• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.106-106
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• 2018

해양환경용 선박재료는 전기화학적인 부식을 발생시키는 염소이온($Cl^-$)이 다량 포함된 부식 환경에 장기간 노출되어 있어 부식에 대해 취약하다. 따라서 우수한 내식성 및 내침식성을 가진 재료를 선정하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금은 충분한 강도와 부동태 피막 형성으로 인해 내식성이 우수하여 해양환경용 선박 재료로서 널리 이용되고 있으며, 이에 따른 부식 특성에 관한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 그러나 선박에서는 부식에 의한 손상뿐만 아니라 전식에 의한 부식 손상도 발생할 수 있다. 특히 선미 부분은 프로펠러의 동합금과 알루미늄 합금의 이종금속 간 전위차에 의한 전식이 발생하여 선체의 다른 부위에 비해 부식이 더 심하게 진행될 수도 있다. 또한 전식은 해안 부두에 접안된 선박의 용접 시미주전류(stray current)에 의한 부식손상이 발생할 수 있으나 이에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 해양환경에서의 전식을 인위적으로 모사할 수 있는 부식 정전류 시험법을 이용하여 다양한 크기의 전식 손상을 유발시켰으며, 해양환경 하에서 선박재료로 주로 사용되는 알루미늄 합금인 Al5083-H321, Al5052-O, Al6061-T6에 대한 전식 특성을 비교, 분석하였다. 실험 방법으로 작동전극은 각 재료의 시험편을 $2cm{\times}2cm$ 으로 절단하여 sand paper # 2000 번까지 연마 후 아세톤과 증류수로 세척하고 건조하였으며, 제작된 시험편은 자체 제작한 홀더를 이용하여 $1cm^2$만 노출시킨 후 정전류 가속 실험을 실시하였다. 기준전극은 은/염화은(Ag/AgCl) 전극을, 대응전극은 백금(Pt) 전극을 사용하였다. 정전류 가속 조건은 $0.001mA/cm^2$, $0.1mA/cm^2$, $1mA/cm^2$, $5mA/cm^2$, $10mA/cm^2$의 전류 밀도를 천연해수에서 30분간 인가하였다. 각 재료에 대한 전식 특성은 실험 전후의 무게 감소량으로 전식의 저항 특성을 확인하였다. 그리고 3D 현미경으로 표면 손상 경향과 깊이를 측정하였으며, 주사전자현미경 (SEM)을 통해 표면 형상을 미시적으로 관찰하였다. 부식 정전류 시험 결과 모든 시편에서 $0.01mA/cm^2$에서 미세한 국부적인 부식이 일어났으며, 전류밀도가 증가할수록 표면 전반에 부식이 진행되고 성장하였다. 그리고 모든 인가 전류밀도의 조건에서 Al6061-T6가 5000계열(Al5083-H321, Al5052-O)보다 더 우수한 내식성을 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.117-117
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• 2017

오스테나이트계 스테인리스강의 기계적 특성 향상을 위해 열화학적 표면처리 방법으로 공정 후 재료의 변형이 없고 친환경적인 플라즈마 이온질화 기술이 널리 사용되고 있다. 특히 대략 $450^{\circ}C$이하에서 플라즈마 이온질화 처리 시 S상이라 불리는 expanded austenite 생성에 기인하여 내식성이 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 이전의 연구 결과 증류수, HCl, $H_2SO_4$ 등의 실험 용액에 따라 동일한 공정 온도에 대하여 다른 부식 특성을 나타냈으며, 내식성이 확보되는 온도 또한 다른 결과를 얻었다. 이처럼 적용 환경에 따라 다른 부식 경향을 보이고 있으나, 해양 환경에 사용될 해수에서의 부식 저항성에 대한 명확한 규명은 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 해양환경에 보편화되어 있는 오스테나이크계 스테인리스강을 선정하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 전기화학실험을 통해 온도 변화에 따른 부식 특성을 분석하였다. 플라즈마 이온질화는 25% 질소와 75% 수소의 비율로 $350{\sim}500^{\circ}C$의 온도 조건에서 10시간 동안 처리하였다. 플라즈마 이온질화 처리 후 마이크로 경도 계측과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석을 통해 온도 변화에 따른 금속 표면에 형성된 질화물의 기계적 조직학적 특성을 분석하였다. 또한 모재 및 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리된 재료에 대하여 $2{\times}2cm$(노출면적 $1cm^2$) 시편을 제작하여 전기화학적 부식 실험을 수행하여 부식 특성을 상호 비교 분석하였다. 전기화학적 부식 실험은 침적실험, 동전위 양극 음극 분극 실험을 실시하여 전위 변화에 따른 전류밀도 추이를 분석하여 부식 경향을 파악하였다. 그리고 전기화학 실험 후 손상부의 SEM 관찰과 손상 깊이 분석 및 무게 감소량 계측을 통한 종합적인 분석을 통해 온도-부식 경향의 상관관계를 규명하였다. 또한 분극 실험 후 타펠 외삽법으로 부식전위와 부식전류밀도를 구하여 미처리된 재료 및 플라즈마 이온질화 온도 변화에 따른 상대적 부식 속도를 예측하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.33 no.8
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• pp.1162-1169
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• 2009

Two kinds of welding methods were carried out for 22APU stainless steel, one is a Laser welding and the other is the TIG welding. In this case, difference of corrosion characteristics of welded zone with two welding methods mentioned above was investigated with electrochemical methods such as measurement of corrosion potential, polarization curves and cyclic voltammogram etc.. Vickers hardness of all welded zone (WM:Weld Metal, HAZ:Heat Affected Zone, BM:Base Metal)in the case of Laser welding showed a relatively higher value than those of TIG welding. Futhermore their corrosion current density in all welding zone were also observed with a lower value compared to TIG welding. In particular corrosion current density of BM regardless of welding method indicated the lowest value than those of other welding zone. Intergranular corrosion was not observed at the corroded surface of all welding zone in the case of Laser welding, however it was observed at WM and HAZ with TIG welding, which is suggested that chromiun depletion due to forming of chromium carbide appears to WM and HAZ which is in the range of sensitization temperature. Therefore their zone can easily be corroded with more active anode. Consequently we can see that corrosion resistance of all welding zone of 22APU stainless steel can apparently be improved by using of Laser welding.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.2
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• pp.42-48
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• 2011

440A martensitic stainless steels which were modified with reduced carbon content(~0.5%) and addition of small amount of nickel, vanadium, tungsten and molybdenum were manufactured. Effects of alloying elements and tempering temperatures on the uniform corrosion in the solution of lN H2S04 were investigated through the electrochemical polarization test. When tempering temperature is constant, corrosion current density in active-passive transition point, Icorr, decreased a little with an increase of austenitizing temperature. In addition to this, when austenitizing temperature is constant, longer holding time showed a little lower Icorr and Ipass, passive current density. And when austenitized at $1050^{\circ}C$ and tempered in a range of $350{\sim}750^{\circ}C$, best anti-corrosion properties were obtained at $350^{\circ}C$ tempering temperature while worst at $450^{\circ}C$ or $550^{\circ}C$. The specimens tempered at below $450^{\circ}C$ and above $550^{\circ}C$, similar and good anti-corrosion characteristics were obtained regardless of alloying elements added, showing anti-corrosion characteristics are influenced more by tempering temperature than by alloying elements.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.3 no.3
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• pp.221-228
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• 1993

The general requirements of recording media include recording performance, environmental stability, runnability on the drive or deck, and manufacturability. CoCrMo thin films were prepared using RF sputtering system for a study on chemical stability. Surface degradation of the CoCrMo thin film was studied by SEM, XPS and AES. Surface degradation was found to be dependent of sputtering condition and Mo content. Addition of Mo to CoCr thin film improved dramatically its surface degradation resistance in dilute sulfuric acid, as indicated by active-passive transition appeared in electrochemical polarization curve. Futhermore, the passive current density was decreased with increasing Mo content. The reduction in a number density of corrosion sites by Mo addition vms observed, after accelerated corrosion test. AES survey indicated that corrosion occured on the site with Cr depletion and highly concentrated chloride ions.

• Journal of Power System Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.38-43
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• 2004

Thermal spraying onto the metal substrate has been widely used as a technique of the surface treatment in the various industrial field. A wide range of thermal spray technologies exist and all rely on the fundamental process of fusing a metal feedstock, atomizing it and transporting it to the surface of a substrate. Specially, these methods have been taken into account as the protection method against the corrosion. In this study, the polarization characteristics were carried out on the thermal sprayed coating layer immersed in various pH of diluted aqueous solutions at $25^{\circ}C$. Aluminum, Zinc, Ni-base alloy, alumina and polyethylene powder were used with sprayed coating materials. From the polarization curves, the electrochemical corrosion potential($E_{corr}$) and the corrosion current density($I_{corr}$) were investigated.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.78-83
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• 1998

Alloy 600과 Alloy 690의 응력부식파괴(Stress corrosion cracking, SCC)에 미치는 TiO$_2$의 영향을 315$^{\circ}C$의 10%NaOH 수용액에서 RUB(reverse U-bend) 시편, C-Ring 시편과 CT(compact tension)시편을 사용하여 평가하였다. 시편은 alloy 600 MA(mill anneal), alloy 600 TT(thermal treatment) 그리고 alloy 690 TT로 제작하였다. SCC 시험은 탈산된 10%NaOH 수용액에 2 g/1 TiO$_2$를 첨가한 용액과 첨가하지 않은 용액에서 수행하였으며, 이 조건에서 분극곡선도 얻었다. SCC 시험시 시편을 부식전위로부터 +150 ㎷ 양극분극을 가하였다. 기준전극으로 external Ag/AgCl electrode를 사용하였다. Alloy 600 MA로 제작한 RUB 시편은 TiO$_2$가 없는 용액에서 5일 안에 벽 관통 균열을 보였으나 TiO$_2$가 첨가된 용액에서는 균열을 관찰할 수 없었다. TiO$_2$가 첨가됨에 따라 alloy 600과 alloy 690의 임계전류밀도는 크게 감소하였고 또한 부동태 전류밀도도 감소하였다. 부동테 영역에서 TiO$_2$가 있는 용액의 경우 여러 peak가 있는 반면에 TiO$_2$가 없는 용액은 peak가 뚜렷하지 않았다. 이런 결과는 TiO$_2$가 첨가점에 따라 active region에서도 안정한 부동태 피막이 존재한다는 것을 시사한다. 또한 TiO$_2$가 없는 경우 SCC가 잘 일어나는 영역에 존재하는 부동태 피막이 TiO$_2$ 첨가에 따라 repassivation kinetics 등의 성질이 변화한 것으로 판단된다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.11
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• pp.1012-1017
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• 1997

Mg-Zn-Ca합금의 잉곳트는 BN을 내벽에 바른 4x$10^{-5}$Torr의 진공의 석영관내에서 제조하였다. Mg-Zn합금계의 입자미세화를 위하여 0.5-5wt.%조성범위의 Ca를 첨가하였다. 제조된 합금을 용체화처리한 후 결정립크기와 경도를 측정하였다. Mg-6wt.%Zn합금의 입자미세화효과는 Ca가 1.5wt%첨가 될 때 최적의 조건이었다. Mg-6wt.% Zn과 Mg-6wt.% Zn-2wt.% Ca및 Mg-6wt.% Zn-1.5wt.% Si합금을 시효처리하여 시효거동을 조사하였다. 입자미세화에 의한 경도증가효과는 Mg-Zn-Ca합금계에서 크게 나타났으며 시효에 의한 경도증가효과는 Mg-Zn-Si합금계에서 크게 나타났다. Mg-6wt.%Zn합금의 부식전류밀도는 0.5wt.% Ca의 조성에서 감소되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.2
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• pp.183-188
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• 1995

고에너지(50-200KeV)로 가속된 이온을 모재표면에 물리적으로 투입하므로써 표면의 조성 및 조직을 변화시키는 공정인 이온주입기술을 이용하여 경량고강도소재로 각광받고 있는 AI2218 합금의 재식성 향상을 연구하였다. 질소이온주입은 DuoPIGatron 이온원을 사용하여 가속전압 100KeV, 조사량 $1{\times}10^{17}ions/\textrm{cm}^2$~$5{\times}10^{17}ions/\textrm{cm}^2$의 조건으로 행하였으며 AI합금의 열화를 방지하기 위하여 시편온도를 $60^{\circ}C$이하로 유지하였다. 질소이온 주입재의 재식성 평가를 위하여 3.5% NaCI 용액에서 양극분극시험 및 5% NaCI 용액에서 염수분무시험을 행하였다. Auger Electron Spectroscopy와 Transmission Electron Microscopy을 이용하여 표면의 질화물형성 여부를 조사하였으며, Scanning Electron Microscopy을 이용하여 부식된 표면을 관찰하였다. AI2218합금에 질소이온을 주입한 결과 표면에 미세한 AIN 석출물을 형성하였으며 이러한 질화물형성에 의해 공식(pitting)발생을 억제하고 부식전류밀도를 감소시켜 내식성이 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.143-143
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• 2015

아연 박막은 부식으로부터 강판을 보호하기 위해 널리 사용 되고 있으나, 산업의 발전으로 코팅의 사용 환경이 가혹화 되어 박막 내식성의 향상이 요구 되고 있다. 최근 아연계 합금 박막의 개발을 통해 냉연강판의 내식성을 향상시키기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 본 연구에서는 Zn/Mg/Zn 삼중층 박막을 합성하고 어닐링 열처리 온도에 따른 합금상의 변화와 그에 따른 박막의 내식성에 관한 연구를 진행하였다. XRD와 동전위 분극 시험 결과, MgZn 상이 형성 된 박막은 상대적 낮은 부식전위와 높은 부식 전류 밀도를 보였으며, 이는 MgZn 상 형성이 박막의 내식성 감소의 원인으로 작용한다는 것을 나타낸다.