[논문]PEO 전류밀도 조건에 따른 알루미늄도금 강재상 산화코팅막의 특성

최인혜; 이훈성; 이명훈

doi:10.5695/jkise.2017.50.5.366

PEO 전류밀도 조건에 따른 알루미늄도금 강재상 산화코팅막의 특성
Characteristics of Coating Films on Hot-Dipped Aluminized Steel Formed by Plasma Electrolytic Oxidation Process at Different Current Densities 원문보기

한국표면공학회지 = Journal of the Korean institute of surface engineering, v.50 no.5, 2017년, pp.366 - 372

최인혜 (한국해양대학교 기관공학부) , 이훈성 (한국해양대학교 기관공학부) , 이명훈 (한국해양대학교 기관공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Plasma electrolytic oxidation(PEO) has attracted attention as a surface treatment which has high wear resistance and corrosion resistance. PEO is generally considered as cost-effective, environmentally friendly and superior in terms of coating performance. Most of studies about the PEO processes have been applied to light metals such as Al and Mg. Because the strength of Al and Mg is weaker than that of steel, there is a limit to the application. In this study, PEO process was used to form oxide coatings on Hot dipped aluminized(HDA) steel and the characteristics of the coating film according to the PEO current density were studied. The morphology was observed by SEM and component was analyzed by using EDS. The corrosion behaviors of PEO coating films were estimated by exposing salt spray test at 5 wt.% NaCl solution and measuring polarization curves in deaerated 3 wt.% NaCl solution. With the increase of PEO process current density, the pore size of the coating surface and the thickness of coating increased. It was confirmed that no Fe component was present on the coating surface. PEO coating films obviously showed good corrosion resistance compared with HDA. It is considered that the PEO coating acts as a barrier to protect the base material from external factors causing corrosion.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 이용하여 용융알루미늄도금 강판상에 보다 균일한 차폐(barrier) 특성을 갖는 막 형성을 시도하였다. 이와 같이 플라즈마 전해 산화법으로 제작한 막에 대해서는 전류밀도 조건에 따른 막의 재료적 특성을 분석하였고, 각종 내식성 평가 시험과 비교하여 종합적인 막의 유효성을 검증하였다.

제안 방법

본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 이용하여 용융알루미늄도금 강판상에 보다 균일한 차폐(barrier) 특성을 갖는 막 형성을 시도하였다. 이와 같이 플라즈마 전해 산화법으로 제작한 막에 대해서는 전류밀도 조건에 따른 막의 재료적 특성을 분석하였고, 각종 내식성 평가 시험과 비교하여 종합적인 막의 유효성을 검증하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 두께 5 mm의 100 × 50 mm 크기의 용융알루미늄도금 강판을 사용하였다. 도금된 알루미늄 층은 약 100 um(한쪽 면)이었다.

성능/효과

(2) 형상 분석 결과를 보면 전류밀도가 증가할수록 코팅 표면에 존재하는 기공의 크기는 커지고 그 수는 감소하였으며 코팅의 두께는 두꺼워지는 것을 확인하였다. 전류밀도는 재료에 인가되는 에너지로 전류밀도가 증가할수록 플라즈마 방전 형성이 용이하기 때문에 강력한 마이크로 방전이 형성된 결과 방전 세기 및 방전 채널의 크기가 커져 기공의 크기가 증가한 것으로 보인다.
(3) 성분 분석 결과를 보면 코팅막 표면의 경우 가운데 원형의 기공을 갖는 크레이터 영역과 크레이터 주위의 결절상 구조를 갖는 영역이 존재한다. 크레이터 영역은 알루미늄이 풍부하며 이것은 기판/코팅 계면으로부터 방전에 의해 알루미늄이 용융되어 분출되어 기인한것으로 사료된다.
(4) 코팅막 표면에 대한 내식성 시험 결과를 보면 염수분무시험 결과 플라즈마 전해 산화법으로 형성된 코팅막이 용융알루미늄도금강에 비해 우수한 내식성을 보인다는 것을 확인하였다. 즉, 코팅층이 부식을 일으키는 외부 인자로부터 모재를 보호하는 차폐 효과를 가지기 때문으로 보인다.

후속연구

이상의 연구를 통하여 플라즈마 전해 산화법에 의해 용융알루미늄도금 강판 상 제작한 코팅막의 고내식 특성을 갖는 막의 유효성을 확인 할 수 있었으며 향후 이에 대해 다양한 추가 연구를 진행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	플라즈마 전해 산화의 장점은?	한편, 양극산화처리에서 사용되는 전압보다 높은 전압을 인가하면 아크방전이 발생하는데, 이 아크방전을 이용하여 우수한 내마모성 및 내식성을 갖는 코팅을 형성하는 플라즈마 전해 산화법(plasma electrolytic oxidation, PEO)에 대한 관심이 증가하고 있다. 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정 비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능이 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 기계, 자동차, 항공우주, 의학, 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다[8-12].
	철강 금속의 장점은?	그 대표적인 재료는 현재 가장 많이 사용되고 있는 철강 금속이다. 철강은 자원이 풍부하고 대량생산이 가능하며 경제성이 좋고, 우수한 성형성 및 고강도를 가진다는 장점이 있다. 그러나 철강은 부식이나 마모에 취약하기 때문에 그 목적에 따라 내식성 및 내마모성을 부여하는 다양한 표면처리가 요구된다[1].
	양극산화처리란?	따라서 최근에는 상기한 바와 같은 알루미늄 특성을 보완 및 해결하기위한 노력이 다각도로 진행되고 있다[5-6]. 알루미늄 표면처리로 많이 이용되는 방법은 양극산화처리로 알루미늄에 양극전류를 인가하여 표면에 Al2O3 산화피막을 형성시켜 경도 및 내식성 등의 표면특성을 향상시켜주는 방법이다[7].

참고문헌 (13)

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