• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.123-123
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• 2011

알루미늄은 경량 금속으로 부식 저항력이 높아 철을 부식으로부터 보호하기 위한 표면처리 소재로 사용되고 있다. 철의 부식을 방지하기 위해서 알루미늄을 코팅하는 경우, 코팅 방법은 용융도금법이 주로 사용되고 있으며, 알루미늄을 빛의 반사막으로 활용하는 경우 진공 중에서 물리기상증착(physical vapor deposition; PVD)법을 사용하기도 한다. 알루미늄 박막을 물리기상 증착으로 코팅하면 박막성장 초기에 핵(nucleus)을 형성하고, 형성된 핵을 중심으로 주상정(column)으로 박막이 성장하는 것이 일반적이다. 알루미늄 박막의 주상정과 주상정 사이에 공극(pore)이 존재하기 때문에 알루미늄 박막을 부식방지 막으로 이용하기 위해서는 두께를 증가시켜야 한다. 본 연구에서는 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering)을 이용하여 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 박막을 코팅할 수 있는 공정변수를 도출하고, 치밀한 알루미늄 조직이 철의 부식에 미치는 영향을 평가하였다. 기판은 냉연강판(cold rolled steel sheet)이 사용되었으며, 알루미늄 타겟의 크기는 직경 4 inch이었다. 알루미늄 박막의 미세조직과 밀도에 영향을 주는 공정변수를 확인하기 위해서 스퍼터링 파워, 공정 압력, 외부 자기장 세기 등의 조건을 변화시켜 코팅을 실시하였다. 알루미늄 박막의 밀도 변화에 가장 큰 영향을 준 공정변수는 외부 자기장의 세기와 방향이었다. 알루미늄 박막이 약 3 ${\mu}m$의 두께로 코팅된 냉연강판을 염수분무시험(salt spray test, 5% NaCl)으로 부식특성을 평가한 결과, 시험을 시작한 후 120시간 후에도 적청이 발생하지 않았다. 이러한 결과는 기존의 동일한 두께를 갖는 알루미늄이 코팅된 강판의 내부식 특성의 2배의 성능을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.45-45
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• 2011

알루미늄과 그 합금은 내부식성(corrosion resistance)이 좋고, 밀도가 낮아 높은 연료소비 효율을 필요로 하는 항공기와 자동차 같은 운송수단의 내-외장 소재로 사용되고 있다. 또한 알루미늄의 높은 내부식성을 이용하여 철강소재의 부식을 방지하는 보호막으로도 폭 넓게 사용된다. 물리기상증착(physical vapor deposition)으로 알루미늄을 코팅하면 박막 성장 초기단계에서 핵(nucleus)을 형성하고, 형성된 핵을 중심으로 주상 구조(columnar structure)로 박막이 성장하는 것이 일반적으로 알려진 방식이다. 주상 구조의 알루미늄 박막은 주상정과 주상정 사이에 필연적으로 공극(pore)이 존재하게 되어 부식을 일으키는 물질이 박막으로 침투하게 되고, 부식 물질과 모재가 반응하여 공식(pitting corrosion)이 발생한다. 본 연구에서는 스퍼터링(magnetron sputtering)을 이용하여 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 박막을 코팅할 수 있는 공정을 개발하고, 치밀한 알루미늄 조직이 내부식성에 어떠한 영향을 미치는지 평가하였다. 기판은 냉연강판(cold rolled steel sheet)이 사용되었으며, 알루미늄 타겟의 순도는 99.999%, 크기는 직경 4"이었다. 냉연강판은 진공용기(vacuum chamber)에 장착하기 전에 계면활성제를 이용하여 표면에 존재하는 기름성분을 제거하였으며, 진공용기에 장착한 후에는 아르곤 가스를 이용하여 발생시킨 글로우 방전으로 표면에 존재하는 산화물을 제거하였다. 알루미늄 박막의 조직에 영향을 미치는 공정변수를 확인하기 위해서 스퍼터링 파워, 공정 온도, 공정 압력, 외부 자기장 세기 등의 공정 조건을 변화시켜 코팅을 실시하였다. 실험을 통해서 얻어진 최적 조건으로 알루미늄을 코팅할 경우, 알루미늄 bulk의 밀도와 비교하여 약 94.7%의 밀도를 갖는 알루미늄 박막을 코팅할 수 있었다. 알루미늄 박막이 약 3 ${\mu}$m의 두께로 코팅된 냉연강판의 내부식성 평가(salt spray test, 5% NaCl) 결과, 평가를 시작한 후 72시간 후에도 적청이 발생하지 않았다.

• 한국기계연구소 소보
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• s.16
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• pp.17-28
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• 1986

전열교환기는 최근 대형건물 및 생산공장 등의 에너지 다소비 장소의 공기조화설비의 에너지 절감기기로서 크게 각광 받고 있다. 그 중에서도 특히 알루미늄 박판에 실리카-겔 분말을 코팅한 Honey comb형 로터는 현열 및 잠열 즉 전열을 흡수할 수 있어 폐에너지 회수용 전열교환기의 전열소자로서 점차 이용되고 있다. 그러나 국내에서는 현재까지 전열교환기의 핵심부품인 상기 로터를 전량 수입에 의존하여 왔다. 본 연구에서는 백륜공업(주)와 공동출연으로 실리카-겔 분말 코팅된 알루미늄 소재 박판만 수입하여 성형공정 기술을 개선, 향상시켜 국산로터의 시제품을 제작하고 그 성능을 시험하여 수입로터와 비교, 평가하였다. 연구결과, 국산개발 알루미늄 로터 시제품의 전열효율이 수입로터 보다 급배기 조건에 따라 1~5%정도 향상되었다. 또한 알루미늄 로터의 최적운전조건(11-13 r.p.m) 및 급배기 공기량비에 대한 적정조건도 연구결과로 얻어졌다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.226-233
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• 1986

전열교환기는 최근 대형건물 및 생산공장 등의 에너지 다소비 장소의 공기조화 설비의 에너지 절감 기기로서 크게 각광 받고 있다. 그 중에서도 특히 알루미늄 박판에 실리카-겔 분말을 코팅한 허니컴형 로타는 현열 및 잠열 즉 전열을 흡수할 수 있어 폐 에너지 회수용 전열교환기의 전열소자로서 점차 이용되고 있다. 그러나 국내에서는 현재까지 전열교환기의 핵심부품인 상기 로타를 전량 수입에 의존하여 왔다. 본 연구에서는 백륜공업(주)와 공동출연으로 실리카-겔 분말 코팅된 알루미늄 소재 박판만 수입하여 성형공정 기술을 개선, 향상시켜 국산로타의 시제품을 제작하고 그 성능을 시험하여 수입로타와 비교, 평가하였다. 연구결과 국산개발 알루미늄 로타 시제품의 전열효율이 수입로타보다 급배기 조건에 따라 $1\~5\%$정도 향상되었다. 또한 알루미늄 로타의 최적운전조건$(11\~13\;r.p.m)$ 및 급배기 공기량비에 대한 적정조건도 연구결과로 얻어졌다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.29-29
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• 2010

레이저 용접은 고밀도 에너지빔을 이용하는 용접방법으로 아크용접에 비해 빠른 용접과 깊은 용입이 가능하며, 낮은 열이력을 가지는 장점이 있다. 때문에 열에 의해 연화되는 고강도강의 용접에 큰 이점을 가지고 있다. 차체경량화 추세와 더불어 차량에 고강도강의 적용이 늘어나고 있는데 충돌시 차량 구조를 유지시켜주는 범퍼나 B-필러와 같은 부품에 적용되는 무도금 보론 합금강과 알루미늄 코팅 보론 합금강은 핫스템핑(Hot Stamping) 기술에 의해 제조된 소재로 약 1.5GPa의 인장강도를 가진다. 알루미늄 코팅 보론 합금강의 경우 제조공정과 이송 중 소재 표면산화에 의한 산화철발생 또는 표면 탈탄 현상을 방지하기 위해 알루미늄 코팅 처리를 하는데 이러한 코팅층이 용접시 용접부의 물성을 저하시키는 역할을 한다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 1.5GPa급 무도금 보론 합금강과 알루미늄 코팅 보론 합금강을 대상으로 레이저 용접을 적용하여 용접부 특성을 파악하고자 하였다. 실험은 겹치기 형상으로 Fiber Laser, Disk Laser를 적용하여 진행하였으며 빔Size, 용접속도, Gap등을 변경하며 해당조건에서의 용입특성, 파단모드, 기계적특성 등을 알아보았다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.130-130
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• 2003

현재, 메탈의 내부식성 코팅막 제조에 사용되고 있는 크로메이트 기반 코팅제는 유독성 물질에 대한 환경 규제에 따라 조만간 사용이 금지 될 예정이다. 본 연구에서는 이러한 유독성 금속 내부식성 코팅제를 대체할 새로운 환경 친화적인 코팅 재료로서 A1OOH 나노졸이 분산된 ZrOCl$_2$ㆍ8$H_2O$-GPS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)하이브리드 졸을 제조하고 이의 내 부식성 특성에 대하여 조사하였다. AlOOH 졸이 첨가된 유/무기 하이브리드 졸은 염화 알루미늄을 염기로 침전 시킨 수산화 알루미늄 침전물에ZrOCl$_2$ㆍ8$H_2O$를 10 ~ 20 wt% 첨가하고 열처리한 후 여기에 GPS를 AlOOH에 대하여 4 ~ 6몰 배 첨가하여 제조하였다. 제조된 하이브리드 형 졸은 가시관 투광성이 우수하며 시간에 따른 범도 변화가 거의 없었다. 이 코팅 졸을 아연 도금 강판에 딥 코팅법으로 코팅한 후, 상온~20$0^{\circ}C$에서 열처리하여 염수 시험법으로 하이브리드 졸의 조성 및 열처리 조건에 따른 코팅막의 내부식성 특성을 조사하였다. 또한, 코팅막의 두께를 전자 현미경으로 관찰하였고, 코팅막 경도는 연필 경도계로 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.115-115
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• 2018

철강재는 대량 생산이 가능하며 경제성이 뛰어나고 기계적 성질도 우수하므로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 철강재는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 다양한 내식성을 부여하는 표면처리를 적용하고 있다. 일반적으로 이러한 철강 재료에 대한 내식성 표면처리로는 습식공정을 이용한 아연(Zn)도금 표면처리가 널리 적용되고 있다. 그러나 최근에는 이러한 습식공정으로 인해 발생하는 자원소모 및 환경적인 문제와 더불어 고내식성 표면처리 소재에 대한 수요가 증가함에 따라 이러한 단점을 극복할 수 있는 새로운 소재 및 기술 개발에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 관점에서 기존의 습식표면처리 공정을 건식으로 대체 또는 병행하고, 현행 아연소재를 대체할 수 있는 코팅소재로써 알루미늄(Al) 이나 마그네슘(Mg)으로 대체하는 방법이 시도되고 있다. 본 연구에서는 강판의 내식성을 향상시키기 위한 방법으로 기존의 습식 표면처리 공정에서 용이하지 않은 마그네슘을 이용하여 건식 PVD 프로세스에 의해 코팅막의 제작을 시도하였다. 그리고 코팅막 제작 조건 중에서 공정압력이 코팅막의 결정배향성에 미치는 영향과 내식성과의 상관관계를 규명하고자 하였다. 즉, 여기서는 강판 및 용융알루미늄 도금강판 상에 스퍼터링법에 의해 Ar 가스에 의한 공정압력을 2, 10 및 50 mTorr로 조절하면서 마그네슘 코팅막을 $2{\mu}m$ 두께로 각각 제작하였다. 이때 제작한 막의 표면 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD) 결과에 의하면, 강판 및 용융알루미늄도금강판 상에 제작한 코팅막들은 공통적으로 공정압력이 증가할수록 그모폴로지의 결정립의 크기가 작고 치밀한 구조로 변하였다. 또한 그때 형성된 코팅막의 결정구조는 표면에너지가 상대적으로 높은 Mg(002)면 피크의 점유율이 감소하고 표면에너지가 낮은 Mg(101)면 피크의 점유율이 증가하는 경향을 나타내었다. 그리고 공정압력이 증가할수록 Mg 격자 간 면 간격(d-value)이 증가하는 경향을 나타내었다. 이상에서 제작한 마그네슘 코팅막의 결정성장 과정은 본 진공 플라즈마 PVD 공정중 증착가 더불어 흡착역할을 하는 Ar의 움직임에 따라 설명 가능하였다[1,2]. 코팅막의 양극분극(Polarization)측정 결과에 의하면, 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 부동태 특성이 우수하여 내식성이 향상되는 경향을 나타내었다. 특히, 공정압력이 상대적으로 높은 50 mTorr 조건에서 제작된 코팅막이 표면 마그네슘 결정의 크기가 조밀하고 결정구조는 Mg(002)면과 Mg(101)면의 상대강도 비가 유사하여 내식성 가장 우수하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05a
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• pp.1317-1321
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• 2007

Aluminized steel sheet that Al coated on low carbon steel has a excellent heat resistance, thermal reflection and corrosion resistance. It has applied to fuel tank, automotive exhaust systems, etc. Laser weldability of the aluminized steel for the full penetration welding will be described in this paper. We focused on the effect of Al coating conditions on weld strength. For these objectives, aluminized steel sheets that has various thickness and coating weight were prepared for laser welding. And then, tensile-shear and hardness test were carried out. At that same time, Al content mixed in weld after laser welding was evaluated and investigated a correlation between the mixed Al and mechanical properties. Besides, as removing partially coating layer, weldability has been investigated according to position of coating layer. As a result of this study, as increasing Al content in weld, tensile-shear strength was decreased. Also it was identified that Al of coating layer caused grain growth.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2005.05a
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• pp.279-282
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• 2005

본 연구에서 광촉매 $TiO_2$/P-25를 알루미늄 금속판에 코팅하여 코팅 조건에 따른 IPA 분해 활성을 고찰한 결과, 무기계 바인더인 KR-400, 유$\cdot$무기복합 바인더인 TMOS, 유기계 바인더인 A-9540을 사용하여 코팅한 알루미늄 금속판의 표면상은 모두 깨끗하였다. 부착력은 무기계 바인더를 제외한 바인더에서 우수한 것으로 나왔다. 또한 IPA 분해 효율은 무기계 바인더 < 유$\cdot$무기 복합 바인더 < 유기계 바인더 순으로 나타났다. 유$\cdot$무기복합 바인더와 P-25의 비율을 10: 10, 8.3: 10, 6.6: 10, 5: 10, 3.3: 10, 1.6: 10으로 바꾸어 광분해 실험을 수행한 결과, 1.6:10일 때 IPA 분해 효율이 가장 우수하였다. 상용화된 타사(A사, B사) 제품과의 성능 비교 결과, 본 연구에서 사용한 바인더(A-9540): P-25의 비율을 1: 6으로 배합하여 코팅 한 알루미늄 판의 IPA분해 효율이 가장 우수하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.2
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• pp.33-40
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• 1994

알루미늄 코팅막은 부식환경으로부터 강판을 보호하는 데에 자주 사용된다. 그러나 이 코팅막은 때때로 사용조건에 따라 제한을 받는다. 아무리 강판상에 치밀한 양질막을 코팅시켰다 할지라도, 사용중 이 피막이 손상을 받아서 강판이 노출되는 경우는 강판과의 갈바닉(Galvanic)작용으로 급격한 부식을 일으킨다. 본 연구는 내식성 개선을 목적으로 해서, 고밀착성의 코팅막을 제공하는 비평형프라즈마 프로세스인 이온프레이팅법에 의해 냉간압연강판상에 Al-Mg합금 코팅막을 제작했다. 제작된 막들은 우선, EMPA측정에 의해 원소조성분석을 한 후, 상구조분석 및 표.단면의 몰포로지(Molphology)를 X선 회절 및 주사형 전자현미경(SEM)에 의해 관찰했다. 또한, 이들막은 탈기시킨 3%NaCl용액중 양극분극 측정을 통해서 내식특성에 대한 평가를 행했다. 이들의 결과에 의하면, 알루미늄과 마그네슘의 조성비에 따라 주상, 미결정 및 아몰포스(Amorphous)조직을 보이는 금속간화합물이나 고용체의 Al-Mg박막이 나타났다. 이들 Al-Mg합금 코팅막은 강판과의 갈바닉 부식작용에 대한 방지 및 부동태 피막의 형성을 촉진하는 등의 좋은 내식성을 나타냈다.