• 한국표면공학회지
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• 제29권1호
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• pp.15-25
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• 1996

자동차엔진의 피스톤-링에 응용할 목적으로 플라즈마 용사 기술로 피막한 몰리부덴늄 및 코발트 합금 피막 층의 마모성질을 비교 조사하였다. Ball-on-disc 형태의 마모기를 사용하여 상온 및 대기 중에서의 마모 및 마찰거동에 대하여 조사하였다. 용사 층의 미세경도 시험도 행하였으며, 용사층의 결정구조를 알기 위해 용사층을 x-선 회절 방법으로 분석하였다. 주사전자현미경을 사용하여 마모면의 표면 형상을 관찰하였다. 여러 용사조건으로 만든 용사층의 미세경도치와 마모거동과의 상관관계를 이해하려고 시도하였다. 주사전자현미경과 EDX를 사용하여 마모시 화학반응층과 마모기구를 규명하고자 하였다. 모리부덴늄 및 코발트 합금 분말을 각각 플라즈마 용사층의 단면을 관찰하여 마모기구을 비교하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.300-300
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• 2014

해양환경 하에서 대형 강구조물의 경우 장기간 부식손상을 방지하기 위해 아크 용사코팅 기술이 오래전부터 유용하게 이용되어 왔다. 아크 용사코팅 기술은 타 용사코팅 기술에 비해 경제성과 생산성이 뛰어나 대형 강구조물에 적용되고 있다. 용사재료로는 Al, Zn 또는 그 합금들이 주로 사용되어 강재에 대해 희생양극 방식효과를 나타낸다. 그러나 아크용사에 의해 적층된 코팅 층은 용사공정 중 불가피하게 수많은 기공과 산화물이 포함되어 내식성 및 내구성에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 합금의 용사코팅 층에 대하여 다양한 후처리를 통해 내식성과 더불어 내구성을 향상시키고자 하였다. 용사코팅은 알루미늄 합금 선재(1.6 ${\varnothing}$)를 사용하여 아크용사를 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 이후 용사코팅 층의 표면에 다양한 후처리재를 적용하였으며, 내구성을 평가하기 위하여 후처리 적용 전후 시험편에 대하여 캐비테이션 실험을 실시하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32-92에 의거하여 주파수 20 kHz의 초음파 진동 장치(ultrasonic vibratory device)를 사용하였다. 그리고 시험편 표면과 발진 혼에 부착된 팁(tip)과의 거리는 1 mm로 일정하게 유지시킨 뒤, 캐비테이션 발생 시간을 변수로 하여 실험을 실시하였다. 손상된 용사코팅 층의 표면은 주사전자현미경과 광학현미경으로 관찰하였으며, 시험편 손상깊이는 3D 현미경으로 비교 분석하였다. 또한 캐비테이션 실험 전후의 무게를 측정하여 무게 감소량을 상호 비교하였다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $0.33183cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 분극실험을 통해 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 부식전위 및 부식전류밀도를 비교 평가하였다. 그 결과, 용사코팅 층에 의하여 강재에 대한 희생양극 방식전위가 확보되었으며, 후처리재가 적용된 용사코팅 층에서 내식성 및 캐비테이션 저항성이 향상되었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권8호
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• pp.757-765
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• 1998

수소를 연료로 하여 HVOF 용사된 크롬카바이드 용사층의 산화거동을 이해하기 위해 용사분말의 제조방법이 서로 다른 두 종류의 용사용 분말을 ($\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$-20wt%NiCr로 구성된 크래드 분말과 $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$-7wt%NiCr로 구성된 혼합분말)이용하여 F/O비를 3.2, 3.0, 2.8 로 변화시켜 용사한 후, $1000^{\circ}C$ 까지 등온 산화실험 후, 산화특성을 고찰하여 크롬카바이드 용사층의 F/O비에 의존하는 산화거동을 비교 검토하였다. 그 결과 NiCr이 20wt% 크래드된 분말로 용사된 용사층과 NiCr이 7wt% 혼합된 분말로 용사된 용사층은 전혀 다른 산화거동을 보였다. 혼합분말의 경우에 $1000^{\circ}C$에서 50시간 등온산화실험 후, F/O=3.2의 조건인 경우에는 산화물이 표면 요철을 따라 비교적 균일하게 성장한 반면 F/O=3.0과 F/O=2.8의 경우에는 용사층 표면이 다공성의 산화물이 형성되었으며, 또한 Ni, Cr으로 이루어진 복합산화물인 oxide cluster로 성장하였다. 반면에 크래드 분말로 용사된 용사층의표면 산화물 층은 다공성을 변화되지 않았다. 이러한 용사분말의 제조방법에 따라 산화거동이 차이를 보이는 것은 용사 중에 발생하는 카바이드분해와 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며 또한 일반적으로 알려진 크롬카바이드 소결체 보다 산화율이 높았다. 이러한 결과로 볼 때, 환원성의 수소의 양에 따른 용사층의산화거동에 대해서도 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.110-115
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• 2005

표면 경화가 요구되는 소재에 코발트계 합금 분말을 용사 소모재로 하고 플라즈마 트랜스퍼드 아크(PTA) 용사 공정을 이용하여 표면 개질부를 제조하였다. 표면 개질부는 다른 용사 변수는 일정하게 유지한 상태에서 용사 전류만을 변화하여 제조하였다. 용사 전류를 80에서 140 amp까지 20 amp씩 증가하면서 개질층을 제조하였다. 두께가 일정한 모재에 전류를 변화하여 표면 개질층을 제조하는 경우 용사후 모재에서 발생하는 냉각 효과가 다르게 되고 이는 개질층의 폭과 두께 등의 기하학적 형상과 미세 조직, 그리고 미세경도 등의 특성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 용사 전류를 120amp로 사용한 경우 미세조직이 조밀하고 미세경도 값이 가장 높은 값을 나타내는 개질층을 얻을 수 있었다. 전류를 증가함에 따라 개질층의 폭은 증가하지만 높이는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제7권11호
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• pp.934-941
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• 1997

C $r_{3}$ $C_{2}$-20wt% NiCr 이 크래드된 분말을 이용하여 HVOF 용사층의 특성(미세조직, 결정상, 경도 그리고 erosion rate)에 미치는 연료/산소 비(=3.2,3.0,2.8,2.6)의 영향을 조사했다. 실험범위 내에서 F/O=3.0의 경우가 C $r_{3}$ $C_{2}$-20wt%(NiCr)크래드 분말의 최적용사조건 이었다. XRD분석결과 F/O비에 관계없이 카바이드분해는 일어 났다. C $r_{3}$ $C_{2}$에서C $r_{7}$ $C_{3}$로의 상변화는 F/O비가 감소함에 따라 증가했다. 열처리 온도가 높아짐에 따라 C $r_{7}$ $C_{3}$분율은 증가 하였으며, 100$0^{\circ}C$에서 50시간 열처리후 용사층의 주된상은 C $r_{7}$ $C_{3}$이였다. 용사상태에서 경도값은 F/O=3.0조건으로 용사된 코팅층이 $H_{v300}$-1040으로 가장 높았으며, 공기중에서 $600^{\circ}C$, 50시간 열처리한 후, 경도값은 1340으로 증가하였다. 그리고 80$0^{\circ}C$열처리 후 경도값은 약간 감소하였다. 그러나 100$0^{\circ}C$ 열처리 후에도 1060정도로 용사상태의 경우 보다는 높은 경도값을 유지하였다. 이와같이 경도값이 증가하는 이유는 열처리에 따라 용사층이 치밀하게 되고 또한 C $r_{2}$ $O_{3}$의 산화물이 C $r_{3}$ $C_{2}$/C $r_{7}$ $C_{3}$ 내에 생성되어 탄화물/산화물 복합체를 이루기 때문으로 생각된다. 용사상태에서 drosion rate는 F/O비에 따라 2.6-3.05x$10^{-4}$mg/g까지 변화하였다. 또한 $600^{\circ}C$열처리 후에는 2.15-2.3 x $10^{-4}$mg/g이였으며, 80$0^{\circ}C$에서 열처리한 후에는 2.3-2.4x$10^{-4}$mg/g으로 $600^{\circ}C$열처리후 보다 약간 높은 결과를 보였다.결과를 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.849-855
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• 1998

20wt%NiCr이 크래드된 크롬카바이드 분말과 7wt%NiCr이 기계적으로 혼합된 크롬카바이드 분말을 이용하여 HVOF 용사된 용사층의 특성(미세조직, 결정상, 경도값 그리고 erosion rate)을 비교하였다. 용사상태의 미세조직강의 특성은 크래드분말의 경우에 primary $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$상이 용사층에는 남아 있었으나 혼합분말의 경우에는 primary $\textrm{Cr}_{3}\textrm{C}_{2}$ 상은 용사층에 거의존재하지 않았다. 또한 XRD 분석결과 두 분말 모두 용사과정에서 크롬카바이드의 분해는 일어났으나 분해율은 크래드분말의 경우가 혼합분말보다 낮았다. 용사상태에서 경도값은 혼합분말의 경우가 높았으며 $1000^{\circ}C$까지 열처리 후 혼합분말의 경도값은 1665까지 증가하였으나 크래드분말은 $600^{\circ}C$를 정점으로 감소하는 경향을 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권4호
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• pp.428-433
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• 1999

본 연구는 $0.1~1.2\mu\textrm{m}$ 압도분포를 갖는 미세 $Al_2O_3$를 이용하여 플라츠마 용사한 후 상업용 용사분말(Metco 105)과 용사층의 특성을 비교하였다. 미세조직은 미세 $Al_2O_3$층이 상업용분말보다 더 치밀하였고 용샤층의 평균 표면조도 $(R_a)$는 미세 $Al_2O_3$의 경우에 $5.3\mu\textrm{m}$로 상업용 분말 $(R_a=8.2\mu\textrm{m})$ 보다 작은 값을 보였으며, 용사층 평균 splat 두께는 $1.4\mu\textrm{m}$ 였다. 또한 용샤층에는 많은 양의 부분 용융입자가 관찰되었다. XRD분석결과 두 분말 모두 용사층을 이루는 주된 상은 $\gamma-Al_2O_3$이였으며 $\alpha-Al_2O_3$도 관찰되었다. 용사층에 존재하는 $\alpha-Al_2O_3$의 분율은 미세 $Al_2O_3$층의 경우 8.39%. 상업용 $Al_2O_3$의 경우 13.79%이였다. 미세 경도 값은 두 분말에서 큰 차이를 보이지는 않았으나, 미세 $Al_2O_3$의 경우 큰 경도값 편차를 보였으며 따라서 미세 $Al_2O_3$층의 splat의 접합강도는 상업용 $Al_2O_3$보다 상대적으로 낮을 것으로 생각된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1999년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.2-2
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• 1999

금속재료의 표면 특성을 높이기 위해서 여러 표면처리 방법들이 사용되어져 오고 있다. 그 중 용사법에 의한 코팅방법이 최근의 현저한 기술적인 진보와 새로운 용사재료의 개발 등에 의해 여러 분야에 널리 응흉되고 있다. 일반적으로 이 용사법에 의한 코팅층은 다리, 선박 등의 대형 구조물에 대한 내식성 향상뿐만 아니라 자동차 및 항공기 부품, 핵 반응기 등의 코팅부에 널리 이용되고 였다. 특히 해수분위기에서 주로 사용되는 설비의 내식성을 향상시킬 목적으로 사용되 는 알루마늄 및 아연 합금의 용사 코팅층은 대부분의 경우 건조한 분위기보다는 수분이 많은 수용액 환경 하에서 사용되므로, 사용 환경 중에서 용사피막의 내식성을 조사하는 연구가 요구되고 있다. 사용되는 환경하에서의 침지시험에 의한 방법도 중요하지만, 가속화된 전기화학측정에 의한 방법 또한 이용된다. 열용사법에 의한 코팅층의 전기화학적 특성을 알아보기 위해서 3.5 % NaCI 수용액 내에서 AI 5 5083 모재와 Al-2%Zn 합금의 용사 코팅층 각각에 대한, 그리고 AI 5083 모재 위 AI-2%Zn 용사층이 코팅된 경우에 대한 분극거동과 침지시간에 따른 부식전위 및 분극저항성의 특성변화, 표면의 임피던스특성 변화 등을 측정하였다. 이 결과 모재에 대한 코팅층의 희생양극성올 판단할 수 있고, 모재/코팅 사스템의 분극거동은 혼성전위이론(mixed-potential theory)에 의해 결정되었다. 용사 코팅층이 박리되어 모재가 일부 드러난 경우를 모사한 시험편올 제작하고, 시험편 표면의 각 위치에 따라 부식전위 분포를 측정하였다. 그리고 측정 데이터를 기초로 표면의 상태변화를 모사하여 용사코팅에 의한 표면에서의 방식전위분포를 시율레이션하였다. 이와 같은 표면에서의 방식전위분포 해석을 통하여, 코팅층의 희생양극성에 의한 모재의 방식범위를 판단할 수 있다.의 비저 항을 갖는 철 박막에서도 99.9% 순도의 철을 타켓으로 하여 증착된 막은 일반 저탄소 강을 타켓으로 하여 증착된 막보다 훨씬 낮은 부식속도를 보였다.TEX>$He/O_2/Ar/N_2$의 gas를 사용 한 atmospheric pressure plasma cleaning 과 $Ar/O_2$의 gas를 사용한 ICP cleaning에서 이 차전자방출계수(SEEC)가 약 1.5~2.5배 증가된 것을 알 수 있었다. 저지능 등을 평가하여 각 실험결과를 비교분석하여 보았다. 수록 민감하여 304 의 IGSCC 와 매우 유사한 거동을 보인다. 본 강연에서는 304 와 600 의 고온 물에서 일어나는 IGSCC 민감도에 미치는 환경, 예민화처리, 합금원소의 영향을 고찰하고 이에 대한 최근의 연구 동향과 방식 방법을 다룬다.다.의 목적과 지식)보다 미학적 경험에 주는 영향이 큰 것으로 나타났으며, 모든 사람들에게 비슷한 미학적 경험을 발생시키는 것 이 밝혀졌다. 다시 말하면 모든 사람들은 그들의 문화적인 국적과 사회적 인 직업의 차이, 목적의 차이, 또한 환경의 의미의 차이에 상관없이 아름다 운 경관(High-beauty landscape)을 주거지나 나들이 장소로서 선호했으며, 아름답다고 평가했다. 반면에, 사람들이 갖고 있는 문화의 차이, 직업의 차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lrcorner$의 범위를 벗어나지 않는다. 그렇기 때문에도 $\ulcorner$순응$\lrcorne

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1996년도 제24회 춘계학술대회
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• pp.55-57
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• 1996

본 연구에서는 용사코팅재료의 용사기법에 따른 용가코팅층의 기계적 물성을 파악하고 SM48C 고주파 경화 시편과 용사코팅재료와의 고하중, 고속 윤활상태에 따른 슬라이딩 마멸특성을 파악하고자 하였다. Fe-Cr-B의 용사코팅 공정표면의 경도와 기공율이 슬라이딩 마멸거동에 큰 역할을 마치며, 특히 표면 기공율은 슬라이딩 조건(속도, 하중, 윤활)에 따라서 마멸특성이 우수한 최적이 영역이 존해할 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.141-141
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• 2016

방식 코팅 기술은 조선해양산업은 물론 에너지, 철강 및 비철 소재, 건설 산업 등 산업 전반에서 폭넓게 적용되고 있다. 또한 산업 고도화에 따라 점차 가혹해지는 소재의 적용 환경을 고려해보면 향후 지속적으로 산업 수요가 증대될 것으로 예상할 수 있는 기술이다. 특히 아크 열용사법을 이용한 방식 코팅 기술은 미국이나 일본과 같은 선진국에서는 해양플랜트, 석유 시추시설 등 대형 해양 구조물은 물론 다리, 항만시설과 같은 철재 또는 시멘트 구조물의 방식 기술로 널리 적용되어 일반화된 기술이다. 그러나 국내에서는 아직까지도 초기 비용 상승 및 미약한 관련 기술 등의 이유로 대부분 방식도료를 사용하고 있는 실정이다. 그리하여 단기 수명에 따른 재시공 시 많은 환경오염을 유발하는 방식도료를 대체할 수 있는 아크 열용사법을 이용한 방식코팅 기술에 대한 관심과 수요가 점차 증가되고 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 해양 구조물 강재의 방식을 위해 니켈계 용사재료를 이용하여 아크 열용사 코팅을 실시한 후 다양한 전기화학적 실험을 통해 내식성을 평가하고자 하였다. 아크 열용사 코팅은 구조용 강재 SS400강에 대하여 니켈합금 선재(1.6 Ø)를 사용하여 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200-250{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $3.14cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 전기화학적 실험을 통해 부동태 특성 및 용사코팅 층 표면의 양극 용해반응 특성을 분석하기 위한 양극분극 실험은 OCP로부터 +3.0 V까지 실시하였다. 또한 부식전위 및 부식전류밀도 분석을 위한 타펠분석은 OCP를 기준으로 -0.25에서 +0.25 V까지 분극시켜 실시하였다. 그리고 주사전자현미경과 3D 분석을 통해 부식손상 표면을 관찰하였다. 그 결과 니켈합금으로 용사코팅된 강재의 내식성이 상당히 향상되었다.