알루미늄 증착층이 금속재 공진기 Mesh의 내열 및 광 효율에 미치는 특성 연구

Abstract

현재 개발되어진 PLS(Plasma Lighting System)은 마이크로 웨이브를 사용하여 발생한 플라즈마의 발광 원리를 이용한 조명 system으로써, 차기 조명장치의 획기적인 제품으로 주목을 받고 있다. 또한 본 장치에 사용되는 Plasma는 열적으로 매우 고온의 성질을 가지고 있으며, 전자와 이온, 원자 및 분자로 구성되어 화학적으로 매우 강한 활성 상태로써, 전기전도도가 우수하고 큰 힘의 전기력을 발생시켜 발광하며, 특정 가스나 봉입된 구형 램프 밸브 내의 마그네트론에서 발생된 고주파 마이크로 웨이브가 가스원자와 충돌하면서 고도로 이온화된 플라즈마 상태에서 발광하는 원리를 가지고 있다. 그렇지만 본 PLS (Plasma Lighting System)의 장치는 내부의 금속재 공진기 Mesh가 실제 사용요구수명시간인 1,000시간을 확보하지 못하고 failure를 유발시킴으로써 상기와 같은 이론적 원리가 적립된 제품 개발에도 불구하고 핵심부품의 요구수명저하로 인하여 아직까지 상용화 단계가 이루어지지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존에 사용되고 있는 금속재 공진기 Mesh의 재질, 도금 및 내열층을 분석하여 기존 Mesh에서의 문제점을 파악하고 사용 요구수명인 1,000시간에 부합하고자 연구를 시작하게 되었다. 현재 금속재 공진기 Mesh는 SUS Base에 하지도금(Ni+Cu+Ni) 및 Ag+SiO2/Al2O3 가 2,500Å인 Mesh를 사용하고 있으며, 1차적으로 내열층 증가와 Aluminum 증착 및 Sol-Gel Coating 제품과의 비교분석을 실시하였다. 실험결과는 기존의 Ag+SiO2/Al2O3 의 상태가 양호한 것으로 관찰되어 2차 실험에서 기존 Ag+SiO2/Al2O3 에 Aluminum을 추가 증착하여, 내열시험을 하였으며, Aluminum +SiO2/Al2O3 의 두께에 따른 차이도 관찰하였다. 상기 조건의 150℃에서의 내열시험 결과에서는 Ag+Aluminum+SiO2/Al2O3(2,000Å)에서 뛰어난 내열성에 따른 광 효율 및 표면 상태를 볼 수 있었으며, 이는 기존 Mesh에 Aluminum을 추가적으로 증착함으로써, 실제 사용온도에서의 내열성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 250℃ 온도의 Mesh에 가속수명 예측 실험에서는 150℃에서와 마찬가지로 Aluminum을 추가 증착시킨 Ag+Aluminum+SiO2/Al2O3(2,000Å)에서 좋은 효과를 볼 수 있었으나, 150℃에서 만큼 큰 차이는 확인 할 수 없었으며, 이는 Mesh의 내열 온도 중 일정 임계온도이상에서는 내열층에 영향을 미치는 인자로 인하여 수명예측을 할 수 없어 향후 재료의 추가변경이나, 실험 내열온도를 감소 시켜감에 따라서 측정해야 될 것으로 생각되며, 앞으로도 본 PLS(Plasma Lighting System)의 금속재 공진기 Mesh의 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다; A recently developed PLS is getting a lot of attention as an epoch-making invention because it is an illuminating system using the principle of Plasma generated microwave. As this Plasma has a high-temperature property and consists of an electron, an ion, an atom and a molecule, it conducts electricity well and it radiates with a super-powerful electricity power. But, this PLS has yet to enter the commercial stage because its inner metal resonator Mesh can not live for its 1000 hour. That is, an essential part makes a failure ? a weak durability. But, this PLS has yet to enter the commercial stage because its inner metal resonator Mesh can not live for its 1,000 hour. That is, an essential part makes a failure ? a weak durability. So, this study is started to analyze the quality of metallic resonator mesh, failure and a heat resistant. In addition, it begins with grasping the problem of an existing mesh to overcome its weak point. The existing metallic resonator mesh uses Ni,Cu,Ni,Ag plating and SiO2/Al2O3(2,500Å) at SUS base. At the first experiment, we study the increase of the heat resistant and deposition of Aluminum and compare with Sol-Gel Coating product. The result of the first experiment shows that the existing Ag+SiO2/Al2O3 is good. On the second experiment, Aluminum is added to the existing Ag+SiO2/Al2O3 and then we do a heat resistant experiment and observes the difference in the thickness of Aluminum +SiO2/Al2O3. With the same condition as before, the result of a heat resistant experiment at 150℃ says that Ag+Aluminum+SiO2/Al2O3(2,000Å) shows a light efficiency by a superior heat resistant property and surface condition. And also this result mean that as the existing mesh is added to Aluminum, the heat resistant property at the real use temperature is highly upgraded. According to the experiment on mesh at 250℃, the result is not much distinguished like the result of experiment at 150℃. Therefore, the result of this study implies that in the near future the existing mesh can be upgraded with the addition of 2,000Å Aluminum; that is, a heat resistant property allows mesh to meet its required durability.