다이아몬드는 현존하는 물질 중 가장 단단하며, 화학적으로도 반응이 잘 일어나지 않는 재료로서 매우 고유한 물리적, 화학적인 특성을 가진다. 대표적인 물리적 특성으로는 diamond structure 를 가지기 때문에 같은 탄소성분인 흑연과 같이 무르지 않고 단단하여 광물 중에서도 가장 높은 모스 경도 10 을 갖고 있다. 뿐만 아니라 다이아몬드는 융점 온도가 섭씨 3816도나 되어 철보다 약 2.6배가 높고, ...
다이아몬드는 현존하는 물질 중 가장 단단하며, 화학적으로도 반응이 잘 일어나지 않는 재료로서 매우 고유한 물리적, 화학적인 특성을 가진다. 대표적인 물리적 특성으로는 diamond structure 를 가지기 때문에 같은 탄소성분인 흑연과 같이 무르지 않고 단단하여 광물 중에서도 가장 높은 모스 경도 10 을 갖고 있다. 뿐만 아니라 다이아몬드는 융점 온도가 섭씨 3816도나 되어 철보다 약 2.6배가 높고, 열전도도가 우수하면서 높은 절연성을 가진다. 화학적인 특성으로는 화학적으로 안정 되어 대체로 약품류에 침투 당하지 않고, 다이아몬드 자체는 무극성을 띄기 때문에 친유성을 가진다. [1~4] 이러한 다이아몬드의 특성으로 인해 silicon ingot의 절단시 다이아몬드를 slurry 형식으로 주입하여 사용하고 있고, 절삭 공구 분야에서 이용되고 있으며, 내마모성 향상을 위해 나노 입자 크기의 다이아몬드를 전해 니켈 도금시 용액 중에 PTFE(PolyTetraFluoroEthlylene) 등을 첨가하여 함께 복합 도금을 하기도 한다. [5,6] 중화학 공업 시대 이후 대부분의 공업 발전에 주도적 재료로 사용되어온 금속 재료에서의 가장 큰 문제점중 하나가 바로 부식이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 금속의 표면처리법이 발달하게 되었다. 표면 처리의 종류를 크게 나누면 우선 도금(Plating), 양극 산화 피막처리(Anodizing), 도장Painting), 라이닝(Lining), 표면경화(Case hardening)로 나눌 수 있다. 이중에서 많이 사용되는 도금(Plating)은 금속 혹은 비금속의 표면에 이종 금속을 사용하여 피막을 만드는 처리 방법이다. 이러한 도금의 종류로는 전해도금, 화학도금(무전해 도금), 물리적 증착, 화학적 증착 등이 있다. [7] 도금은 기본적인 내식성, 장식성 등의 기능 외에도 경도와 내마모성, 윤활성 등의 기계적인 특성과 전기 전도성, 접촉특성, 자기 특성, 고주파 특성, 전자파 차폐성 등의 전기적 특성, 광 반사성, 선택 흡수성 등의 광학적 특성, 그리고 납땜성, 결합성, 접착성 등 물리적 특성의 용도로 자동차부품, 전자부품, 반도체 부품 및 각종 기계류 부품 등에 폭넓게 사용되어 지고 있다. [8] 이러한 도금 방법 중 가장 널리 사용되어 지는 것이 니켈 전해도금 방법이다. 자동차, 음향, 전자제품 등 정밀성, 광택성, 조작성, 금속 표면성, 청결성, 내식성을 부여할 목적으로 사용되어 지고 있다. 니켈도금액으로 주로 사용되는 Watt 액은 넓은 전류밀도 범위에 걸쳐 일정한 음극 전류효율을 유지하면서 고농도까지 사용될 수 있다는 장점이 있다. 또한 술폰산니켈 용액을 이용한 도금은 고속도, 저내부응력, 고평활성의 여러 목적으로 사용 되어 진다.[9,10] 니켈 무전해 도금은 알루미늄과 구리와 같은 전도성 금속 사이에 오랜 기간 동안 안정한 확산 방지층으로서의 장점을 가지고, 비자성 특성, 무정형 구조로 인해 두께에 상관없이 도금 두께의 균일성, 열 안정성 그리고 선택적인 도금 등의 많은 장점을 갖는다. 또한 경도, 내구성 내식성과 다이아몬드 같은 비전도성 표면에도 도금이 가능한 특징으로 인해 자동차공업, 화학공업, 정밀기기 부품 등 여러 분야에 걸쳐 사용되어 지고 있다. [11] 하이브리드 도금은 니켈, 코발트, 철 등의 소지 금속을 도금하는 과정에서 SiC, Al2O3, diamond powder 등의 미세한 분말을 전착 면에 균일하게 분산 도금 시키는 것으로서 도금 표면의 내마모성, 내마찰성 등을 향상 시킬 수 있고, 또한 분산 강화 합금, 내식, 착색표면도 제조 할수 있다. 윤활성을 부여하기 위해서는 MoS2나 PTFE 등과 같은 polymer가 사용되어 진다. 이러한 복합 도금은 첫째, 입자와 음극사이의 기계적 충돌 둘째, 양으로 대전된 입자와 음극 사이의 정전기적 상호작용 셋째, 금속이온 석출에 따른 입자의 매립의 3단계를 거쳐 이루어진다.[12] 본 연구는 다이아몬드 표면에 니켈 무전해 도금 처리를 한 후 모재인 Fe 판재 위에 Ni-diamond 하이브리드 도금을 할 때, 다이아몬드 전착량에 영향을 미치는 전류밀도, 도금시간, 다이아몬드 함유량, 도금용액의 농도 변화에 대하여 고찰 하였다.
다이아몬드는 현존하는 물질 중 가장 단단하며, 화학적으로도 반응이 잘 일어나지 않는 재료로서 매우 고유한 물리적, 화학적인 특성을 가진다. 대표적인 물리적 특성으로는 diamond structure 를 가지기 때문에 같은 탄소성분인 흑연과 같이 무르지 않고 단단하여 광물 중에서도 가장 높은 모스 경도 10 을 갖고 있다. 뿐만 아니라 다이아몬드는 융점 온도가 섭씨 3816도나 되어 철보다 약 2.6배가 높고, 열전도도가 우수하면서 높은 절연성을 가진다. 화학적인 특성으로는 화학적으로 안정 되어 대체로 약품류에 침투 당하지 않고, 다이아몬드 자체는 무극성을 띄기 때문에 친유성을 가진다. [1~4] 이러한 다이아몬드의 특성으로 인해 silicon ingot의 절단시 다이아몬드를 slurry 형식으로 주입하여 사용하고 있고, 절삭 공구 분야에서 이용되고 있으며, 내마모성 향상을 위해 나노 입자 크기의 다이아몬드를 전해 니켈 도금시 용액 중에 PTFE(PolyTetraFluoroEthlylene) 등을 첨가하여 함께 복합 도금을 하기도 한다. [5,6] 중화학 공업 시대 이후 대부분의 공업 발전에 주도적 재료로 사용되어온 금속 재료에서의 가장 큰 문제점중 하나가 바로 부식이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 금속의 표면처리법이 발달하게 되었다. 표면 처리의 종류를 크게 나누면 우선 도금(Plating), 양극 산화 피막처리(Anodizing), 도장Painting), 라이닝(Lining), 표면경화(Case hardening)로 나눌 수 있다. 이중에서 많이 사용되는 도금(Plating)은 금속 혹은 비금속의 표면에 이종 금속을 사용하여 피막을 만드는 처리 방법이다. 이러한 도금의 종류로는 전해도금, 화학도금(무전해 도금), 물리적 증착, 화학적 증착 등이 있다. [7] 도금은 기본적인 내식성, 장식성 등의 기능 외에도 경도와 내마모성, 윤활성 등의 기계적인 특성과 전기 전도성, 접촉특성, 자기 특성, 고주파 특성, 전자파 차폐성 등의 전기적 특성, 광 반사성, 선택 흡수성 등의 광학적 특성, 그리고 납땜성, 결합성, 접착성 등 물리적 특성의 용도로 자동차부품, 전자부품, 반도체 부품 및 각종 기계류 부품 등에 폭넓게 사용되어 지고 있다. [8] 이러한 도금 방법 중 가장 널리 사용되어 지는 것이 니켈 전해도금 방법이다. 자동차, 음향, 전자제품 등 정밀성, 광택성, 조작성, 금속 표면성, 청결성, 내식성을 부여할 목적으로 사용되어 지고 있다. 니켈도금액으로 주로 사용되는 Watt 액은 넓은 전류밀도 범위에 걸쳐 일정한 음극 전류효율을 유지하면서 고농도까지 사용될 수 있다는 장점이 있다. 또한 술폰산니켈 용액을 이용한 도금은 고속도, 저내부응력, 고평활성의 여러 목적으로 사용 되어 진다.[9,10] 니켈 무전해 도금은 알루미늄과 구리와 같은 전도성 금속 사이에 오랜 기간 동안 안정한 확산 방지층으로서의 장점을 가지고, 비자성 특성, 무정형 구조로 인해 두께에 상관없이 도금 두께의 균일성, 열 안정성 그리고 선택적인 도금 등의 많은 장점을 갖는다. 또한 경도, 내구성 내식성과 다이아몬드 같은 비전도성 표면에도 도금이 가능한 특징으로 인해 자동차공업, 화학공업, 정밀기기 부품 등 여러 분야에 걸쳐 사용되어 지고 있다. [11] 하이브리드 도금은 니켈, 코발트, 철 등의 소지 금속을 도금하는 과정에서 SiC, Al2O3, diamond powder 등의 미세한 분말을 전착 면에 균일하게 분산 도금 시키는 것으로서 도금 표면의 내마모성, 내마찰성 등을 향상 시킬 수 있고, 또한 분산 강화 합금, 내식, 착색표면도 제조 할수 있다. 윤활성을 부여하기 위해서는 MoS2나 PTFE 등과 같은 polymer가 사용되어 진다. 이러한 복합 도금은 첫째, 입자와 음극사이의 기계적 충돌 둘째, 양으로 대전된 입자와 음극 사이의 정전기적 상호작용 셋째, 금속이온 석출에 따른 입자의 매립의 3단계를 거쳐 이루어진다.[12] 본 연구는 다이아몬드 표면에 니켈 무전해 도금 처리를 한 후 모재인 Fe 판재 위에 Ni-diamond 하이브리드 도금을 할 때, 다이아몬드 전착량에 영향을 미치는 전류밀도, 도금시간, 다이아몬드 함유량, 도금용액의 농도 변화에 대하여 고찰 하였다.
Hybrid electroplating was prepared by co-depositing fine paricles of metallic or non-metallic compounds with the metal matrix. Diamond powder particles strengthened composite coatings are increasingly attracting scientific and technological interest by their high hardness, low friction coefficient a...
Hybrid electroplating was prepared by co-depositing fine paricles of metallic or non-metallic compounds with the metal matrix. Diamond powder particles strengthened composite coatings are increasingly attracting scientific and technological interest by their high hardness, low friction coefficient and inertness to any chemical attack. Among these good characteristics, many industries and scientific fields are have increasingly interest. The aim of this study is Ni-diamond hybrid electroplating characteristics by each experimental condition. Diamond contain rate is changed by current density, plating time, diamond contain rate and diluted solution rate. Current density 5ASD has bad surface morphology, so hybrid plating current density has to be lower than 5ASD. As the increased of the hybrid plating time, diamond deposition rate increased. When diamond contain rate increased diamond deposition rate is also increased. The effect of dilute solution rate is increased, but diamond deposition rate significantly increased up to 5x dilute. The increased of diamond deposition rate which follows diluted solution rate is tried to know by cathodic polarization tests and XRD analyses. Diamond deposition rate increased because of hydrogen occurrence and overvoltage.
Hybrid electroplating was prepared by co-depositing fine paricles of metallic or non-metallic compounds with the metal matrix. Diamond powder particles strengthened composite coatings are increasingly attracting scientific and technological interest by their high hardness, low friction coefficient and inertness to any chemical attack. Among these good characteristics, many industries and scientific fields are have increasingly interest. The aim of this study is Ni-diamond hybrid electroplating characteristics by each experimental condition. Diamond contain rate is changed by current density, plating time, diamond contain rate and diluted solution rate. Current density 5ASD has bad surface morphology, so hybrid plating current density has to be lower than 5ASD. As the increased of the hybrid plating time, diamond deposition rate increased. When diamond contain rate increased diamond deposition rate is also increased. The effect of dilute solution rate is increased, but diamond deposition rate significantly increased up to 5x dilute. The increased of diamond deposition rate which follows diluted solution rate is tried to know by cathodic polarization tests and XRD analyses. Diamond deposition rate increased because of hydrogen occurrence and overvoltage.
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