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마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법 [한국과학기술원]
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1. 개요
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로웨이브
(Microwave)에 의하여 전기전도성(Electrical conductivity)을 갖는 타깃(Target)에 유도되는 전하를 이용하여
피가공물(Workpiece)의 표면을 처리하는 마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법에 관한 것이다.
2. 배경 기술
자동차, 선박, 항공기, 건축 등 다양한 분야에서 재료들의 결합은 볼팅(Bolting), 리베팅(Riveting) 등의 기계
적 결합과 접착(Adhesion), 용접(Welding) 등의 방법이 널리 이용되고 있다. 접착은 재료의 결합부위가 얇고,
기계적 결합에 비하여 하중이 넓게 분산되는 장점이 있다. 따라서 접착은 항공기, 선박 등 기계적 결합 방법을
적용하기 곤란한 분야에 이용되고 있다.
접착은 재료의 표면 정밀도에 따라 접착 성능이 크게 달라지므로, 접착 전에 재료의 표면처리(Surface
treatment)를 실시하고 있다. 접착을 위한 재료의 표면처리는 기계적 표면처리방법과 화학적 표면처리방법으로
구분되고 있다. 기계적 방법은 사포(Sandpaper), 샌드블라스팅(Sand blasting)에 의하여 재료의 표면층을 제거
하거나 표면거칠기(Roughness)를 조절한다. 화학적 표면처리방법은 산(Acid), 프라이머(Primer) 등의 약품에 의
하여 재료의 표면을 처리한다.
이러한 표면처리의 목적은 재료 표면의 이물질을 제거하고 표면거칠기를 조절하여 미소규모(Micro scale)에서
접착 면적을 증가시키고 기계적으로 맞물리는 구조(Mechanical interlocking structure)를 갖게 하는 것이다.
표면처리의 다른 목적으로 두 물체 사이의 전기접촉저항(Electrical contact resistance)을 줄이는 것이 있다.
전기스위치(Electric switch)와 같이 전기가 흐르는 통로 역할을 하는 두 물체 사이의 접촉점에서는 미소규모에
서의 접촉 형태가 전기접촉저항을 결정하는 중요한 요소가 된다. 전기접촉저항이 높을 경우, 두 물체가 접점 될
때 스파크 (Spark)와 열(Heat)이 발생하여 재료를 손상시키고, 전기에너지를 소모하여 효율을 떨어뜨리게 된다.
그러므로 전기적인 접촉점이 있는 경우에도 물체의 표면처리가 매우 중요하다. 널리 사용되는 방법은 부식
(Corrosion)에 강하고 비교적 낮은 저항을 가진 금 박막(Gold film)을 재료의 표면에 코팅(Coating)하거나 기계
적 방법으로 표면거칠기를 적절한 수준으로 만드는 것이다.
상기한 바와 같이 접착 및 전기접촉저항을 낮추기 위한 공정에 사용되는 기계적 및 화학적 표면처리방법은 시간
이 많이 소요되는 단점이 있다. 특히, 기계적 표면처리방법은 재료의 표면에 손상을 크게 입히거나 변형을 유발
하므로, 얇은 재료나 변형에 약한 재료에는 적합하지 않다. 화학적 표면처리방법은 산과 같은 위험 물질을 사용
하기 때문에 작업성이 저하되는 단점이 있다. 두 물체 간의 전기접촉저항을 낮추기 위해 사용되는 박막 코팅은
금과 같은 고가의 금속이 사용되므로 비용이 많이 들고, 코팅이 손상될 경우 전기접촉저항이 크게 증가하는 단
점이 있다.
3. 발명의 설명
특허명:마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법
특허번호:10-1109745-0000
본 발명은 마이크로웨이브에 의하여 전기전도성을 갖는 타깃에 유도되는 전하를 이용하여 피가공물의 표면을 처
리하는 마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법을 개시한다. 본 발명은 피가공물을 준비하고, 피가공
물의 표면에 전기전도성을 갖는 타깃을 제공한다. 타깃에 마이크로웨이브를 조사하고, 마이크로웨이브의 조사에
의하여 타깃으로부터 열과 스파크를 발생하여 피가공물의 표면에 미세한 굴곡들을 형성한다.
본 발명에 의하면, 마이크로웨이브에 의하여 전기전도성을 갖는 타깃에 유도되는 전하를 이용하여 피가공물의
국부적인 면적에만 열을 발생시켜 표면에 미소 변화를 유도함으로써, 피가공물의 표면처리를 효율적으로 실시할 수 있다.
또한, 피가공물의 표면 일부에 높은 전기전도성을 가진 층을 형성하여 전기접촉저항을 감소시킬 수 있으며, 피가공물의 손
상을 최소화하여 표면거칠기를 조절할 수 있는 효과가 있다.
4. 응용 및 효과
본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법에 의하면, 마이크로웨이브에 의하여 전기전도성을 갖는 타깃에 유도되는 전하를 이용하여 피가공물의 국부적인 면적에만 열을발생시켜 표면에 미소 변화를 유도함으로써, 피가공물의 표면처리를 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 피가공물의 표면 일부에 높은 전기전도성을 가진 층을 형성하여 전기접촉저항을 감소시킬 수 있으며, 피가공물의 손상을 최소화하여 표면거칠기를 조절할 수 있는 효과가 있다.
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발명가:이대길, 김부기, 김병처르 김기현
대리인:특허법인다인
| 권 리 란
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| 표시번호 |
사 항 |
| 1번 |
| 출원 연월일 : |
2009년 05월 15일 |
출 원 번 호 : |
10-2009-0042433 |
| 특허결정(심결)연월일 : |
2012년 01월 13일 |
청구범위의 항수 : |
16 |
| 유 별 : |
C23C 14/22 |
| 발명의 명칭 : |
마이크로웨이브를 이용한 피가공물의 표면처리방법 |
| 존속기간(예정)만료일 : |
2029년 05월 15일 |
| 2012년 01월 18일 등록 | |
| 특 허 권 자 란
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| 순위번호 |
사 항 |
| 1번 |
| (등록권리자) |
| 한국과학기술원 |
| 대전 유성구 구성동 ***-* |
| 2012년 01월 18일 등록 | |
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동향
