서 시료의 저항값은 높을 수록 내부식성이 뛰어나다는 것을 의미하므로, 본 발명에 의한 내부식처리방법에 의하여 처리되는 소재의 내부식성이 크게 향상됨을 확인할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법은 공정 챔버의 내부를 이동하는 소재가 양극이 되고 전극이 음극이 되도록 전기적인 연결이 되어 있는 상태에서, 챔버의 내부로 HMDSO와 He가스를 일정비율로 혼합한 혼합가스를 주입함과 아울러 소재와 전극에 DC전압을 인가하면, 소재와 전극 사이에서 플라즈마가 형성되며, 소재의 표면에 내부식성이 뛰어난 내부식성 중합막이 형성되어 진다.

Claims

냉동 공조용 금속 소재의 표면에 내부식성 막을 증착하는 방법에 있어서,

챔버의 내부에 음극이 되는 전극을 위치시킴과 아울러 양극이 되는 소재를 위치시키고,

상기 챔버의 내부압력을 소정의 진공상태로 유지하며,

상기 챔버의 내부로 HMDSO와 He가스를 1500sccm:2100sccm으로 주입하고,

상기 음극과 양극에 DC전압을 1100V~1300V의 범위로 인가하여 혼합가스로 부터 플라즈마를 얻고, 그 플라즈마에 의해 혼합가스가 여기되면서 금속 소재의 표면에 내식성을 가지는 고분자 중합막을 형성하는 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법.
제 1항에 있어서, 상기 내부식성 막의 증착은 공정 챔버를 지나는 소재의 표면에 연속적으로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 금속의 내부식처리방법.