마그네슘은 활용 금속 중 가장 가볍고, 강도, 차폐 효과, 가공 변형이 용이하고, 감쇠 용량, 등의 장점이 많아 일반 가전에서부터 레저용이나 등산용, 등의 고급 경량화 스포츠 용품, 자동차 산업 및 우주항공 산업분야에서 그 쓰임세가 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘은 상용 금속 중 화학적 활성이 가장커서 대기 중이나 용액 중에서 산화되기 쉬운 특성을 가지고 있다. 그러므로 내식성 향상을 위한 표면처리가 반드시 필요하고, 이외에도 마그네슘 표면의 외관특성, 내마모성, 표면 전도도, 등의 기능을 향상시킬 목적으로도 수행되고 있다. 금속 표면 처리는 제품의 사용 조건과 합금의 종류, 또한 다른 금속과의 접촉 여부, 금속의 가공, 등에 따라 그에 적합한 ...
마그네슘은 활용 금속 중 가장 가볍고, 강도, 차폐 효과, 가공 변형이 용이하고, 감쇠 용량, 등의 장점이 많아 일반 가전에서부터 레저용이나 등산용, 등의 고급 경량화 스포츠 용품, 자동차 산업 및 우주항공 산업분야에서 그 쓰임세가 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘은 상용 금속 중 화학적 활성이 가장커서 대기 중이나 용액 중에서 산화되기 쉬운 특성을 가지고 있다. 그러므로 내식성 향상을 위한 표면처리가 반드시 필요하고, 이외에도 마그네슘 표면의 외관특성, 내마모성, 표면 전도도, 등의 기능을 향상시킬 목적으로도 수행되고 있다. 금속 표면 처리는 제품의 사용 조건과 합금의 종류, 또한 다른 금속과의 접촉 여부, 금속의 가공, 등에 따라 그에 적합한 표면처리 공정이 적용 되고 있으며, 마그네슘 합금의 일반적인 표면처리 방법으로는 화성처리, 양극 산화, 스파크 양극 산화, 무전해 도금 등으로 나눌 수 있다. 그러나 화성처리를 제외한 표면처리의 경우 가공에 소요되는 비용이 많고, 작업 시 위험요인 및 공정이 복잡한 구조로 안전과 환경에 영향을 크게 미치는 반면, 화성처리는 공정이 단순하고 처리시간이 짧아 대량생산이 가능하며 시설비용 및 유지비용이 낮은 장점이 있다. 그러나 현재 마그네슘 합금의 화성처리 공정은 대부분 중금속인 Cr6+을 사용한 크로메이트처리에 의해 내식성을 향상시키고 있는 실정으로 Cr6+의 강한 독성 때문에 전 세계적으로 사용이 제한 및 금지 되고 있는 추세이다. 이에 본 논문에서는 위에서 이야기한 표면처리 방법들 중 화성처리에 대한 사항으로 마그네슘 합금(AZ31)의 내식성을 향상시킬 수 있는 방법들 중 Cr을 사용하지 않는 Non-Cr 처리인 인산염 화성피막에 대해 검토 및 실험을 진행 하였으며, 마그네슘 합금(AZ31)이 화학적 처리 시 거동하게 되는 반응을 확인하여 내식성을 향상 시킬 수 있는 방향성을 확인하고, 그에 따른 마그네슘 합금(AZ31)의 처리 공정을 설정하기 위하여 연구를 하였다. 실험은 마그네슘 합금(AZ31) 표면의 형태와 조성 및 내식성과 전기 전도도를 상호 비교를 점검 하였다. 화성처리 후 코팅 층의 형태와 조성은 광학현미경(SEM+EDS)을 이용하였으며, 내식성의 경우 염수분무 시험기 및 저항측정기(2 Point Probe)를 사용하여 측정 하였다. 실험결과 마그네슘 합금(AZ31)의 인산-망간염 화성피막의 형태에서 내식성이 안정적으로 나타나는 것을 확인 할 수 있었으며, 염수분무 시험의 시간과 화성피막의 두께, 화성피막의 두께와 표면 전기저항 값과의 상관관계를 얻을 수 있었다. 이를 통해 화성피막의 조성과 화성피막 처리전에 필요한 공정 등을 확인 할 수 있었다.
마그네슘은 활용 금속 중 가장 가볍고, 강도, 차폐 효과, 가공 변형이 용이하고, 감쇠 용량, 등의 장점이 많아 일반 가전에서부터 레저용이나 등산용, 등의 고급 경량화 스포츠 용품, 자동차 산업 및 우주항공 산업분야에서 그 쓰임세가 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘은 상용 금속 중 화학적 활성이 가장커서 대기 중이나 용액 중에서 산화되기 쉬운 특성을 가지고 있다. 그러므로 내식성 향상을 위한 표면처리가 반드시 필요하고, 이외에도 마그네슘 표면의 외관특성, 내마모성, 표면 전도도, 등의 기능을 향상시킬 목적으로도 수행되고 있다. 금속 표면 처리는 제품의 사용 조건과 합금의 종류, 또한 다른 금속과의 접촉 여부, 금속의 가공, 등에 따라 그에 적합한 표면처리 공정이 적용 되고 있으며, 마그네슘 합금의 일반적인 표면처리 방법으로는 화성처리, 양극 산화, 스파크 양극 산화, 무전해 도금 등으로 나눌 수 있다. 그러나 화성처리를 제외한 표면처리의 경우 가공에 소요되는 비용이 많고, 작업 시 위험요인 및 공정이 복잡한 구조로 안전과 환경에 영향을 크게 미치는 반면, 화성처리는 공정이 단순하고 처리시간이 짧아 대량생산이 가능하며 시설비용 및 유지비용이 낮은 장점이 있다. 그러나 현재 마그네슘 합금의 화성처리 공정은 대부분 중금속인 Cr6+을 사용한 크로메이트처리에 의해 내식성을 향상시키고 있는 실정으로 Cr6+의 강한 독성 때문에 전 세계적으로 사용이 제한 및 금지 되고 있는 추세이다. 이에 본 논문에서는 위에서 이야기한 표면처리 방법들 중 화성처리에 대한 사항으로 마그네슘 합금(AZ31)의 내식성을 향상시킬 수 있는 방법들 중 Cr을 사용하지 않는 Non-Cr 처리인 인산염 화성피막에 대해 검토 및 실험을 진행 하였으며, 마그네슘 합금(AZ31)이 화학적 처리 시 거동하게 되는 반응을 확인하여 내식성을 향상 시킬 수 있는 방향성을 확인하고, 그에 따른 마그네슘 합금(AZ31)의 처리 공정을 설정하기 위하여 연구를 하였다. 실험은 마그네슘 합금(AZ31) 표면의 형태와 조성 및 내식성과 전기 전도도를 상호 비교를 점검 하였다. 화성처리 후 코팅 층의 형태와 조성은 광학현미경(SEM+EDS)을 이용하였으며, 내식성의 경우 염수분무 시험기 및 저항측정기(2 Point Probe)를 사용하여 측정 하였다. 실험결과 마그네슘 합금(AZ31)의 인산-망간염 화성피막의 형태에서 내식성이 안정적으로 나타나는 것을 확인 할 수 있었으며, 염수분무 시험의 시간과 화성피막의 두께, 화성피막의 두께와 표면 전기저항 값과의 상관관계를 얻을 수 있었다. 이를 통해 화성피막의 조성과 화성피막 처리전에 필요한 공정 등을 확인 할 수 있었다.
Magnesium alloys possess many excellent properties, such as low density, high specific strength, shielding effectiveness , good casting ability, machinability, and damping capacity, etc. However, magnesium alloys are chemically reactive and liable to suffer severe corrosion during service, which ser...
Magnesium alloys possess many excellent properties, such as low density, high specific strength, shielding effectiveness , good casting ability, machinability, and damping capacity, etc. However, magnesium alloys are chemically reactive and liable to suffer severe corrosion during service, which seriously limits their application. Surface modification treatments are hence indispensable for improving the corrosion resistance of magnesium alloys. Among the various surface modification techniques, chemical conversion coating is widely applied for it's low cost and simplicity in operation. The most popular and effective conversion process is the chromate conversion treatment. However, because of high toxicity of the hexavalent chromium compounds, the chromate conversion tratment has been strictly restricted all over the world. (hexavalent) Therefore, to develop alternative environmentally-friendly treatment processes instead of the chromate conversion treatment is very necessary and urgent. A chromium-free conversion coating for AZ31 magnesium alloy has been obtained by using a acidic phosphate-permanganate solution, which has been developed with acid pickling. Examination has been carried out on the conversion coating for morphology, composition and corrosion resistance. The morphology of the conversion coated layer was observed relatively uniform and continuous layer with thickness 1.8 to 2.7㎛ by using optical microscope and SEM. The chemical composition of conversion coating was mainly consisted of Mg, O, P, K, Al and Mn by EDS analysis. It was found that the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy has been improved by the acidic phosphate-permanganate conversion treatment from electrochemical polarization measurements. A uniform chromium-free conversion coating treated by a alkaline phosphate-permanganate solution was formed on the AZ31 magnesium alloy. The alkaline phosphate-permanganate conversion coating was mainly composed of elements Mg, O, P, Al and Mn. The results of the electrochemical polarization measurements demonstrated that the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy has been improved by the alkaline phosphate-permanganate conversion treatment. The Ce-based conversion coating formed by immersion in a solution containing cerium chloride and nitric acid on AZ31 magnesium alloy has been studied. The change effect of acid pickling on the morphology and the corrosion resistance of the cerium conversion coating was investigated. The chemical composition and phase structure of conversion coating layer were determined via optical microscopy, SEM, EDS, XPS and XRD. The main elements of the conversion coating of AZ31 Mg alloy are Mg, O, Al, Ce and Zn by EDS analysis. The corrosion resistance of the Ce-based conversion coating for AZ31 Mg alloy substrates in 3.5 wt% NaCl solutions was found by potential dynamic polarization, open circuit potential monitoring. The electrochemical polarization results showed that the Ce-based conversion coating reduced the corrosion activity of the AZ31 Mg alloy substrates in the presence of chloride ions.
Magnesium alloys possess many excellent properties, such as low density, high specific strength, shielding effectiveness , good casting ability, machinability, and damping capacity, etc. However, magnesium alloys are chemically reactive and liable to suffer severe corrosion during service, which seriously limits their application. Surface modification treatments are hence indispensable for improving the corrosion resistance of magnesium alloys. Among the various surface modification techniques, chemical conversion coating is widely applied for it's low cost and simplicity in operation. The most popular and effective conversion process is the chromate conversion treatment. However, because of high toxicity of the hexavalent chromium compounds, the chromate conversion tratment has been strictly restricted all over the world. (hexavalent) Therefore, to develop alternative environmentally-friendly treatment processes instead of the chromate conversion treatment is very necessary and urgent. A chromium-free conversion coating for AZ31 magnesium alloy has been obtained by using a acidic phosphate-permanganate solution, which has been developed with acid pickling. Examination has been carried out on the conversion coating for morphology, composition and corrosion resistance. The morphology of the conversion coated layer was observed relatively uniform and continuous layer with thickness 1.8 to 2.7㎛ by using optical microscope and SEM. The chemical composition of conversion coating was mainly consisted of Mg, O, P, K, Al and Mn by EDS analysis. It was found that the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy has been improved by the acidic phosphate-permanganate conversion treatment from electrochemical polarization measurements. A uniform chromium-free conversion coating treated by a alkaline phosphate-permanganate solution was formed on the AZ31 magnesium alloy. The alkaline phosphate-permanganate conversion coating was mainly composed of elements Mg, O, P, Al and Mn. The results of the electrochemical polarization measurements demonstrated that the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy has been improved by the alkaline phosphate-permanganate conversion treatment. The Ce-based conversion coating formed by immersion in a solution containing cerium chloride and nitric acid on AZ31 magnesium alloy has been studied. The change effect of acid pickling on the morphology and the corrosion resistance of the cerium conversion coating was investigated. The chemical composition and phase structure of conversion coating layer were determined via optical microscopy, SEM, EDS, XPS and XRD. The main elements of the conversion coating of AZ31 Mg alloy are Mg, O, Al, Ce and Zn by EDS analysis. The corrosion resistance of the Ce-based conversion coating for AZ31 Mg alloy substrates in 3.5 wt% NaCl solutions was found by potential dynamic polarization, open circuit potential monitoring. The electrochemical polarization results showed that the Ce-based conversion coating reduced the corrosion activity of the AZ31 Mg alloy substrates in the presence of chloride ions.
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