• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.144-144
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• 2016

플라즈마 전해 산화법(Plasma electrolytic oxidation)에 의해 형성된 코팅층은 특유의 기공구조로 인해 부식 환경에 노출 시 부식액의 침투가 급속히 이루어지는 단점이 있다. 이를 극복하기 위한 방법으로 유기코팅, sol-gel법, 폴리머 코팅 등에 의해 기공을 봉공(sealing)하는 방법이 제안되고 있다. 본 연구에서는 Al 합금의 플라즈마 전해 산화 처리 후 질산 세륨 수용액(Cerium nitrate solution)에 의한 봉공 효과를 확인하고자 하였다. PEO 코팅을 위한 전해액은 2g/L의 KOH와 $2g/L\;Na_2SiO_3$를 증류수에 용해시켜 준비하였다. PEO 코팅층은 Al 시편을 전해액 내에 위치시켜 양극으로 하고 STS를 음극으로 하여 $0.1A/cm^2$의 펄스 정전류밀도(주파수: 100Hz, 듀티비: 20%)를 15분 동안 인가하여 형성시켰다. 봉공을 위한 실링액은 증류수에 $0.3g/L\;H_2O_2$와 $1g/L\;H_3BO_3$를 첨가하고, $Ce(NO_3)_3$를 농도 변수로 첨가하여 준비하였으며, PEO 코팅 처리된 시편을 실링액에 침지하여 실링액의 농도와 침지시간을 달리하여 봉공을 실시하였다. 제작된 PEO 코팅층에 대해 SEM, EDS, XRD를 이용한 표면분석을 실시하였으며, 내식성을 확인하고자 동전위분극시험을 실시하였다. 연구 결과, 세륨 실링 처리된 PEO 코팅 층에서 미량의 세륨 성분이 검출되었으나, 세륨계 화합물 생성에 의한 마이크로 크기의 기공의 폐쇄는 관찰되지 않았다. 또한, 전기화학적 특성 평가 결과 실링 처리된 PEO 코팅층의 경우 Al 모재에 비해 2차수 정도 감소된 부식전류밀도를 나타내었다. 이 같은 내식성의 향상은 세륨 성분에 의한 부식 억제 효과 때문으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.145-145
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• 2016

해양환경용 구조물은 극심한 부식 환경에 노출되어 있고 부식손상으로 인한 직간접적 경제적 손실이 발생하고 있는 상황이다. 이에 대한 방식대책으로써 음극방식법이 선박, 교량, 각종 화학장비에 널리 이용되고 있으며, 이러한 산업분야에 가장 흔히 적용되고 있는 음극방식 중 하나가 피방식체에 일정 전류 또는 음극 전위를 인가하는 외부전원법이다. 이는 전도성 부식환경인 해수환경 하에서 철강 및 해양환경용 구조 재료의 내식성을 월등히 향상시킬 수 있기 때문에 설계에 있어서 고급 내식재료 대신 경제적인 상용 재료를 적용할 수 있어 비용 절감효과를 가질 수 있다. 한편 적정 방식전위에서는 부식손상으로부터 강재를 보호하지만, 과방식 전위에서는 취성이 발생함으로써 내구성 감소의 역효과가 나타날 수도 있기 때문에 최적 방식전위의 규명은 반드시 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 S355ML강에 대하여 천연해수 용액에서 다양한 정전위를 조건으로 전기화학실험을 실시하여 최적 방식전위를 규명하고자 하였다. 시험편은 에머리 페이퍼로 2000번까지 연마하였고, 아세톤과 증류수로 세척하여 실험하였다. 전기화학(정전위) 실험은 천연해수 속에서 $1.28cm^2$의 면적만을 노출시켜 진행하였으며, OCP로부터 -2.0V까지의 음극분극 곡선을 분석하여 정전위 조건들을 선정하였다. 그리고 외부 직류전원장치를 이용하여 1,200초 동안 다양한 정전위를 인가하였으며, 기준전극은 Ag/AgCl 전극을 이용하였다. 실험 후에는 주사전자현미경과 3D 현미경을 통해 시험편 표면을 관찰하였으며, 그 결과 일부 음극분극 구간에서 강재 표면에 전착물에 의한 뷸균일한 피막이 형성되었다. 또한, 일정 전위구간에서 용해 및 과전압에 대하여 표면손상 정도를 관찰하여, 해수환경 하에서 S355ML강의 최적 방식전위를 규명하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.79-79
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• 2011

water cavitation peening(WCP)은 water jet 과정으로 인한 cavitation이 발생할 때, 금속표면 cavitation 현상에 의해 재료표면의 잔류응력과 경도 등의 물성을 변화시키게 되며, 그로 인해 생긴 잔류 응력으로 재료의 내구성 및 수명을 향상시키는 기술이다. 최근에는 water jet을 이용한 장치들이 건설 분야, 일반기계분야, 컷팅 공정, 분쇄 등 다양한 분야에서도 사용되고있다. 그러나 water jet을 이용한 peening은 소개 된지 20여년이 경과했음에도 불구하고 연구 및 개발 내용은 shot peening에 비해 아직 초기 단계이다. water cavitation peening은 기존의 피닝 방법의 단점을 보완 할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 그 가치가 크다. 아직은 다른 peening 기법 보다 잔류압축응력 부가 측면에서 그 효과가 떨어지지만, water cavitation peening은 열에 영향을 받는 영역이 생성되지 않으며, 기계의 표면 가공을 하는 동안 어떤 미세한 먼지도 생성하지 않아 친환경적이다. 또한 복잡한 외형을 가지는 부품 및 내면에 적용성이 뛰어나고, 표면 정밀도 저하가 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 대하여 증류수 내에서 water cavitation peening 시간, 거리, 파형 등의 변수를 적용하여 최적 조건을 찾고, 다양한 전기화학적 실험을 실시하였으며, water cavitation peening 부의 부식특성을 평가 하였다. ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 이용하여 동합금 표면에 water cavitation peening을 실시하고, 실험 후 표면의 손상거동을 관찰하기 위하여 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하였다. 물성치 변화를 확인하기 위하여 SHIMADZU사의 HVM-2 Model의 비커스 경도기를 이용하여 표면 경도값을 측정하였다. 전기화학실험은 각 3회 이상 실시하였으며, Tafel 분석결과로 부식전류밀도와 부식전위의 평균, 부식전위를 알 수 있었고, 음분극 실험결과, 용존산소 환원반응에 의한 농도분극에서 수소가스발생에 의한 활성화 분극으로 진행되는 변곡점을 확일 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.2015_2016
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• 2009

전기방식이 실시되고 있는 상수도 관로는 관의 노후화, 코팅의 열화, 부적절한 방식시스템의 적용 및 타 시설물과의 간섭 등으로 부분적으로 방식전위 미달구간이 존재한다. 이러한 방식전위 미달구간에 대하여 토양환경 측정 및 방식소요전류량 산정, 간섭 시험 등을 통하여 토양환경은 부식이 '발생하는 구간' 및 '미약하게 발생'하는 구간으로 나타났다. 임시 가통전 시험을 통하여 방식소요전류량을 구할 수 있었다. 간섭영향 시험으로 간섭 여부 및 전식 발생지점을 추정할 수 있다. 현장 측정 결과와 설계기준을 바탕으로 적절한 전기방식 보강 계획을 수립하여 현장에 부분적으로 설치하였으며 방식상태를 분석하였다. 단순히 설계된 소요전류량만을 증가시키는 방안보다 부분적인 방식보강 및 주변 배관 상태를 고려하여 적절한 통합 방식방안을 적용하는 것이 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제10권1호
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• pp.43-47
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• 2006

스테인리스 강재 STS 444에 있어서 용접조건에 따른 수소취성의 민감도와 인가 전류밀도에 따른 수소취성의 영향을 고찰하고자 $0.5M\;H_2SO_4+0.001M\;As_2O_3$ 수용액에서 전기화학적 부식시험장치로 전류밀도를 5, 10, 15, 20 $mA/cm^2$로 인가하여 U 벤드 시험편의 수소취성에 관해 연구하였다. 이때 파괴되는 시간을 조사하여 수소취성을 고찰하였으며, 금속조직 현미경 사진을 비교하여 금속조직적인 연관 특성을 고찰하였다. STS 444 강재에 있어서 용접조건 즉 보호가스양의 변화에 따라서 수소취성에 대한 큰 영향을 받고 있으며, 전류밀도에 따라서도 많은 영향을 받고 있다. 특히 인가전류밀도가 높아짐에 따라 수소균열이 급격히 빨라지고 있음을 알 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제9권4호
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• pp.30-35
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• 2005

스테인리스 강재 STS444에 있어서 용접조건에 따른 수소취성의 전기화학적 분극특성을 고찰하고자 수소침투 실험과 전기화학적 분극실험을 실시하였다. 즉, $0.5M\; H_2SO_4+0.001M\;As_2O_3$ 수용액 중에서 $1,400kg/cm^2$의 하중을 부가하는 동시에 전기화학적 분극시험 장치로 $30mA/cm^2$전류를 60분간 인가하여 수소를 침투시켰으며 같은 수용액에서 양극분극실험을 하였다. STS444에 있어서 용접조건이 수소취성에 미치는 특성을 연구함에 있어 전보에서는 용접 전 기름이나 물의 흡착 영향으로 인장강도나 연신율이 낮아지는 현상을 규명하였지만, 본보에서는 기존의 보고된 수소취성의 발생 기구를 기초로 하여 전기화학적 부식거동을 접목하여 수소취성의 발생기구를 제안함으로써 부식전류밀도를 알면 수소취성의 민감 정도를 비파괴적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.463-468
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• 1998

알루미늄의 부식에 있어서 HCI 용액내에 황산을 첨가하는 경우 황산이온의 화학적 흡착에 의한 부식억제 효과가 나타나며, CV (cyclic voltammetry) 실험결과 황산이온은 핏트내부에 보호성 산화피막을 생성함으로서 에치핏트가 핏트내부와 알루미늄 표면에 함께 생성되어 핏트의 밀도가 증가하였다. 알루미늄 교류에칭시에 핏트분포는 황산이온의 농도와 환원전류량에 의하여 크게 영향을 받으며, 환원전류인가시 $0.8mC/cm^2$ 이하의 전하량에서 핏트내부에 생성된 산화피막은 황산이온 농도의 증가에 따라 핏트발생에 대한 저항성이 중가하였으나, $0.8mC/cm^2$ 이상에서는 산화피막내에 국부적인 구조변화가 발생하며 황산이온 농도에 관계없이 산화피막의 파괴가 빠르게 진행되었다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.40-46
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• 1998

음극방식 시스템의 방식전류에 의한 압입구간내의 압입관과 배관의 부식거동에 관한 수학적 모델링을 경계요소법을 이용하여 수행하였다. 모델은 비선형 경계조건(Tafel 방정식)을 가진 라플라스 방정식으로 이루어져 있으며 압입관의 혼합전위를 구하기 위하여 혼합전위 이론을 응용한 반복법을 사용하였으며 그위에 비선형 경계조건에 대한 해석을 위하여 이중 반복법을 사용하였다. 모델은 정상적인 압입구간 뿐만 아니라 압입관과 배관과의 금속간 접촉(metal touch)이나 외부환경과 압입구간 내부를 격리시키는 절연부위의 손상과 같은 결함들을 가진 비정상적인 압입구간들에 대해서 적용되었다. 수학적 모델링의 결과로부터 압입구간에의 전위분포와 전류분포를 계산할 수 있었다. 모델링의 타당성을 증명하기 위하여 모사실험을 수행하였으며 실험조건내에서 이론적인 결과와 실험결과는 정성적으로 잘 일치하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.130.1-130.1
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• 2010

분리판(Bipolar plate)은 MEA 및 GDL의 구조적지지, 연료와 산화제를 공급해 주는 통로역할, 발생한 전류의 수집 및 전달, 그리고 반응 생성물의 수송 및 제거 등의 다양한 역할을 한다. PEMFC 및 DMFC의 분리판에 주로 사용되고 있는 재질은 Graphite 및 금속 물질이다. Graphite는 내부식성이 좋고 가벼워 현재 가장 많이 사용되고 있지만, 가공이 어렵고 깨질 위험이 있으며 두껍고 비교적 값이 비싸다. 금속은 가공성이 좋고 높은 전기 전도도를 가지며 가격이 저렴한 반면, 내부식성이 좋지 않은 단점이 있다. 연료전지를 실용화하는데 있어 중요한 문제 중 하나는 전지 성능의 수명과 경제성이며, 위와 같은 Graphite와 금속의 특성으로 인하여, Graphite 분리판을 금속 분리판으로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 원가절감을 위한 대량생산공정 중 하나인 염욕질화공정의 도입 및 적용을 위한 목적으로, 다양한 처리조건에 의해서 금속 표면을 처리하였으며, 표면처리된 금속은 부식특성, 접촉저항, 및 내구성 등을 평가하고 이를 통하여 금속계 분리판 적용성에 대해 알아보고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권6호
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• pp.1336-1340
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• 2001

Due to increase of air pollution substance, such as $SO_2$,$SO_3$, H2S ,CO, HCI, $Cl_2$ and so on, the operating environment of mechanical equipment and facilities like generating plants, ships, metal structure etc., are acidified and corroded. In these environments, the crevice corrosion of marine facilities frequently occurs at crevice like jointed bolt, gasket or sealant, riveted plates, contact of metal with non-metallic solids etc. Therefore, this paper was studied on the crevice corrosion behavior of mild steel(SS 400) in marine environment. In a variety of NaCl solutions, the aspect of he .crevice corrosion and polarization behavior under the crevice corrosion was investigated. The main results obtained are as follows: 1) Under crevice corrosion, the open circuit potential become less treble as the concentration of NaCl solution increased. 2) The corrosion current density of mild steel was high drained as the concentration of NaCl solution increased by 3.5%, but in the concentration increased over 3.5%, the corrosion current density was low drained. 3) The crevice corrosion is more sensitive to the synergy effect of dissolved oxygen and NaCl.