• 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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• 1998.05a
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• pp.95-95
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• 1998

현장에서 부식속도를 측정하는 방법의 하나인 전기저항 프로브(Electric Resistance Probe, ER probe)는 시편이 부식되는 양에 비례하여 저항이 증가하는 원리를 이용한 것으로 부식기구에 무관하게 직접적인 부식속도의 측정이 가능하다. 그러나, 와이어나 판형으로 기계 가공된 프로브로 제작되어 미량의 부식에는 저항변화폭이 작아 긴 측 정시간이 필요하고, 특히 국부 부식의 경우 부식이 상당히 진행되더라도 전체 저항변 화가 크지 않은 문제점이 있다. 박막형 전기저항프로브는 미량의 부식에서도 저항변화폭이 크게 나타나도록하기 위 하여 금속 박막을 스퍼터링으로 증착하여 동일 부식량에서 저항 변화율을 크게 향상 시킨 프로브이다. 이 프로브는 좁은 선폭(O.25-1mm)의 세선을 복수개 포함한 형상으로 프로브를 설계하여 핏팅이 발생하면 하나의 세선이 끊어지도록 하여 국부적인 부식이 일어날 경우에도 저항변화가 크게 나타나도록 고안되었다. 탄소강의 경우 일반적인 환경에서는 부식속도가 결정립의 크기, 가공경화의 정도등 에 민감하게 변화되지 않는 것으로 알려져 있으나, 박막으로 증착되었을 경우에는 별 크재료와는 전혀 다른 미세구조를 가지므로 벌크의 부식거동과는 다른 거동을 보일 수 있다. 이 연구에서는 증착조건을 달리하여 증착된 철 박막의 결정성, 비저항, 표면 상태, 조성등을 4 point 프로브, SEM, Auger spectroscopy등을 이용하여 조사하고 각각의 전위, 부식속도등과의 상관관계를 조사하였다. 증착된 박막의 비저항은 증착중 혼입된 산소의 양에 따라 매우 민감하게 변화하였다. 산소가 l0at%이상 함유된 철은 강의 알려진 비저항보다 수십배 높은 비저항을 보이며, 부식전위가 높아지고 실제 부식속도 또한 매우 낮게 나타났다. 박막의 부식거동은 미량 불순물에 의해서도 크게 변화하였는데 동일한 수준의 비저 항을 갖는 철 박막에서도 99.9% 순도의 철을 타켓으로 하여 증착된 막은 일반 저탄소 강을 타켓으로 하여 증착된 막보다 훨씬 낮은 부식속도를 보였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1999.07d
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• pp.1941-1946
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• 1999

본 연구는 우리 나라 물공급의 60% 이상을 담당하고 있는 한국 수자원 공사의 수자원 관리 설비의 방식에 관한 연구이다. 특히 수자원 관리 시설의 대부분이 철구조물로 외부에 노출되어 있거나, 해수와 담수에 동시에 접해있기도 하며 끊임없이 화학약품에 영향을 받고 있기도 하다 이러한 매우 열악한 환경 하에 있는 대부분의 설비 및 철구조물들은 부식이 쉽게 되어 부식으로 인한 시설관리 및 경제적 피해가 발생하게 된다. 수자원 공사는 여러 해 동안 설비 보전을 위해 부식에 관한 많은 연구들을 수행하고 있으며 그 중 도장을 통한 설비의 방식을 주로 시행하고 있으나 이런 도장 방식이 체계적으로 정리되어 있지 않고 또한 도장 방식의 수명이 길지 못하므로 주기적으로 재시공하여야 한다는 단점이 있다. 알루미늄 코팅 방식은 알루미늄이 철 보다 부식 전위가 낮아 부식이 잘 진행되어 철 구조물의 부식을 방지하는 희생 양극 특성이 있다. 그러나 알루미늄 도장의 경우 시공 단가가 비싼 단점이 있어 시공비를 줄이기 위하여 알루미늄 도장전에 철 구조물의 표면을 전처리하는 공정을 개선하여 총 시공비의 80%를 점하는 전처리 비용을 절감하여 경제적인 도장 방법을 조사하고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.217-218
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• 2009

최근 경량화, 리사이클성, 기기의 소형화, 내환경성 등의 이점을 가지고 있는 알루미늄 합금이 여러 분야서 재인식 되고 있다. 그러나 이런 알루미늄 합금이 부식 환경에 노출 될 경우 음력부식균열이 발생할 수 있게 된다. 이러한 음력부식균열의 발생은 알루미늄의 기계적 특성에 안 좋은 영향을 미치므로 제품의 품질저하, 수명 단축, 효율저하, 재해발생 등 직간접적으로 광범위한 피해를 입게 되기에 부식에 대한 많은 연구가 진행이 되고 있다. 이 중에 고비강도용 알루미늄 압출소재인 Al 6xxx계 합금의 열처리 및 조성 변화에 따른 음력부식 균열의 거동에 대해 연구하였다. 응력부식균열 시험은 SSRT시험으로 많이 하고 있는데, 이 시험은 인장시편을 부식 환경 하에 노출하면서 천천히 일정한 변형속도로 당기는 시험이다. 본 연구에서는 Strain rate를 ${10^{-6}}s^{-1}$ 부식용액은 1M-NaCl + 0.6M-$Na_{2}SO_{4}$ + 0.3%-$H_{2}O_{2}$을 사용하여 시험을 하였다. 그러나 시험에 대한 분석은 Tafel polarization curve, SEM, OMS를 이용하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.6
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• pp.741-746
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• 2008

Many methods have been introduced to protect the corrosion of embedded steel in RC structure. One of the methods that restrain corrosion of steel is corrosion inhibitor. The technology that delayed the progress of corrosion is developed recently by converting active rust to passive rust. However, the performance for concrete structure is not fully examined because this corrosion inhibitor is developed for normal metal product. In this study, the application of corrosion inhibitor that use tannin acid is investigated by concrete specimen. According to the results, tannin acid corrosion inhibitor does not occur reduction of workability and strength in concrete. When corrosion inhibitor is added more than 4% per cement weight, the penetration depth of chloride decrease about 10%. Also, corrosion resistance of concrete is improved because tannin acid corrosion inhibitor has an effect on converting the rust of steel into stable state. It is showed in special that the addition more than 6% is effective in corrosion resistance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.134-134
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• 2012

최근 반도체 및 디스플레이 산업에서 진공, 특히 플라즈마 공정은 중요한 기술로 알려져 있다. 반도체 제조공정은 플라즈마를 이용하여 증착(deposition)공정 및 패터닝을 위한 식각(Dry Etch)공정으로 크게 나뉘고, 디스플레이 공정에서는 Glass위에 형성된 금속오염입자 및 polymer와 같은 불순물을 제거하는 공정으로 식각(Dry Etch)공정을 주로 사용하고 있다. 진공공정장비인 CVD, Etcher는 플라즈마와 활성기체, 고온의 공정온도에 노출 되면서 진공공정장비 부품에 부식이 진행되기 때문에 내플라즈마성이 강한 재료를 코팅하여 사용하고 있다. 하지만 장시간 부식환경에 노출이 되면, 코팅부품에서도 부식이 진행되면서 다량의 오염입자가 발생하여 생산수율 저하에 원인이 되기도 하고, 부품 교체비용이 많이 들기 때문에 산업체에서 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 산업체에서 코팅부품으로 많이 사용되고 있는 다양한(Al2O3, Y2O3 등) 산화막 및 세라믹코팅 부품의 내플라즈마 특성을 비교 연구하였다.

• 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.

• Korean Journal of Heritage: History & Science
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• v.53 no.1
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• pp.24-33
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• 2020

In excavated bronze artifacts, corrosion products of various shapes and colors are observed due to multiple corrosion factors coexisting in the burial environment, and these corrosion products can constitute important data not only in terms of long-term corrosion-related information, but also in connection with preservation of artifacts. As such, scientific analysis is being carried out on the corrosion layer and corrosion products of bronze artifacts, and the corrosion mechanism and the characteristics of corrosion products elucidated, which is essential for interpreting the exposed burial environment and its association with corrosion factors inside the burial environment. In this study, after classifying excavated bronze artifacts according to alloy ratio and fabrication technique, comprehensive analysis of the surface of corrosion artifacts, corrosion layer, and corrosion products was carried out to investigate the corrosion mechanism, formation process of the corrosion layer, and characteristics of corrosion products. The study designated two groups according to alloy ratio and fabrication technique. In Group 1, which involved a Cu-Sn-Pb alloy and had no heat treatment, the surface was rough and external corrosion layers were formed on a part, or both sides, of the inside and the outside, and the surface was observed as being green or blue. α+δ phase selection corrosion was found in the metal and some were found to be concentrated in an empty space with a purity of 95 percent or more after α+δ phase corrosion. The Cu-Sn alloy and heat-treated Group 2 formed a smooth surface with no external corrosion layer, and a dark yellow surface was observed. In addition, no external corrosion layer was observed, unlike Group 1, and α corrosion was found inside the metal. In conclusion, it can be seen that the bronze artifacts excavated from the same site differ in various aspects, including the formation of the corrosion layer, the shape and color of the corrosion products, and the metal ion migration path, depending on the alloy ratio and fabrication technique. They also exhibited different corrosion characteristics in the same material, which means that different forms of corrosion can occur depending on the exposure environment in the burial setting. Therefore, even bronze artifacts excavated from the same site will have different corrosion characteristics depending on alloy ratio, fabrication technique, and exposure environment. The study shows one aspect of corrosion characteristics in specific areas and objects; further study of corrosion mechanisms in accordance with burial conditions will be required through analysis of the corrosive layer and corrosive product characteristics of bronze artifacts from various regions.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.1069-1072
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• 2008

As embedded reinforcing suffer from corrosion process, the bond strength and stiffness are reduced, and the structure proceed, eventually, to the deterioration of the concrete, shortening the service life of concrete structures rapidly. In order to deal with these problems, a multitude of researches have been carried out up to this date to evaluate the bond characteristics of RC members, i.e. by artificially inducing rapid corrosion of the reinforcing bar. These artificial corrosion methods, however, could not represent the real condition, resulting in the possibility of overestimation for the RC members in real situation. Accordingly, the purpose of this paper is to investigate the difference in the bond characteristics for RC members corroded by different corrosion methods (artificial rapid method, natural method). For the case of natural corrosion, the brittle failure was observedeven for the case of the area ofcorrosion of 50%. And, the bond strength decreased by about 10% or more for the caseofspecimens with the area of corrosion of 80% or above. Especially, the deterioration of concrete starts at the state of low corrosion level for the case of natural corrosion. Thus, the safety of RC members must be assessed and evaluated more carefully for the naturally corroded members than for the RC concrete members corroded rapidly by artificial method.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.137.2-137.2
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• 2010

본 연구는 스테인리스 스틸(STS)을 직접메탄올 연료전지(DMFC)용 바이폴라 플레이트에 적용하기 위한 것이다. 약산성의 연료전지 환경에서 부식저항성을 향상시키고자 오스테나이트계 STS 316L과 페라이트계 STS 430에 UBM(unbalanced magnetron) DC sputter로 CrN 코팅막을 제작하였다. CrN이 코팅된 스테인리스 스틸은 부식특성, 접촉 저항 및 접촉각 등을 측정하여 무 코팅의 스테인리스 스틸과 특성을 비교하였다. 그리고 이들 재료의 연료전지(DMFC) 적용 가능성을 알아보기 위하여 단위전지로 제작하여 연료전지 성능 등을 측정하고 평가하였다. 무 코팅 스테인리스 스틸(STS 316L, STS 430)과 CrN 코팅 스테인리스 스틸의 부식저항 특성은 동전위와 정전위 실험으로 조사하였다. 동전위 부식 실험은 -0.4~1.0 V로 0.001 M의 황산용액 또는 메탄올을 첨가하여 질소 또는 공기의 환경에서 실험을 실시하였으며, 정전위 부식 실험은 0.4 V 또는 0.6 V에서 진행하였다. 연료전지의 단전지 측정은 실제 DMFC의 운전조건에서 실시하였다. 부식실험과 단전지 실험 전/후 메탈 바이폴라 플레이트의 조직 변화는 SEM을 통해 관찰하였고, 부식산화물의 화학적 조성과 메탈 바이폴라의 표면은 EDS를 이용하여 측정하였다.