지금까지 `산소의 영향에 따른 Zn-Mg 박막의 밀착특성과 구조관계'를 통 하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
(1) O2 함량 유무에 의한 Zn-Mg 박막의 몰포로지의 형상은 다양하게 나타 났다. O2의 함량 함량이 많은 경우는 모재 표면에 FeO 산화물층과 증발금속 인 Zn, Mg과 충돌하여 MgO, ZnO가 생성되고, Mg은 O2와의 흡착활성을 유 도하여 산화피막 형성에 기여를 한다. 그리고, 막성장은 활성도가 작은 산화 피막 기판상을 따라 성장하며, 결정립이 크게 형성되지만 결정립 내부에는 미세하고 치밀한 조직이 형성된다. 또한, O2의 함량의 적은 경우는 Mg량 증 가에 따라서 결정입자의 크기는 작게 나타났다. 이것은 Mg가 흡착 인히비터 로 작용하여 증착막인 Zn와 MgZn2 금속간 화합물의 결정입 성장을 방해하 여 핵성장보다는 핵생성이 활발하게 진행되었기 때문으로 사료된다.
(2) O2의 함량이 증가함에 따라 제작한 Zn-Mg 박막의 결정배향성은 Mg함 량 증가에 따라 MgZn2, MgZn 및 Mg2Zn11과 같이 다양한 금속간 화합물이 나타났고, 금속간 화합물/Zn의 XRD 강도비가 감소하는 경향을 나타냈으며, 피크는 브로드하게 나타났다. 또한, 이와 같은 경우에 박막에 형성되는 결정 립은 감소하는 경향이 나타났다. 이것은 다량의 Zn에 대해 Mg 증착입자가 증가하게 되면 Mg의 흡착으로 인해 Zn는 증착핵의 성장이 억제되며 Zn-Mg 금속간 화합물이 균일하게 분산분포 하였기 때문이라고 사료된다.
또한, O2의 함량이 적은 경우의 결정배향성은 Mg량 증가에 따라 금속간 화 합물의 피크는 강하게 나타났고, 표면에너지가 높은 (002)면과 표면에너지가 낮은 (101)면의 피크는 브로드 하게 나타났다. 이것은 금속간 화합물의 양은 많아지고, (002)면이 상대적으로 많이 배향되어 면적점유율이 증가되었기 때 문으로 사료된다.
(3) 스크래치 테스트를 통한 밀착특성 평가에 의하면 Zn-Mg 박막의 밀착성 은 Mg량 증가에 따라 양호한 결과를 나타냈다. O2의 함량이 많은 경우에 제
작된 Zn-Mg 박막은 모재에 FeO 산화피막이 형성되어 밀착성을 저하시키게 된다. 이와 같은 FeO의 산화피막은 쳄버내에 존재하는 O2와 대기중에 존재 하는 O2에 의해 형성된 것으로서 FeO 산화피막은 이온 봄바드먼트 클리닝 에 의해 모재 표면에서 대부분 제거된다. 그러나, 기판에 남아있는 FeO 산화 피막과 증착금속인 Zn, Mg 입자가 충돌하면서 FeO + Mg → MgO, FeO + Zn → ZnO가 형성된다. 이렇게 형성된 MgO, ZnO 산화피막은 기체상태로 비산증발되는 것이 아니고, 기판 표면에 남아있게 된다. 따라서, 이와 같은 산화피막에 의해 기판과 증착금속간의 밀착성을 좋지 않게 된다. 그러나, O2
의 함량이 적은 경우의 Zn-Mg 박막은 FeO 산화피막의 비율이 감소하게 되 고, 기판과 강한 금속결합으로 인하여 밀착성이 우수하게 나타나는 것으로 사료된다.
(4) O2의 유무에 따라 제작된 Zn-Mg 박막의 내식특성은 Mg 함량 증가에 따라 우수하게 나타났다. Mg의 이온화 경향은 Zn에 비해 높기 때문에 상대 적으로 귀(noble)한 Zn를 방식하게 된다. 그리고, 이온화에 의해 생성된 MgO 및 Mg(OH)2 산화피막은 상대적으로 비전위인 Zn를 용해시키게 되고, Zn는 치밀한 ZnO, Zn(OH)2 산화피막이 형성하게 된다. 이와 같은 치밀한 부 동태 산화피막은 내식성을 향상시키게 된다. 또한, Mg함량 증가에 따라 흡 착 인히비터 효과에 의해 표면의 몰포로지는 미세한 결정립으로 나타나 내 식성은 더욱 향상되고, 표면에너지가 높은 (002) Zn면이 많이 배향되어 치밀 하고, 활성적인 산화피막 형성이 용이한 것으로 사료된다.
(5) 이상의 연구 결과에 의해 무공해 PVD법 중 진공증착법에 의해 밀착성과 내식성이 우수한 Zn-Mg 박막의 제작이 가능하였다. 또한, Mg량 증가와 O2
의 존재 유무에 따라 밀착특성과 내식특성의 상관관계를 규명하였다. 향후에 는 최적의 Mg 함량비에 따른 분석, 평가와 O2가 거의 존재하지 않는 제작조 건에서 응용실험 함으로써 밀착성과 내식성이 가장 우수한 Zn-Mg 박막을 제작하는 것이 필요하다고 사료된다. 또한, O2가 없는 분위기에서 기판과 Zn-Mg 박막사이에 Al과 같은 중간층을 삽입하여 내식성과 밀착성을 향상시 키는 연구도 필요할 것으로 사료된다.
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제4장 Zn-Mg 박막의 밀착성 향상을 위한 Al중간층의 영향