세라믹재료에 고경도, 고저항, 고열전도도 등의 기능성 세라믹 물질을 코팅(Coating)하여 표면내마모성, 저항, 열전도도 등의 기능을 높이기 위한 연구를 수행한다.
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반도체 공정 부품의 내플라즈마 세라믹 코팅 수요는 반도체 미세공정이 심화될수록 증가하고 있으며, 정부는 2030년까지 세라믹 12대 분야 46개 핵심과제에 1,000억 원 이상을 투자하는 로드맵을 수립했다. [1] 항공우주·에너지 분야에서의 열차폐 코팅, 수소 환경에서의 코팅 내구성 연구 등 신규 수요가 창출되어 관련 연구 인력 수요는 지속 성장세를 보인다. [2] 한국재료연구원, 한국세라믹기술원 등 정부출연연구소의 꾸준한 R&D 확대와 소재 분야 스타트업 성장으로 무기재료코팅 연구 전문 인력 수요는 향후에도 안정적으로 유지될 것으로 전망된다. [3]
무기재료코팅연구원의 근무 형태는 소속 기관에 따라 다르다. 정부출연연구소 소속 연구원은 일반적으로 주 5일 근무에 유연근무제를 적용받으며, 연구 과제 납기나 논문 게재 시즌에는 야근이 발생할 수 있다. [4] 기업 연구소 소속의 경우 제품 개발 일정에 따른 집중 근무 시기가 있으며, 코팅 장비를 다루는 실험 연구 특성상 장비 예약과 실험 스케줄 관리가 중요하다. 클린룸이나 진공 챔버가 필요한 코팅 공정 연구는 정해진 시설에서 근무해야 하므로 원격근무 적용이 제한적이다. [5]
무기재료코팅연구원은 반도체, 항공, 에너지, 국방 등 국가 핵심 산업의 소재 경쟁력을 뒷받침하는 역할을 담당한다는 점에서 높은 사회적 가치를 지닌다. [6] 세라믹 코팅 기술 연구자들은 한화에어로스페이스 등 방산·항공 분야 기업과 협력하여 가스터빈 핵심 소재를 개발하고 있어, 국가 전략 산업 발전에 직접 기여하는 역할을 수행한다. [7] 과거 일본산 이트륨 옥사이드 코팅 소재를 100% 수입에 의존하던 분야에서 국산화를 이루어낸 연구자들이 좋은 사례로, 소재 독립을 실현하는 연구 성과가 공익 기여로 이어진다. [8] 논문 발표와 특허 출원, 기술이전을 통해 연구 성과를 산업계에 적용하는 구조여서 개인 연구 역량이 사회 가치로 직결되는 보람을 느낄 수 있다. [9]
무기재료 코팅 기술은 크게 물리기상증착(PVD), 화학기상증착(CVD), 열용사(Thermal Spray), 졸-겔(Sol-Gel), 원자층증착(ALD) 등으로 구분된다. [10] 가스터빈 터빈 블레이드에 적용되는 열차폐 코팅(TBC)은 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)를 주재료로 사용하며, 플라즈마 용사 방식으로 증착 시 열 사이클 내구성이 크게 향상된다. [11] 반도체 공정 환경에서 플라즈마 에칭 챔버 내부 부품의 수명을 연장하기 위해 이트륨 옥사이드(Y₂O₃)·산불화물계 내플라즈마 세라믹 코팅이 핵심 소재로 각광받고 있으며, 이 분야의 국산화가 2019년 이후 본격화됐다. [12] 한국재료연구원(KIMS)은 세계 최대 폭 1m급 세라믹 코팅 기술을 개발하여 상온 진공 챔버에서 압축공기로 세라믹 분말을 금속·세라믹·아크릴 기판에 코팅하는 공정을 구현했다. [13] 나노복합 코팅은 나노미터 크기의 입자를 매트릭스에 분산시켜 내마모성·경도·내식성을 동시에 향상시키며, 절삭공구·금형·의료기기·자동차 분야에 폭넓게 적용된다. [14]
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