Ni-TiO2 계에서 산화물 분산 도금층의 공석 (codeposition) 기구와 공석 속도론을 전류효율과 도금층 내의 산화물 부피분율 변화 등을 통하여 연구하였다. 실험에 사용된 도금 변수들은 전처리 교반시간 (0.5 ∼ 48시간), 교반 종류 (공기, 막대자석), 교반 속도 (0.5 ∼ 1.5 L/min 또는 100 ∼ 500 rpm), 분산제의 유무, pH (1.0 ∼ 3.4), 전류밀도 (50 ∼ 200 mA/cm2), 펄스 전류 인가 (...
Ni-TiO2 계에서 산화물 분산 도금층의 공석 (codeposition) 기구와 공석 속도론을 전류효율과 도금층 내의 산화물 부피분율 변화 등을 통하여 연구하였다. 실험에 사용된 도금 변수들은 전처리 교반시간 (0.5 ∼ 48시간), 교반 종류 (공기, 막대자석), 교반 속도 (0.5 ∼ 1.5 L/min 또는 100 ∼ 500 rpm), 분산제의 유무, pH (1.0 ∼ 3.4), 전류밀도 (50 ∼ 200 mA/cm2), 펄스 전류 인가 (duty cycle 0, 50%) 등이다. 실험을 통해 얻어진 도금층은 SEM (backscattering mode), EDX, 무게측정, image analyzer 등을 이용하여 분석하였다. 실험 결과들로부터 산화물 입자들이 분산된 도금층의 경우에, 공석된 산화물 (TiO2)의 부피분율은 전류효율 (전체 환원 반응 중에 니켈이온 환원반응이 차지하는 비율)이 높아질수록 감소하였다. 이는 전류효율이 증가할 때, TiO2 입자들에 흡착되지 않은 Ni이온 환원반응의 분율이 증가되어 일어난 현상이다. 전류효율에 따라 공석된 산화물의 부피분율이 변화함에도 불구하고, 기존의 산화물 공석량 예측모델 (Celis et al.)은 수소발생반응을 고려하지 않아, 수소이온 환원반응이 많은 Ni-TiO2 전기도금계에서 산화물 부피분율을 예측하는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전류효율을 고려한 수정된 codeposition 모델과 속도론을 제안하였다. 또한, 공석 속도론에 제안된 산화물 부피분율 예측식은 pH, 전류밀도 증가에 따른 실험치와 비슷한 경향을 나타냈다. 원자력발전소 증기발생기 전열관 보수기술로서 3원계 Ni합금도금층 (Ni-P-Fe, Ni-P-B)의 기계적 특성과 열적안정성 향상을 위해 전류밀도 변화에 따른 미세조직 변화를 연구하였다. 제조된 도금층은 SEM, TEM, XRD, 경도기 등을 이용하여 분석하였다. Ni-P-Fe 전기도금층은 전류밀도가 높을수록 Fe의 성분이 다르게 분포하는 불균일한 미세조직이 형성되어 기계적 특성이 저하되었다. 따라서, 전류밀도는 균일한 도금층을 얻기 위해 100mA/cm2 이하로 인가하는 것이 요구되며, 특히 전류밀도 50mA/cm2, 듀티사이클 50% 조건에서 균일한 미세조직이 형성되어 우수한 기계적 특성을 가지는 합금도금층을 얻을 수 있었다.
Ni-TiO2 계에서 산화물 분산 도금층의 공석 (codeposition) 기구와 공석 속도론을 전류효율과 도금층 내의 산화물 부피분율 변화 등을 통하여 연구하였다. 실험에 사용된 도금 변수들은 전처리 교반시간 (0.5 ∼ 48시간), 교반 종류 (공기, 막대자석), 교반 속도 (0.5 ∼ 1.5 L/min 또는 100 ∼ 500 rpm), 분산제의 유무, pH (1.0 ∼ 3.4), 전류밀도 (50 ∼ 200 mA/cm2), 펄스 전류 인가 (duty cycle 0, 50%) 등이다. 실험을 통해 얻어진 도금층은 SEM (backscattering mode), EDX, 무게측정, image analyzer 등을 이용하여 분석하였다. 실험 결과들로부터 산화물 입자들이 분산된 도금층의 경우에, 공석된 산화물 (TiO2)의 부피분율은 전류효율 (전체 환원 반응 중에 니켈이온 환원반응이 차지하는 비율)이 높아질수록 감소하였다. 이는 전류효율이 증가할 때, TiO2 입자들에 흡착되지 않은 Ni이온 환원반응의 분율이 증가되어 일어난 현상이다. 전류효율에 따라 공석된 산화물의 부피분율이 변화함에도 불구하고, 기존의 산화물 공석량 예측모델 (Celis et al.)은 수소발생반응을 고려하지 않아, 수소이온 환원반응이 많은 Ni-TiO2 전기도금계에서 산화물 부피분율을 예측하는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전류효율을 고려한 수정된 codeposition 모델과 속도론을 제안하였다. 또한, 공석 속도론에 제안된 산화물 부피분율 예측식은 pH, 전류밀도 증가에 따른 실험치와 비슷한 경향을 나타냈다. 원자력발전소 증기발생기 전열관 보수기술로서 3원계 Ni합금도금층 (Ni-P-Fe, Ni-P-B)의 기계적 특성과 열적안정성 향상을 위해 전류밀도 변화에 따른 미세조직 변화를 연구하였다. 제조된 도금층은 SEM, TEM, XRD, 경도기 등을 이용하여 분석하였다. Ni-P-Fe 전기도금층은 전류밀도가 높을수록 Fe의 성분이 다르게 분포하는 불균일한 미세조직이 형성되어 기계적 특성이 저하되었다. 따라서, 전류밀도는 균일한 도금층을 얻기 위해 100mA/cm2 이하로 인가하는 것이 요구되며, 특히 전류밀도 50mA/cm2, 듀티사이클 50% 조건에서 균일한 미세조직이 형성되어 우수한 기계적 특성을 가지는 합금도금층을 얻을 수 있었다.
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