자동차 부품에 Zn의 전기도금이 적용되고 있다. Zn 도금은 내식성을 증가시키기 위해 두께를 증가시키고 있다. 도금층의 두께가 증가함에 따라 전기도금 층이 파괴되는 문제가 제기되고 있다. Zn계 합금의 전기도금은 내부식성 향상 및 도금 두께 감소를 위해 연구되어 있다. 여러 합금 도금 중에 Zn-Co 합금 도금은 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음극 과전압 및 확산 계수에 의해 설명하였다. 전류 밀도가 증가하고, 전해액 온도가 감소하고, 전해액 농도가 감소함에 따라 음극의 과전압이 증가한다. 음극의 과전압이 증가함에 따라 활성화분극보다 농도분극이 중요하게 된다. 농도분극은 확산 층 내에서 물질 전달은 확산에 의해 결정된다. 일정한 농도분극에서는 확산계수가 큰 원소가 다량 확산하게 된다. 즉 음극의 과전압이 증가함에 따라 확산계수가 큰 Zn 함량이 증가한다.
자동차 부품에 Zn의 전기도금이 적용되고 있다. Zn 도금은 내식성을 증가시키기 위해 두께를 증가시키고 있다. 도금층의 두께가 증가함에 따라 전기도금 층이 파괴되는 문제가 제기되고 있다. Zn계 합금의 전기도금은 내부식성 향상 및 도금 두께 감소를 위해 연구되어 있다. 여러 합금 도금 중에 Zn-Co 합금 도금은 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음극 과전압 및 확산 계수에 의해 설명하였다. 전류 밀도가 증가하고, 전해액 온도가 감소하고, 전해액 농도가 감소함에 따라 음극의 과전압이 증가한다. 음극의 과전압이 증가함에 따라 활성화분극보다 농도분극이 중요하게 된다. 농도분극은 확산 층 내에서 물질 전달은 확산에 의해 결정된다. 일정한 농도분극에서는 확산계수가 큰 원소가 다량 확산하게 된다. 즉 음극의 과전압이 증가함에 따라 확산계수가 큰 Zn 함량이 증가한다.
The electrodeposition of Zn on the automotive parts has been adapted However, because Zn electrodeposit needs to increase thickness for corrosion protection, it has problem of destruction of electrodeposit Zn-based electrodeposit have teen studied for corrosion protection and decreasing electrodepos...
The electrodeposition of Zn on the automotive parts has been adapted However, because Zn electrodeposit needs to increase thickness for corrosion protection, it has problem of destruction of electrodeposit Zn-based electrodeposit have teen studied for corrosion protection and decreasing electrodeposit thickness. Especially; Zn-Co electrodeposit have much attention In this study, the Composition of Zn-Co electrodeposit in various manufacturing condition such as temperature, current density and electrolyte content was investigated to understand effect of electrolysis condition on Co content of specimen. The results were explained by cathode overvoltage and diffusion coefficient. As the current density increases, the electrolyte temperature decreases, and as the electrolyte concentration decreases, the overvoltage of the cathode increases. As the overvoltage of the cathode increases, the concentration polarization becomes more important than the activation polarization. Concentration polarization is determined by the diffusion of the mass transfer in the diffusion layer. In a constant concentration polarization, a large amount of elements with a large diffusion coefficient is diffused. That is, as the overvoltage of the cathode increases, the Zn content having a large diffusion coefficient increases.
The electrodeposition of Zn on the automotive parts has been adapted However, because Zn electrodeposit needs to increase thickness for corrosion protection, it has problem of destruction of electrodeposit Zn-based electrodeposit have teen studied for corrosion protection and decreasing electrodeposit thickness. Especially; Zn-Co electrodeposit have much attention In this study, the Composition of Zn-Co electrodeposit in various manufacturing condition such as temperature, current density and electrolyte content was investigated to understand effect of electrolysis condition on Co content of specimen. The results were explained by cathode overvoltage and diffusion coefficient. As the current density increases, the electrolyte temperature decreases, and as the electrolyte concentration decreases, the overvoltage of the cathode increases. As the overvoltage of the cathode increases, the concentration polarization becomes more important than the activation polarization. Concentration polarization is determined by the diffusion of the mass transfer in the diffusion layer. In a constant concentration polarization, a large amount of elements with a large diffusion coefficient is diffused. That is, as the overvoltage of the cathode increases, the Zn content having a large diffusion coefficient increases.
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문제 정의
본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음슥 과전압 및 확산 계수의 대소에 의해 설명하였다.
가설 설정
1. 전류 밀도가 증가함에 따라 음극의 과전압이 증가한다. 음극의 과전압이 증가함에 따라 확산층에서의 물질 전달은 확산에 의해 결정된다.
제안 방법
Zn-Co 합금 전착 조건 중 온도를 변화시켜 합금 전착을 수행한 후, 합금층의 Co 함량을 측정하였다. Fig.
Zn-Co 합금 전착 조건 중 용액 중 Co농도를 변화시켜 합금 전착을 수행한 후, 합금층의 Co 함량을 측정하였다. Fig.
Zn-Co 합금 전착 조건 중 전류밀도를 변화시켜 합금 전착을 수행한 후, 합금층의 Co 함량을 측정하였다. Zn-Co 합금 전착액 조성을 바탕으로 전착온도는 30oC, 40oC, 50oC에서, 전해액 중 Co 농도는 0.
Zn-Co 합금 전착 조건 중 전류밀도를 변화시켜 합금 전착을 수행한 후, 합금층의 Co 함량을 측정하였다. Zn-Co 합금 전착액 조성을 바탕으로 전착온도는 30oC, 40oC, 50oC에서, 전해액 중 Co 농도는 0.5M, 1.0M와 1.5M에서, 2A/dm2, 4A/dm2와 6A/dm2에서 실험하였다.
Zn-Co 합금 전착층의 각 성분은 Field Emission-Scanning Electron Microscope(HITACHI사, S-4300)의 EDS를 이용하여 분석하였다. 도금 후 Zn-Co 합금 전착층의 표면 형상을 분석하기 위하여 Field Emisson-Scanning Electron Microscope (HITACHI사, S-4300)을 사용하였다.
산세의 경우는 질산(50g/L)를 사용하여 상온에서 2분 처리하였다. 다양한 전해액 온도, 농도 및 전류조건에서 전기도금을 실시하였다.
본 연구에서는 온도, 전류 밀도 및 전해용액 속 Co 함량과 같은 다양한 제조 조건에서 Zn-Co 전착의 조성을 조사하여 시료의 Co 함량에 대한 전기도금 조건의 영향을 파악하였다. 그 결과는 음슥 과전압 및 확산 계수의 대소에 의해 설명하였다.
전해액 조성 및 전착 조건에 의한 합금 금속 석출량의 변화를 측정하기 위하여 투명 아크릴 재질로 제작된 헐셀 시험조를 이용하였다.
이론/모형
도금 후 Zn-Co 합금 전착층의 표면 형상을 분석하기 위하여 Field Emisson-Scanning Electron Microscope (HITACHI사, S-4300)을 사용하였다.
성능/효과
2. 온도가 상승하면 음극의 과전압이 감소한다. 음극에서의 과전압이 감소함에 따라, 확산 계수가 큰 원소의 함량은 감소한다.
3. 전해액 중 Co 함량이 증가하면 음극의 과전압이 감소한다. 음극에서의 과전압이 감소함에 따라, 확산 계수가 작은 원소의 함유량이 증가한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
합금도금은 무엇인가?
금속의 도금은 음극반응인 금속의 환원 반응에 의해 이루어지며, 합금도금은 수용액 중에서 2종 또는 2종 이상의 금속 도는 비금속을 합금상태로 음극에 동시 석출시켜 합금피막을 형성하는 것을 말한다. 수용액 중 여러 종류의 환원되어야 할 이온들이 존재하는 경우 이온들의 환원반응은 각 이온들의 농도가 같으면 통상 표준전극전위가 귀(Novel)한 것부터 우선적으로 환원된다.
Zn 도금층이 두꺼워짐에 따라 발생하는 문제는 무엇인가?
Zn 도금은 내식성을 증가시키기 위해 두께를 증가시키고 있다. 도금층의 두께가 증가함에 따라 전기도금 층이 파괴되는 문제가 제기되고 있다. Zn계 합금의 전기도금은 내 부식성 향상 및 도금 두께 감소를 위해 연구되어 있다.
금속의 도금은 무엇에 의해 이루어지는가?
금속의 도금은 음극반응인 금속의 환원 반응에 의해 이루어지며, 합금도금은 수용액 중에서 2종 또는 2종 이상의 금속 도는 비금속을 합금상태로 음극에 동시 석출시켜 합금피막을 형성하는 것을 말한다. 수용액 중 여러 종류의 환원되어야 할 이온들이 존재하는 경우 이온들의 환원반응은 각 이온들의 농도가 같으면 통상 표준전극전위가 귀(Novel)한 것부터 우선적으로 환원된다.
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