저압화학기상증착법에 의한 Si3N4 내산화.내마모 코팅

Abstract

Si3N4가 추진기관 연소조건 하에서 흑연의 산화와 마모를 효과적으로 방지하는 다층 코팅재료로 쓰일 수 있도록 하기 위하여 저압화학기상증착법(LPCVD)으로 Si3N4를 코팅할 때의 증착특성에 대해 연구하였다. 흑연 위에 pack cementation방법으로 SiC를 코팅하고 그 위에 저압화학기상증착법으로 Si3N4를 코팅 하였으며, 증착온도와 반응기체입력비를 변화시키면서 이에 따른 증착속도와 표면형상의 변화를 관찰하였다. 증착속도는 증착온도가 높아짐에 따라 처음에는 증가하다가 최대값을 나타낸 후 감소하는 경향을 나타냈으며, 그레인의 크기는 증착온도가 높아짐에 따라 작아지는 경향을 보였다. 한편, 반응기체의 입력비가 20≤NH3/SiH4≤40인 조건에서는 증착속도의 변화나 표면형상의 변화를 관찰할 수 없었다. 증착온도 800~1300℃ 범위에서 증착된 Si3N4가 비정질상인 것을 XRD로 확인할 수 있었으며 1300℃, 질소 분위기에서 2시간 동안 열처리하여 결정상인 Si3N4를 인을 수 있었다.