| 초록 |
Ti과 Ti합금은 우수한 생체적합성을 가진 합금으로 기존의 생체금속재료보다 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 내식성 및 생체조직과의 친화력이 매우 양호한 것으로 알려져 있다. Ti 및 Ti 합금의 우수한 내식성과 생체적합성은 Ti 표면에 부동태피막이 형성되어 있기 때문이다. Ti의 부동태 피막은 안정한 나노 단위 두께의 TiO2막을 표면에 형성함으로써 생체적합성과 내식성이 우수하지만 TiO2막의 파괴로 인하여 생체재료의 기능을 쉽게 상실할 수도 있고, 낮은 마모저항에 따른 성질 때문에 표면강도와 마모저항이 감소되는 경우가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 표면에 TiN을 코팅함으로써 높은 경도와 마모저항의 향상 및 생체의 안정성을 확보할 수 있다. 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착된 박막은 기판온도, 공정압력, 타겟파워 등과 같은 증착변수들에 의하여 박막형성시 막의 미세구조 및 특성이 좌우된다고 알려져 있다. 본 실험에서는 Ti합금 중에서도 탄성계수가 작아 뼈와의 탄성계수 차이가 적은 β-type Ti-14Mo-3Nb-3Al-0.2Si 합금의 표면에 반응성 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 증착된 TiN 코팅층의 특성을 알아보기 위하여 기판 bias voltage를 변화시켜 TiN을 코팅하였다. 코팅층을 분석하기 위하여 XRD로 TiN층의 우선성장방향을 분석하고, SEM, AFM을 이용하여 코팅층의 두께 및 표면의 형상을 분석하였다. TiN 코팅층의 기계적 특성은 Nanoindentation을 이용하여 경도를 측정함으로써 질소 유량에 따른 반응성 마그네트론 스퍼터링에 의해 증착된 TiN 코팅층을 분석하였다. Bending test 와 Tensile test를 함으로써 굽힘특성과 인장특성, 코팅층의 파괴 거동을 분석하였다 |
