Raydent

■ 초미립자의 세라믹 상으로 전기 분해된 RAYDENT 피막층은 뛰어난 내식성을 지니며 박막(1-2μ)과 소재와의 일체화를 실현한 신세대형 표면개질기술입니다. RAYDENT 工業株式會社는 1966년 최초로 일본에서 기술을 개발하여 공업화로 이끈 선구자적인 존재입니다. 현재 RAYDENT처리는 일반적인 도금에서는 얻을 수 없었던 박막 뛰어난 내식성 2차고도기능부여(표면설계-고체윤활성,내약품성,물성조정)등의 내용이 반도체,액정장치,기반실장장치와 화상처리,의료기기,방산장비,화학장비, 우주항공,정밀전자기기에 이용되어 장치의 고성능화에 기여하였습니다. 이 고성능 표면개질의 RAYDENT처리는 세계에서 11개(한국에 1개, 일본에 10개 회사 11개 공장)의 기업에서 처리 하고 있습니다. 선진산업 기술의 발전과 함께 고성능화에 불가결한 기술로서 좀 더 많은 분야에 기여하고자 합니다

■ Raydent 기술의 기본성질

① RAYDENT피막은 아주 얇은 막(1-2㎛의 균일 막)이면서 장기간동안 방청력을 갖습니다. ② RAYDENT피막이 갖는 초밀착력으로 도막과 금속 모재간과의 완전 일체화(METAL POLYMER ALLOY)를 이뤘습니다. = 비경계층박리, 비발진, 고내열충격성(450~-250℃)→FRP의 개질, CLEAN ROOM내 표면처리, 장기방청, 내약품성, 내마찰ㆍ윤활, 비부착, 대전방지, 방현＜눈부심 방지＞등 ③ 모든 표면처리중 가장 뛰어난 비수소 기포에 의한 고도의 모재 안전성. 또, 나아가서는 수소 에너지 기기에 적용할 수 있는 유효한 표면처리 기술입니다. ④ 세계에서 최초로 금속(특히 철강)의 모재 표면개질, 장기 수명화를 실현 하였습니다 (소재표면개질공학) ⑤ RAYDENT의 ㎛단위 피막두께 원리에 따라 예를 들면 정밀 조립부품의 공차 수정을 위한 육성 가공이 기계 가공 없이도 가능합니다. ⑥ 양자선(열선,광선)에 대한 흡수/반사의 변성곡선은 명확하며 그 ON/OFF 특성을 이용한 양자 디바이스로 응용할 수 .있습니다. ⑦ 종래 도장재의 1/2~1/3 이하의 사용량으로 충분히 같은 기능을 발휘하는 경제적인 기술원리이며, 나아가서는 지구 환경보호의 특성을 이미 구비하고 있습니다.

■ 레이던트형질 피막구성

■ 금속의 전처리과정을 거치고 RAYDENT막이 냉온음극전해(-10℃)에서 약 1-2㎛ 두께로 형성됨과 동시에 모재층 내부에도 약 1-2㎛ 정도의 확산층이 형성되며 복합기능처리와 도장 열처리한다

■ RAYDENT막은 안정자연산화를 통하여 치밀한 Cr계의 산화 부동태막을 형성하며 안정산화 세라믹화된다. 즉 RAYDENT막은 아직 반응 도중의 것으로 화학활성력을 활용하면 강력하고 비교할 수 없는 도막을 형성 할 뿐 아니라 방청력도 비약적으로 향상되어 간다.

■ RAYDENT막의 형체는 도금막과 현저하게 다르다. 외관은 서브미크론급의 초미립자가 직접(1-2㎛ 두께)되어 있으며 PIN HOLE, 미세크랙을 무수히 갖는 흑색피막체로 표면상에도 미세 스마트(재) 가 남아 있다. 물리적으로는 광학흡수체인처리막의 초기는 약간 경화되지 않은 상태지만 모재확산층의 안정기(5개월간 이상)로 시효경화(약20% UP)와 방청력의 안정화가 나타난다.

■ RAYDENT막은 모재층과 확산적으로 경사구조대를 형성하고 표면처리로 실제상의 가치를 나타낸다. 기본모재의 성질을 가지면서 모재안쪽으로 Fe의 성분이 감소하고 Cr성분, 급격히 증가하는 모재와는 전혀 다른 성분 조성을 보여준다.

그림1

■ 일반적으로 도금막의 형체는 수평의 평면결정의 적층체로 PIN HOLE이 있다. 수려한 외관성과 견고성, 그 외 방청력과 밀착력을 원칙적으로 요구하고 있다. 도금의 발청은 외부 공기의 부식 성분이 PIN HOLE이나 꺽임 부분을 통해서 모세관현상에 의해 모재경계면까지 침입하여 부식을 일으키는 것으로 알려져 있다. (그림1) 따라서 방청이라고 하는 것은 부식물이 소재의 경계면에 이르기까지의 시간을 연장하는 것이라 할 수 있다. 도금의 기술은 이 목적을 위하여 PIN HOLE의 위치를 바꾸거나 막의 두께를 두껍게 하는 방법을 제안하고 있다.(JIS).

이 방법으로 염수분무시험을 실시하여도 PIN HOLE중의 염분의 부차적인 반응은 미세하고 전체에 영향이 없다고 생각된다. 그 이유는 전체에 대해 PIN HOLE의 면적비가 극히 작으며 Na, Cl 이온 흡착량도 얼마되지 않기 때문이다. 그러나, 이것은 RAYDENT 처리피막(이후 RDT막으로 칭한다)에서는 문제가 된다.

■ 예를 들면 그림 2와 같이 외부 공기의 부식 성분이 꺽임부분과 외상부분에 접촉되어도 모재경계면 자체의 불명확성 때문에 모세관 침입 부식과 그 확대를 기대하기 어렵다고 생각된다.[Top]

그림2

NO.3	■ 다음에 사진(NO.3)은 JIS를 넘는 HAIR PIN 꺽임부분에 대해서도 RDT막 복합도막(불소계 가열경화수지)은 금이 가지 않는다. RDT형 복합개질막은 이와 같이 비늘조각 모양으로 박리되지 않는 무발진원리이며 본래의 고정밀도성과 더불어 반도체·액정장치의 분야에서 비약적으로 이용되어 왔다.

■ RDT막의 응용 RDT막과 그 개질막은 열, 빛, 면적, 진동, 치수 등 물성변화에 대한 안정성이 뛰어나기 때문에 응용력의예를 들면 (1) 장기정밀방청 (2) 정밀치수조정 (3) 접착·접합력의 성능향상 (4) 틈이 생기지 않는 접착·봉합 (수지류, 로케트 연료, 방진 몰드) (5) 광학기기 (6) 양자선에 의한 ON/OFF (7) 화학성분의 유지·포접(包接) (8) 우주·해양 등의 이종(異種) 환경기기 (9) 특수표식모양(이미테이션 방지) (10) 수소류기기 (11) 안전보증기기 (12) FRP류의 노화성 개선 (13) 화학환경기기 (14) 방산제품

RDT막의 금속모재에 주는 역할은 표면처리에 그치지 않고 재질표면공학의 영역과 견줄만한 내용을 포함한 것이라 생각된다. 아래는 RDT막 활용의 사례이다.

NO.1

■ 사진(NO.1)의 폐사 불소 / GRAPHITE 도막(2FGr)+RDT막 성질은 미끄럼, 내마모성으로 TiN(초경질막)보다 우수한 결과를 나타낸다.

■ 사진(NO.2)은 상기(NO.1)의 응용인데 RDT막 성질은 통상의 가공온도 250∼300℃의 반에 가까운 약 160℃∼170℃로 필요한 밀착막(1만 회전동왕복)을 실현할 뿐만 아니라 면압을 받은 경화막(약 3㎛정도)은 고정도인 우수한 내마모윤활성, 운동성, 정숙성, 내구수명성을 실현하였다.(예:직선운동베어링, 볼스크류)

NO. 2

* 습동부의 궤도면에 RAYDENT의 피막성 면압을 받는 RAYDENT피막은 일정량이 아주 조금 떨어나가는데(도금과 같이 인편의 박리는 아님) WHITE GREASE내 혼입되어 GREASE와 섞인 채 윤활성을 유지한다. 따라서 건조비산성과 CLEANE의 기능 저하는 없다. 또, 벗겨진 후에도 각종 RAYDENT처리면은 모두 그대로 사용되는 한 수년 이상의 장기 방청되는 것이 통례이다.[Top]

NO.3

■ 사진(NO.3)은 Raydent막을 이용하여 반도전도성 도막을 밀착시키고 거기에 또 1,000 ∼ 1,500mm의 면적내를 20㎛ 전후의 평면정도로 막의 두께 조정을 필요로 하는 액정 GLASS용 VACUUM BOARD이며 표면처리막과 GLASS간에 간섭성(전이, 상호공격성)이 없는 것은 물론, 약 10∼30만매의 GLASS 가공 중 적당한 대전방지, 내마모, 내GLASS CUSION성, 진공개폐시의 GLASS 내변형성, 화상처리시 HALATION 방지성 등을 보다 완전한 정밀도와 밀착도에서 실현할 필요가 있다.[Top]

NO. 4

■ 사진(NO.4)은 최근의 첨단기술부품의 일종인 납땜볼 진공흡착 치구인데 눈으로 확인하기 곤란한 과정의 다량 조밀한 초미세 HOLE(약 100㎛경)의 흡착면 형상부분에 폐사의 불소/이미드계 브랜드 포리마와 Raydent막의 구성에 의해 미크론 단위의 고정밀도 평면성, 내점착, 내마모, 대전방지, HALATION방지, 발진(CONTAMINATION방지)등을 실현하였다. [Top]

NO. 5

■ 사진(NO.5)은 볼트 나사부의 늘어붙음 방지를 목적으로 하고 Raydent막에 폐사불소/GRAPHITE 도막을 입혀 구었다. 이 결과, BOLT·NUT는 고도하게 밀착되었기 때문에 접면앞의 한계까지 탄성력과 자기윤활을 가져 체결후는 막 자체의 소성변형에 의해 패킹효과를 나타낸다. 만일 극압손상에 이르러도 Raydent막과 모재가 완전하게 가까운 경계층 밀착막은 나사 상호간 틈의 모세관침투 부식에 대해 부식영역 억제의 강력한 내식 효과를 나타낸다. 예를 들면 화학프렌트류에 발생하기 쉬운 BOLT의 내부부식으로 인한 응력집중 파손사고 등을 감소시킬 수 있으며

소재에 Ni 도금을 한 경우는 치탄 볼트의 대처도 가능한 경우가 있다. 특필할만한 것은 Raydent막이 수소기포성에 의한 금속으로부터 모재를 완전하게 지킴으로 안정보증공학의 재료로서는 최고 수준의가치를 갖는다.[Top]

NO. 6

■ 예를 들면 사진(NO.6)프라이스홀더는 약20년 전에 RDT피막 시공을 하여 그 후 약10수년 간에 걸쳐 사용과 실내방치로 표면피막이 마모된 상태를 보이고 있는데 외관이 철소재 원래의 색이 보임에도 불구하고 현재까지 발청되지 않고 있다. [Top]

구 분	RAYDENT LSL-BL(기본처리)	RDT + H코팅 LSL - H(세라믹계)	RDT+2F코팅 LSL - 2F(테프론계)	RDT+2F(Wh)코팅 LSL-2FWh(테프론계)
수소기포	없음	없음	없음	없음
마찰저항	대	소 ~ 중	소(μ≒ 1/10~5/100)	소 ~ 중
단면부 박리	없음	없음	없음	없음
막의두께	1~2μ	박막시: 3~10μ ± 2μ 두꺼울시: 20~30μ ± 3μ	박막시:3~10μ±2μ 두꺼울시:20 ~30μ ± 4μ	중간막두께:15~20μ이상
박막상태	초미세분말 (GREASE에 지장 없음)	미세분말	미세분말(GREASE의 성능을 향상시킴)	미세분말 ~ 비늘박편
비점착 내마모	없음 (단, 유재의 침투성이 큼)	양호	양호	양호
윤활성 내마모	없음	양호	양호(저면압 마찰저항이 큰 곳에서는 Tin,Hcr보다 우수)	소 ~ 중
내열 · 내저온	+ 350℃ ~ -250℃(비산소 내에서는 약 600℃) * 처리온도: - 5℃~ -10℃	+ 350℃ ~ -250℃ * 처리(소부)온도: 160℃ ~ 180℃	+ 400℃(내열용2F)~-250℃ * 처리(소부)온도: 170℃~360℃	+350℃ ~ -250℃ *가공온도: 260℃
도 전 저항	약 70Ω /㎠	약 1010 Ω /㎠	약 108Ω /㎠	약108Ω /㎠
비 고	도전성	절연성	준도전성(제어도전)	준도전성(제어도전)
특 징	· 중~고 cost · 초정밀급 방청의 흑색 박막(4~10년의 장기 방청효과) · 헤어핀 각도까지의 반복굴곡에도 박리되지 않음 · 플라스틱,고무 등과의 결합 부품도 그대로 처리가능 · 저온처리로 소재까지 영향이 없음	· 중~고 cost · 막층간의 틈새에 유기 세라믹을 화학정착 · 경경도(Ni 도금과 같음)내마모성, 내용제성 등을 구비 · 결합 상태의 간격 조정용 박막 * 난박사 방지의 광학계 부품에 최적	· 중~고 cost · 막층간에 불화합물을 화학정착 · 내용제성, 내식성, 경도내약품성, 방오성,윤홀내마모성,정전방지성, 마찰성 등이 현저히 향상 · 도장온도 170℃ ~ 350℃ 진밀화(+GREASE)로 내마모 윤활성. 300℃이상의 고온도장에서 경화 내 마모막 형성	· 중~고 COST · 막층간에 불화합물을 화학정착 · 내용제성,내식성,도내약품성,방오성,윤활내마모성,정전 방지성, 내마찰성 등에 현저한 향상
해 설	· 최고 얇은막(약1~2㎛)으로 10년 이상 방청력을 발휘하는 전 표면처리 중 유일한 기술임 * 내유기 복합 방청력이 크다 * 진공중 크린룸에 사용가능 * 도전성(약10Ω㎝)	· Ni 도금과 같은 경도를 갖고 내마모성에도 우수하다 · 색조는 순수흑색 · 광택 제거형은 양호한 방현효과 도전성 ~ 절연성의 개질 가능 * 대전방지=액 1010Ω㎝에서 방전아크제어가능 (당사에서 조정시 가능)	· 윤활성,비점착성의 내마모성을 발휘(중면압~저면압시 경질크롬,초경질 Tin을 상회하나 고압면에서는 마모는 빠르나 방청력의 유효도는 유지된다.)하며 · 내화학성, 내후성향상 등의 표면개질에 위력 · 중~저진공 중에서 사용가능 · 도전성 ~ 절연성의 개질 가능 * 대전방지 = 액 108±2Ω㎝에서 방전아크 제어가능 · 절연성: 3kv이상	· 윤활성, 비점착성의 내마모성을 발휘(중면압~저면압시 경질크롬,초경질 Tin을 상회하나 고압면에서는 마모는 빠르나 방청력의 유효도는 유지된다.) · 내화학성,내후성 향상 등의 표면개질에 위력 · 크린룸성의 관리로서 백색 처리막 · 도전성~절연성의 개질 가능 * 대전방지=액108±2Ω㎝에서 방전아크 제어가능 · 멸균성형도