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Al 6061 합금 양극산화피막의 성장과 부식특성에 미치는 혼합 전해용액의 영향
Effect of the Mixed Electrolyte on the Film Growth and Corrosion Characteristics of Anodized Al 6061 Alloy 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.17 no.5, 2007년, pp.244 - 249  

류한웅 (부산대학교 재료공학부) ,  김용환 (부산대학교 재료공학부) ,  정우창 (한국생산기술연구원 디지털 생산기술 혁신센터) ,  정원섭 (부산대학교 재료공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The properties of anodized films on aluminum 6061 alloy in single electrolyte of sulfuric acid and mixed electrolyte of sulfuric-boric acid and sulfuric-boric-nitric acid have been studied. Polarization tests in NaC solution were used to investigate the corrosion performance. Characteristics of film...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 동전위 분극시험에 앞서 개방전위회로(open-circuit potential)® 즉정하 였고 이에 안정화된 시간은 3시간이었다. 따라서 부식전 위의 안정화를 위해 3시간 침지 후 0.166 mV/s의 속도로 평형전위 아래 -250mV에서부터 전위를 변화시키며 이에 대한 전류밀도의 변화를 관찰하였다. 모든 시편은 상온에서 실시하였고, 각 시편마다 실험결과에 대한 재현성과 신뢰성을 위해 3회 이상 시험을 행하였다.
  • 따라서, 본 연구에서는 크롬산 양극산화를 대체하기 위한 전해용액으로 황산과 붕산의 혼합 전해용액을 사용하는 한편 질산을 첨가제로 사용하여 경질 및 연질양극산 화 처리를 실시하였다. 이때 이들 전해용액에 따른 산화피막의 생성 거동을 조사하였으며 또한 생성된 산화피막의 부식 특성을 전기화학적 방법을 통해 비교 분석하였다.
  • 양극산화는 직류전원을 이용하여 25 V 정전압을 인가 하였으며 전해 용액의 온도는 경질양극산화 온도 0℃와 연질양극산화 온도 25℃로 다르게 하여 고정하였다. 또한 양극산화 동안 전해 용액의 온도를 일정하게 유지하기 위해 저온순환수조를 이용하여 이중관내에 냉각수를 순환시켜 주었고 확산에 의한 영향을 효과적으로 제거하기 위해 교반기를 이용하여 교반시켜주었다. 상대전극으 로는 반응극과 같은 알루미늄을 사용하였으며 전극간 거리 는 5 cm로 고정 시 켜 양극산화를 실시하였다.
  • 166 mV/s의 속도로 평형전위 아래 -250mV에서부터 전위를 변화시키며 이에 대한 전류밀도의 변화를 관찰하였다. 모든 시편은 상온에서 실시하였고, 각 시편마다 실험결과에 대한 재현성과 신뢰성을 위해 3회 이상 시험을 행하였다.
  • 본 연구에서는 혼합 전해용액 내에서 경질과 연질양극 산화를 실시하여 제조된 산화피막의 성장거동과 부식특성에 대하여 비교분석하였으며 이에 미치는 전해용액의 영향을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 또한 양극산화 동안 전해 용액의 온도를 일정하게 유지하기 위해 저온순환수조를 이용하여 이중관내에 냉각수를 순환시켜 주었고 확산에 의한 영향을 효과적으로 제거하기 위해 교반기를 이용하여 교반시켜주었다. 상대전극으 로는 반응극과 같은 알루미늄을 사용하였으며 전극간 거리 는 5 cm로 고정 시 켜 양극산화를 실시하였다. 본 연구에 사용된 전해 용액은 Table 1에 나타내었다.
  • 양극산화 된 시편에 대한 산화피막층의 두께와 표면의 형태학적 미세구조는 각각 광학현미경과 주사전자현 미경 (FE-SEM) 이용하여 관찰하였고 EDS를 통해 피막층의 화학적 조성분석을 행하였다.
  • 양극산화는 직류전원을 이용하여 25 V 정전압을 인가 하였으며 전해 용액의 온도는 경질양극산화 온도 0℃와 연질양극산화 온도 25℃로 다르게 하여 고정하였다. 또한 양극산화 동안 전해 용액의 온도를 일정하게 유지하기 위해 저온순환수조를 이용하여 이중관내에 냉각수를 순환시켜 주었고 확산에 의한 영향을 효과적으로 제거하기 위해 교반기를 이용하여 교반시켜주었다.
  • % NaCl을 사용하였고,.용존산소를 제거하기 위하여 초고순도 질소C&, 99.999%) 가스로 1시간 동안 탈기한 후 상온에서 실행하였다.
  • 따라서, 본 연구에서는 크롬산 양극산화를 대체하기 위한 전해용액으로 황산과 붕산의 혼합 전해용액을 사용하는 한편 질산을 첨가제로 사용하여 경질 및 연질양극산 화 처리를 실시하였다. 이때 이들 전해용액에 따른 산화피막의 생성 거동을 조사하였으며 또한 생성된 산화피막의 부식 특성을 전기화학적 방법을 통해 비교 분석하였다.
  • 전기화학적 시험에는 EG&G PAR 사의 상용 Flat cell 을 사용하여 3전극 시스템을 구성하여 실행하였다. 양극산화 처리한 시험 시편은 작업전극(working electrode)과 연결하였고 싱대전극(counter electrode)은 Pt mesh를 사용하였으며, 기준전극(reference electrode)으로는 은-염화 은전극(Ag/AgCl electrode)을 사용하였다.

대상 데이터

  • 5 wt.% NaCl을 사용하였고,.용존산소를 제거하기 위하여 초고순도 질소C&, 99.
  • 상대전극으 로는 반응극과 같은 알루미늄을 사용하였으며 전극간 거리 는 5 cm로 고정 시 켜 양극산화를 실시하였다. 본 연구에 사용된 전해 용액은 Table 1에 나타내었다.
  • 본 연구에서는 상용 6061 알루미늄 합금평판을 40 X 50 X 10 mm로 자른 후 양극산화용 양극으로 사용하였다.
  • 전기화학적 시험에는 EG&G PAR 사의 상용 Flat cell 을 사용하여 3전극 시스템을 구성하여 실행하였다. 양극산화 처리한 시험 시편은 작업전극(working electrode)과 연결하였고 싱대전극(counter electrode)은 Pt mesh를 사용하였으며, 기준전극(reference electrode)으로는 은-염화 은전극(Ag/AgCl electrode)을 사용하였다. 모든 시편은 일정 노출면적을 제외한 이외의 부분은 실리콘을 이용해 완전히 밀폐시켜 미소 결함부를 완벽히 차단하였다.

이론/모형

  • Table 2는 동전위 분극시험을 통해 얻어진 전기화학적 인자들의 • 수치 이다. A. Matthews가 제안한 식을 통해 모든 시험 시편의 기공율(Porosity)을 구하여 첨부하였다
  • 동전위 분극시험 (Potentiodynamic polarization test)은 EG&G Model 273을 이용하여 행하였다. 동전위 분극시험에 앞서 개방전위회로(open-circuit potential)® 즉정하 였고 이에 안정화된 시간은 3시간이었다.
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참고문헌 (13)

  1. J. A. Davies, B. Dorncij and J.P.S Pringle, F. Brown and J. Electrochem. Soc., 112, 675(1965) 

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  3. R. W. Franklin and D. I. Stirland, 10.1149/1.2425726, 110, 262( 1963) 

  4. O.J. Murphy, J.S. Wainright and .J.J. Lenczwski, J.H. Gibson, and M. W. Santana, J. Electrochem. Sci., 136. 3518(1989) 

  5. G.E. Thompson, K. Shimizu. and G.C. Wood. Nature. 286. 471(1980) 

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  7. L. Young, Anodic Oxide Films, 163, Academic Press. New York (1961) 

  8. S.M. Cohen, Corrosion. 51, 71(1995) 

  9. G.E. Thompson et al., Corros. Sci. Sect., 55, 1052(1999) 

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  11. N.M. Yakovleva, L. Anicai, Thin Solid Film, 416, 16(2002) 

  12. B. Matthes, E. Brozcit and .J. Arornaa, H. Ronkainen and S.P. Hannula. A. Leyland, A. Matthews, Surf'. Coal. Technol., 49, 489(1991) 

  13. Y.J. Yu, J.G Kim and S.H. Cho, J.H. Boo and Surf Coat. Technol.. 162, 161 (2003) 

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