• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권7호
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• pp.3562-3569
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• 2013

콘크리트 구조물은 외부환경에 의하여 시간이 지남에 따라 그 성능이 지속적으로 감소되며 이를 보강하기 위하여 새로운 재료의 개발 및 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. FRP복합재료의 경우, 높은 강도-중량비, 우수한 내식성과 시공성을 갖추고 있어 노후된 구조물의 보수 및 보강재료로 많은 관심을 받고 있으나 현장적용 시FRP 복합재료의 외부환경에 대한 신뢰성 및 설계기준 부족으로 재료의 장점에도 불구하고 그 활용도는 그리 증가하지 못하였다. 본 연구에서는 콘크리트 압축부재의 횡 구속용으로 적용 가능한 GFRP 보강재에 대하여 고온으로의 온도변화에 따른 재료적 특성과 구속효과에 대한 구조적 거동을 조사하였다. 이를 위하여 GFRP 보강재의 온도에 따른 인장 물성치와 콘크리트 부재의 구속 압축효과를 실험변수로 각각 선정하였으며 GFRP로 횡 구속된 콘크리트 시편을 설정온도별로 각각 3개씩 제작하여 실험연구를 수행하였다. 실험 시 온도변화의 경우 고온로를 사용하여 일정 시간동안 실험온도에 노출되도록 시편을 거치하였으며 압축성능평가의 경우 만능재료시험기(UTM)를 통하여 섬유의 횡 구속에 따른 보강효과 변화를 파악하였다. 최종적으로 온도변화에 따른 GFRP재료의 인장특성은 점진적으로 감소하는 것을 정량적으로 알 수 있었으며, 콘크리트 횡 구속 시 GFRP 보강재에 의한 구속능력은 $150^{\circ}C$까지 온도가 상승함에 따라 감소하는 것을 본 연구를 통하여 관찰하였다.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.280-288
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• 1996

여러 가지 전착 조건에서 티타늄 기판상에 이산화납을 전착시킨 전극을 사용하여 전해질 용액 중에서 오존을 발생시킬 경우 전착된 이산화납의 결정표면 양상이 오존발생 전류효율에 미치는 영향과 이산화납 전극의 표면구조 변화를 고찰하였다. 또한 백금 디스크전극 위에 이산화납을 전착시킨 회전전극을 이용하여 산소전이반응이 오존발생에 미치는 영향과 오존발생용 전극으로 개발하기 위해 이산화납의 내식성과 오존발생 최적 전류밀도도 검토하였다. 전착한 이산화납의 결정표면 입자가 크고 결정성이 좋은 전극일수록 오존발생 전류효율이 높았으며 이러한 오존발생용 이산화납 전극을 전착시키기 위한 최적전류밀도는 $50mA/cm^2$이었으며 전착용액에 글리세린을 소량 첨가하면 오존발생에 유리한 결정구조를 갖는 이산화납이 전착되었다. 또한 $10mA/cm^2$ 이하의 너무 낮거나 $100mA/cm^2$ 이상의 너무 높은 전류밀도에서는 오존발생 성능이 떨어지고 소지금속에 대한 접착성이 좋지 않은 전극이 만들어 졌다. 새로 만들어진 이산화납전극을 오존발생용으로 사용할 때 사용 초기 단계에서 이산화납전극의 표면구조 변화가 일어나며 이는 오존발생에 유리한 효과를 가져왔다. 타원소를 도핑시킨 이산화납 전극에서는 오존발생보다 산소발생 반응이 활발하게 일어나 오존발생은 산소발생의 중간 단계를 거치지 않고 산소발생과는 경쟁적으로 일어나는 것으로 추정되며 $0.7{\sim}0.8A/cm^2$의 전류밀도에서 최대의 오존발생 전류효율을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.423-428
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• 2016

저압터빈 최종 단 블레이드는 응축 증기 내 농축된 불순물에 의해 조성되는 부식환경 하에서, 고속회전에 따른 높은 응력이 부가되어 응력부식 균열에 의한 파손이 빈번히 발생된다. 이러한 가혹 환경 하에서 블레이드의 안정적 사용을 위해서 내식성과 고 강도 특성 등을 갖춘 12% Cr 마르텐사이트계 스테인레스 강을 널리 적용한다. 본 논문은 마르텐사이트계 스테인레스 강으로 제작된 최종 단 블레이드가 정상운전 중 갑작스럽게 파손되어, 원인진단을 위해 파손 및 건전 블레이드를 대상으로 기계적 물성, 파단면 및 미세 조직 검사를 수행한 결과를 기술한 내용이다. 파손된 블레이드의 기계적 물성 시험결과 재질 사양서 기준에 비해 충격치는 낮고 경도는 높은 전형적인 재질 취성화 특성이 확인되었다. 또한, 파단면 검사결과 가지(branch)형태의 균열이 입계를 따라 진전하였고, 표면에서 Cl, S 등의 부식성분이 검출되었다. 이상의 결과들을 토대로 블레이드의 파손원인은 응력부식 균열임을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권4호통권71호
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• pp.415-423
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• 2004

옥외 강구조물의 중요 소재인 무도장 내후성강의 장기 내식성을 평가하기 위해 우선 9년 이상 산업대기와 전원대기에 폭로된 본 강판 및 비교재 일반강판 시편의 천향면에 대해 중성의 인공우수에 침적시켜 전기화학적 부식전위, 임피던스 및 동전위 양분극 곡선으로 측정 및 그 결과를 고찰하였다. 산업대기 및 전원대기에 천향면으로 폭로된 내후성강 표면에는 부동태적인 안정화 녹층이 발달하였으며, 산업대기 폭로 표면의 인공우수에서의 부식속도는 $3{{\mu}m}/y$로 측정되어 우수한 내후내식 녹층으로 덮혀 있었다. 지속적으로 인공우수에 침적시키면 모든 시편 녹층은 점진적으로 열화되어 모재 철분의 양극산화용해 율속의 부식으로 진전됨을 나타내었다. 내후성 합금성분은 이런 부식의 진전을 지연시키고 있었다. 장기 내식성을 잘 평가하기 위해서는 9년보다 훨씬 장기간 대기폭로된 강재표면과 해당 대기 응축수 모사 수용액을 이용한 전기화학적 측정이 필요하다. 특히 본 측정방법들은 강재 표면의 원하는 부위와 폭로시간대에 거의 비파괴적으로 부식상황과 녹층의 상태와 정량적인 부식속도를 직접 바로 측정할 수 있게 하므로 강재를 사용한 교량, 탑, 건축물 등의 강구조물의 표면에 전기화학적 cell을 구성하고 이동측정기를 사용하면 강구조물의 내후 내식성을 현장즉시 측정 및 평가를 효과적으로 가능하게 할 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제45권4호
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• pp.341-350
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• 2001

자동차 Oil cooler용 호스를 구성하는 클로로폴리에틸렌(CPE) 고무재료의 내열 및 난연성을 향상시키기 위하여 수산화알루미늄을 내열 및 난연제로 제조한 배합고무의 가황틀성, 물리적 성질, 내열성, 난연성을 조사하였으며, 실험결과로부터 고무와 난연제의 최적배합조건을 도출하였다. 고무시편을 제조하는데 사용된 고무재료는 화학적 내식성과 내한성이 우수하면서도 가격이 저렴한 클로로폴리에틸렌 고무를 사용하였으며, 내열 및 난연제로서는 알루미늄 표면 처리과정에서 발생되는 에칭부산물을 분쇄와 정제를 거쳐 가공한 수산화알루미늄을 사용하였고, 분말은 XRD(X-ray diffraction), PSA(Particle Size Analysis), SEM(Scanning Electron Microscopy) 및 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy)로 입자의 상, 크기, 분포, 형태 및 성분을 분석한 후 CPE 고무재료와 0∼80 phr범위에서 훈련하였다. CPE배합 고무의 경도, 인장강도, 신장율, 인장응력 및 열적특성을 분석한 결과, 고무재료규격을 초과하지 않는 범위 내에서 최대의 내열 및 난연효과를 주는 수산화알루미늄의 첨가량은 40 phr로 나타났으며, 이 배합비에서 클로로폴리에틸렌의 난연성은 3배 향상되었다.

• 한국표면공학회지
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• 제47권1호
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• pp.39-47
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• 2014

The peculiar feature of cathodic protection in seawater has the capability to form mineral calcareous deposits such as magnesium and calcium on metal surfaces. It is assumed that $OH^-$ ions are generated close to the metal surface as a result of cathodic protection and generated $OH^-$ ions increases the pH of the metal/seawater interface outlined as the following formulae. (1) $O_2+2H_2O+4e{\rightarrow}4OH^-$, or (2) $2H_2O+2e{\rightarrow}H_2+2OH^-$. And high pH causes precipitation of $Mg(OH)_2$ and $CaCO_3$ in accordance with the following formulae. (1) $Mg^{2+}+2OH^-{\rightarrow}Mg(OH)_2$, (2) $Ca^{2+}+CO{_3}^{2-}{\rightarrow}CaCO_3$. The focus of this study was to increase the amount of $CO{_3}^{2-}$ with the injection of $CO_2$ gas to the solution for accelerating process of the following formulae. (1) $H_2O+CO_2{\rightarrow}H_2CO_3$, (2) $HCO^{3-}{\rightarrow}{H^+}+CO{_3}^{2-}$. Electrodeposit films were formed by an electro-deposition technique on steel substrates in solutions of both natural seawater and natural seawater dissolved $CO_2$ gas with different current densities, over different time periods. The contents of films were investigated by scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD). The adhesion and corrosion resistance of the coating films were evaluated by anodic polarization. From an experimental result, only $CaCO_3$ were found in solution where injected $CO_2$ gas regardless of current density. In case of injecting the $CO_2$ gas, weight gain of electrodeposits films hugely increased and it had appropriate physical properties.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2017

철강재는 대량 생산이 가능하여 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하여 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 이러한 철강재에 대한 내식성 표면처리로는 용융아연도금(HDG)과 용융알루미늄도금(HDA)이 우수한 내식성과 다양한 특성으로 널리 사용되고 있으며 아연과 알루미늄을 접목시킨 갈바륨(GL)도금 또한 우수한 내식성 코팅으로 알려져 있다. 또한 최근에는 기존 용융아연도금에 알루미늄(Al) 과 마그네슘(Mg)을 첨가한 3원계 도금강판이 개발되어 기존 용융도금강판 대비 고내식 코팅으로 알려져 있으며 그 적용은 점차 확대되고 있는 추세이다. 일반적으로 이와 같은 강판소재의 내식성 평가에 대해서는 실제 사용할 환경에 폭로하여 비교-시험 하는 것이 가장 확실하고 신뢰도가 높은 방법이다. 그러나 이러한 방법은 경우에 따라 수년에서 수십년에 이르는 장시간이 소요된다. 그러므로 이 방법을 대체하기 위한 각종 가속적 부식 시험들이 널리 적용되고 있다. 즉, 그 목적이나 용도에 따라 염수분무(SST), 침지(Immersion) 및 전기화학적 분극(Polarization) 등 실내에서 부식 시험 하는 방법이 사용되고 있다. 한편, 이러한 부식 가속 시험들은 실제 외부에서 폭로 시험한 결과와의 상관성이 불명확한 경우가 많아 종종 해석에 어려움을 갖고 있는 실정이다. 또한 이 시험 방법들은 동일 재료를 시험하더라도 시험방법의 차이에 따라 부식요인이나 해석방법이 다르므로 인해 그 내식성 결과가 다르게 나타날 수 있다. 그 중 시험목적에 따라 전기화학적 분극 또는 임피던스 분광법(EIS)과 건조 및 습윤 등의 부식 환경 인자들을 적용한 복합부식시험(CCT) 방법은 근사한 대안으로 주목받고 있다. 하지만 이들 시험 또한 실제 부식 환경과는 여러 환경 및 요인들이 다르기 때문에 그 시험방법에 따라 목적하는 시험 결과가 상이하게 나타날 수 있어 해석-평가 하기에 종종 곤란을 갖는다. 이에 따라 최근에는 재현성이 우수하고 실제 부식 환경을 유사하게 모사할 수 있는 내식성 시험과 해석-평가에 대한 내용이 주요한 과제로 사료되고 있다. 본 연구에서는 다양한 내식성 코팅 강판소재들에 대하여 염수분무(SST), 복합부식(CCT), 갈바닉 시험, EIS 시험을 통하여 부식시험 종류 및 시험 환경, 코팅 소재 별 부식경향을 비교-분석하고자 하였다. 또한 이들 부식 진행과정에서는 미세구조관찰(SEM), 결정구조 분석(XRD) 및 원소조성 분석(EPMA)을 통해 다양한 조건에 따른 강판소재들의 부식경향을 비교-평가하고, 실제 환경과의 상관성 및 가속관계를 도출하고자 하였다.

• 전기화학회지
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• 제6권4호
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• pp.242-249
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• 2003

아연 전극은 고농도의 KOH전해질 용액의 알카리 전지용 양극재료로 폭넓게 이용되고 있다. 그러나 급속한 전기화학적 반응과 높은 용해도에 의한 수지상의 생성에 의해 사이클 수명이 현저하게 짧아지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 용액온도 $25^{\circ}C$의 $40wt.\%$ KOH 전해질에 $Ca(OH)_2$, Citrate, Tartrate 및 Gluconate 등의 첨가제를 첨가하고 그리고 $Pb_3O_4\;5wt\%$를 아연 전극에 혼합하였을 때 아연 전극의 전기화학적 거동에 미치는 Pb,04와 첨가제의 효과를 동전위 분극 곡선, 순환전위전해분석법, 가속수명시험 및 SEM사진 분석을 통하여 고찰하였다. $Pb_3O_4$의 첨가는 아연 전극의 부식 속도를 확실히 감소시키는 효과가 있었으며 그리고 $Pb_3O_4$의 첨가에 의한 아연 전극의 부식 전위는 순수아연 전극에 비하여 다소 높았으나 개로 전압에는 거의 영향이 없었다. 그리고 4가지 종류의 첨가제는 내식성과 가속 수명시험시의 사이클 수명을 향상시키는 데 중요한 역할을 하고 있는 것으로 확인되었다. 더욱이 Tartrate 첨가는 4가지 종류의 첨가제 중에서 상대적으로 충방전 특성을 개선할 뿐 아니라 양호한 내식성 효과가 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권4호
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• pp.405-412
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• 2012

종래 아연의 부식 속도를 줄이는 가장 일반적인 방법은 $Cr^{+6}$를 도포하여 화학적으로 개조하는 것이었다. 그러나 $Cr^{+6}$는 현재 환경 보호법 때문에 사용이 제한되어 있다. 따라서 자자들은 Si를 가지는 유/무기 용액에 대한 아연도금강판의 최적 조건을 연구하였다. 최적 내식성은 $190^{\circ}C$에서 5분간 열처리한 조건으로 나타났다. 본 연구에서는 내식성 평가를 위하여 우레탄 용액(Urethane 20 wt.% ; S-700), Si를 가지는 유/무기 용액(Si polysilicate 10 wt.% + Urethane 10 wt.% LR-0317) 및 Si와 Ti를 가지는 2종류의 유/무기 용액(Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 13 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% ; LR-0727(1), Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 7 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% + epoxy 6wt.% ; LR-0727(2))을 사용하였다. 내식성 평가는 냉간압연 강판을 사용하여 염수분무 시험으로 실시하였다. 7시간의 염수 분무 시험에서 LR-0727(1)과 LR-0727(2) 용액이 냉간 압연 강판에 대하여 우수한 내식성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2016

아연계 도금 강판은 우수한 내식성을 가지며 특히 아연의 희생방식기구에 의해 철의 부식을 억제하므로 선박, 건축자재, 전자기기 및 자동차 등 다양한 분야에서 그 수요와 사용범위가 증가하고 있다. 또한 도금 조성비 변화 및 다양한 표면처리 방법을 통해 가혹한 환경에서의 우수한 내식성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 갈바륨(Galvalume)은 55%의 알루미늄(Al)과 45%의 아연(Zn)으로 되어 있으며, 아연의 장점인 희생방식성과 내알카리성, 알루미늄의 장점인 내구성과 내열성, 내산성을 이상적으로 결합시킨 알루미늄(Al)-아연(Zn) 고내식 합금용융도금강판이다. 본 연구에서는 갈바륨 소재를 여러 산업현장에서 강관 형태로 사용할 경우의 내식성을 파악하기 위해 갈바륨 강관과 기존에 사용되고 있는 용융도금재인 용융아연도금 강관을 비교하며 실험을 진행하였다. 냉간압연강관에 용융아연도금 약 $25{\mu}m$, 갈바륨 약 $20{\mu}m$ 두께로 제작된 강관을 사용하였으며 제작된 도금층 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고, XRD 분석을 통해 결정 구조를 확인하였다. 또한 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 자연침지 시험 및 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극분극 시험을 진행하여 평가하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 용융아연도금의 경우 단면에서는 90시간, 표면에서는 260시간 경과 후 적청이 발생하였다. 반면, 갈바륨의 경우에는 단면에서 210시간 경과 후에 적청이 발생하였고, 표면의 경우에는 900시간 이상에서도 적청이 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 용융아연도금에 비해 갈바륨 도금의 내식성이 단면에서는 3배, 표면에서는 4~5배 이상 향상된 것으로 확인되었다. 또한 3% NaCl 용액 중 자연침지 시험 결과 용융아연도금 강관 표면은 24시간 경과 후 열화부를 중심으로 흑변하는 것을 확인할 수 있었으나 갈바륨의 경우에는 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 No Scribe 및 Scribe 시편 모두 외관상 변화가 거의 없었다. 단면의 경우, 용융아연도금 시편은 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 외관상 변화가 없었으며, 갈바륨 시편의 경우 300시간 경과 하면서 흰색의 아연 부식생성물이 나타났으나 900시간 이후로도 적청은 발생하지 않았다. 자연전위 측정결과 용융아연도금 및 갈바륨 시편 모두 유사한 전위거동을 나타냈지만 단면의 경우 갈바륨 시편이 용융아연도금에 비해 안정적인 거동을 보였다. 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극 분극 시험 결과 용융아연도금이 갈바륨에 비해 귀한 방향의 부식 전위 값을 나타냈으며, 부식 전류밀도도 용융아연도금이 갈바륨에 비해 더 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 염수분무시험, 자연침지시험 및 전기화학적 양극분극시험을 통해 종합적으로 분석-고찰하여 보면, 그 부식이 진행되는 과정은 융융아연도금과 달리 갈바륨 도금의 경우가 다단계적인 부식 과정을 거치면서 우수한 내식 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 즉, 갈바륨 도금은 그 도금 막에 분포된 합금상 원소 성분들이 상호 갈바닉(Galvanic) 작용하며 형성된 부식생성물이 수평적으로 자체 차단(Barrier) 역할을 하는 과정과 부분적 부식-회복 과정을 거치면서 다단계적으로 부식속도를 감소시키게 된다는 것을 확인 할 수 있었다.