Properties 물성분석
표면분석
유기/무기 소재의 측정, 시험, 분석, 연구개발에 관한 업무를 성심껏 도와 드릴것을 약속합니다.
한국고분자시험연구소㈜ 에서는 고분자를 비롯한 유무기화학소재(Organic/Inorganic Materials)의 표면특성 시험분석을 서비스하고 있습니다. 규격시험뿐만 아니라 비규격시험, 맞춤분석 등의 문의 및 상담은 아래 주소 혹은 연락을 주시면 친절히 상담하여 드리겠습니다. 제일 먼저 “상담•분석신청서” 를 작성하여 polymer@polymer.co.kr 혹은 팩스(02-963-2587)로 보내주시면, 담당연구원으로부터 빠르고 정확한 답변을 받아보실 수 있습니다.
일반 표면특성 종류
| 시험항목 | 시험내용 |
|---|---|
| 접촉각 (Contact angle) | 액체방울을 고체 표면위에 떨어뜨린 후, 정지된 액체방울과 표면이 이루는 각도를 측정합니다(정적 접촉각). 통상적으로 물방울을 떨어뜨려 시험을 하며 고체 표면의 표면장력이 높을수록 물에 대한 젖음성(Wettability)이 좋아지고 접촉각은 작아집니다. 접촉각이 작다는 것은 친수성이 크고 젖음성이 좋고 접착성이 좋아짐을 의미합니다. (ASTM D 5946) |
| 표면에너지
(Surface energy) 표면장력 (surface tension) |
샘플이 고체상인 경우, 접촉각을 이용한 간접측정방법을 이용합니다. 폴리머의 표면에너지는 특성상 재료가 점성과 탄성을 가지고 있어 직접적으로 측정할 수 없기 때문입니다. (ASTM D 7490) 샘플이 액체상인 경우, Surface tension meter라는 장비를 이용하여 액상의 표면장력을 구할 수 있습니다. (백금 ring 사용) (ISO 304) |
| 마찰(Slip성) | 기계적강도 마찰시험 참조 |
표면경도 및 표면조도
| 시험항목 | 시험내용 |
|---|---|
| 나노인덴터 |
미소압자를 이용하여 압입을 수행하여 힘과 변위를 측정한 후, 그로부터 박막이나 미세소자의 기계적 물성을 얻는다. 기본적으로 탄성계수, 경도, 파괴 인성, 표면윤곽 등을 측정한다. -최대 하중 500 mN, 힘 측정 분해능 50 nN -최대 압입 길이 500 μm -변위 측정 분해능 0.01 nm |
| 마이크로 비커스경도 | 꼭지 각 136°의 다이아몬드제 4각뿔 압자 로 시험편에 피라미드형의 압입 자국을 내고 대각선의 길이를 측정하여 환산표에서 경도를 구한다. |
| Surface profiler 를 이용한 표면조도 |
-스타일러스(Tip)가 시료를 scan하면서 코팅된 박막의 두께, 표면 거칠기 등의 시료의 표면특성을 분석하는데 사용된다. -해상도 : 0.100 μm/sample -힘 : 1.00 mg |
| AFM을 이용한 표면조도 | 캔틸레버를 이용하여 원자간에 작용하는 척력과 인력의 작용(van der waals force)에 의해 다양한 반도체 소재 및 박막의 표면분석에 활용된다. 표면의 마찰력과 같은 물리 적 표면 특성 뿐만 아니라 bias를 인가하여 전기적인 표면 특성을 분석할 수 있다. |
| SEM 구조분석(Morphology) | 전자현미경에 의한 표면의 원소분석, 형태관찰 |
| 스크래치 시험 | 미세 압자를 이용하여 시료 표면을 점진적으로 압입시키면서 긁는 방법을 통해 코팅층이 벗겨져 모재가 드러나는 지점에서의 하중값을 확인하는 방법입니다. 연필경도와 유사하나 정량적인 수치를 얻음으로써 좀 더 신뢰성 높은 데이터를 확보할 수 있습니다. |
AFM분석예 (3차원 표면구조와 표면거칠기 분석)
한국고분자시험연구소㈜에서는 액체방울(통상 물방울)을 고체 표면에 떨어뜨려 정적 접촉각 측정을 하고 있습니다. 고체 표면위에 떨어뜨린 액체 방울과 고체 표면이 이루는 각도입니다. 통상적으로 물방울을 떨어뜨려 시험을 하지만, 다른 특수 액체를 사용하는 경우도 있습니다. 고체의 물에 대한 표면장력이 높을수록 물에 대한 접촉각은 작아지고 친수성이 커지고 접착성이 좋아집니다.
표면에너지나 표면장력을 측정하는 방법은 여러가지가 있습니다. 한국고분자시험연구소㈜에서는 샘플이 고체상인 경우에는 접촉각을 이용한 간접측정방법을, 액체상인경우에는 Surface tension meter라는 장비를 이용하여 재료의 표면에너지나 표면장력을 측정합니다. 고체상 고분자의 표면에너지를 접촉각을 이용해 구하는 경우, 아래와 같은 3가지 간접적인 방법으로 구할 수 있습니다. (ASTM D 7490)
- 한 개의 측정용액 : Girifalco-Good-Fowkes-Young model
- 두 개의 측정용액 : Owens-Wendt-Geometric, Wu-harmonic mean
- 세 개의 측정용액 : Lewis Acid/Base model
샘플이 액체상인 경우에는, Surface tention meter라는 장비를 이용하여 액상의 표면장력을 구할 수 있습니다.
(백금 ring 사용) (ISO 304)
접촉각 및 접촉각을 이용한 표면에너지 결과예시
미세표면분석
나노인덴터를 이용한 표면 modulus 변화그래프
Surface profiler를 이용한 표면거칠기 분석
두께 측정
| 시험항목 | 시험내용 |
|---|---|
| 표면 단차 (Surface profiler) | Silicon water, Glass, Film등의 기재(Substrate) 위에 코팅 막 형성 시 masking tape를 이용해 표면 단차가 있는 코팅 막이 형성된 두께를 측정 할 수 있습니다. (ISO 5436-1) |
| 다층 Thin film 두께 (SEM) | 다층으로 된 thin film을 단면을 커팅하여 SEM으로 두께를 분석 확인 할 수 있습니다. |
| Film, Sheet 두께 측정 (Micro meter) |
단일 층 film이나 sheet의 두께를 약 0.001mm accuracy 가장 보편적으로 쉽고 빠르게 측정 할 수 있습니다. (ISO 4593) |
Surface profiler를 이용한 코팅 막 두께 측정
