• 한국표면공학회지
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• 제36권5호
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• pp.364-372
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• 2003

In continuous galvanizing process, dissolution of iron into molten zinc results in a fairly great amount of dross. In order to decrease dross, the amount of dissolved iron of strip in molten zinc was investigated in the range of 0∼0.22%Al content, 440∼$470^{\circ}C$ strip temperature and 3∼60 sec dipping time. Uniform Fe-Al-Zn inhibition layer was formed in the coating layer/strip interface not only in the grain boundary but also in the grain of substrate with the increase of Al content in the zinc pot, while the amount of iron dissolution was decreased. Inhibition layer was unstable as the dipping time and strip temperature increased and the amount of iron dissolution increased.

• 한국표면공학회지
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• 제36권1호
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• pp.42-47
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• 2003

Hot-dip galvanizing process is used widely in industry to achieve corrosion resistant coatings. Poor drainage during this process often leads to problems such as icicle formation and bridging In this work, mild steel specimens were hot-dip galvanized. Influence of the addition of bismuth, aluminum and both (bismuth and aluminum) to the zinc bath on the zinc drainage were determined. Bismuth additions improved the drainage significantly. Zinc bath containing 0.1 wt.% Bi and 0.025∼0.05 wt.% Al showed uniformity of coatings. Industrial trials with this bath composition showed reduction in zinc consumption, reduction of ash and dross, and good luster of workpiece.

• 한국표면공학회지
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• 제32권1호
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• pp.31-42
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• 1999

The effect was investigated that aluminium in the zinc bath has on the coating adhesion of Hot-rolled Galvanized Iron(HGI) manufactured without pickling process. It is thought that the coating adhesion of HGI manufactured without pickling process is good due to the fact that increasing aluminium content in the zinc bath makes zinc and aluminium diffuse to the cracks or pores in the scale formed through the reduction heat treatment, and Fe-Zn-Al compound with good ductility is formed in the scale layer and plays a role of anchor between zinc coating and substrate. It is possible that HGI with the good coating adhesion was produced without pickling treatment in the zinc bath with more that 3wt% of Al content even at the $550^{\circ}C$ of conventional reduction heating temperature. In creasing the temperature of heating section and aluminium content in the zinc bath prevents the Zn-Fe alloy. The corrosion resistance of HGI manufactured without pickling process is excellent because of the mixed reaction of zinc sacrifice and aluminium passivity film.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.65-65
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• 2018

갈바륨 도금강판은 알루미늄의 우수한 차폐 특성과 내열성, 열 반사성을 가지며 아연의 희생방식 특성을 겸비하여 동일 부착량의 용융 아연도금 및 알루미늄 도금강판에 비해 우수한 내식성을 나타낸다고 알려져 있다. 또한 이것은 표면이 미려하고 경제성이 높아 건자재 용도로 현재까지도 세계적으로 널리 이용되고 있다. 여기서 지칭하는 바륨 도금강판(galvalume steel)은 아연과 알루미늄 도금강판의 장점을 접목하기 위해 55 Al-43.4 Zn-1.6 Si (wt.%)로 구성되어 개발된 3원계 성분의 합금도금강판이다. 한편, 최근에는 강재의 내식성을 향상시키기 위한 다양한 연구 결과에 의해 Zn-Al-Mg의 3원계 합금도금강판도 개발되어 사용되고 있다. 이것은 기존의 아연도금 강판 보다 10배 정도의 우수한 내식성을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 특히, 이것은 도금된 평판부의 내식성은 물론 절단된 도금 단면부의 내식성도 매우 우수하다고 알려져 있다. 그러나 상기한 갈바륨 도금강판의 경우에는 도금된 표면부에 비해 단면부의 내식성이 상대적으로 취약한 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 갈바륨 도금강판의 내식성을 종합적으로 향상시키기 위하여 이 갈바륨 도금강판 상에 PVD 스퍼터링법에 의해 Mg 코팅막의 제작을 시도하였다. 여기서 Mg 코팅막은 후처리 된 갈바륨 도금강판 상에 Ar 공정압력 2 및 20 mTorr 조건 중 1.5 및 $3{\mu}m$ 두께로 제작하였다. 또한 제작한 코팅막에 대해서는 모폴로지 관찰(SEM) 및 결정구조 분석(XRD)을 하였고, 분극측정, 염수분무 시험(SST) 및 복합부식 시험(CCT)에 의해 표면 및 단면부의 내식성평가를 수행하였다. 또한 여기서는 염수분무 및 복합부식 시험 후의 시험편도 채취 하여 표면 및 단면부위에 대한 원소조성 분석(EPMA)과 결정구조 분석(XRD)을 실시하였다. 이상의 실험 결과에 의하면, 본 실험에서 제작한 Mg 코팅막은 그 두께가 두꺼울수록 표면 Mg 결정립의 크기가 증가하였고, 그 부식속도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 여기서는 공정압력이 높은 조건에서 제작한 막일수록 Mg(002)면 피크 강도가 감소하고 Mg(101)면 피크의 배향성이 증가하였다. 그때 그 막의 내식성은 향상되는 경향을 나타내었다. 그리고 종합적으로 염수분무 및 복합부식 시험 결과에 의하면 Mg이 코팅된 갈바륨 도금강판은 기존 갈바륨 도금강판 보다 내식성이 현저히 향상되었다. 특히, 단면부 내식성의 경우에는 기존 대비 5배 이상 향상되는 경향을 나타내었다. 여기서 단면부 내식특성 분석을 위한 EPMA 원소조성 분석 결과에 의거하면, 부식 초기에는 마그네슘의 부식생성물에 의해 단면부가 치밀하게 보호되고 있음을 확인할 수 있었다. 그 이후에는 부식이 지속적으로 진행됨에 따라 갈바륨 도금층에서 용출된 알루미늄 및 아연 성분이 마그네슘과 함께 치밀한 부식생성물을 형성하여 단면부를 차폐함에 따라 단면부의 내식성이 크게 향상된 것으로 생각된다. 이러한 부식생성물의 결정구조 분석 결과에 따르면, 염수분무와 복합부식 시험에서는 공통적으로 MgO, $Mg(OH)_2$ 이외에도 Simonkolleite상 등이 형성되었다. 또한 건-습 반복 부식시험인 복합부식시험 후에는 $Mg_5(CO_3)_4(OH)_24H_2O$(Hydromagnesite)상 등이 형성됨을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실험에서 후처리된 갈바륨 도금강판 상에 제작한 마그네슘 코팅막의 경우에는 상기와 같은 다양한 부식반응에 의해 표면 및 단면부에 형성된 Mg계 부식생성물과 $Zn_5(OH)_8Cl_2H_2O$(Simonkolleite)상에 의해서 표면은 물론 단면부 내식성이 크게 향상된 것으로 사료된다.

• 한국표면공학회지
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• 제32권2호
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• pp.134-143
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• 1999

The effects of silicon on galvannealing behavior of interstitial-free (IF) steels were studied. The growth rate of the Fe-Zn alloy layer was retarded as silicon in the steel added. Titanium in steel strongly favors Fe-Zn reaction, in particular outburst structures, whereas silicon inhibit them. Cross-sectional and planar views of galvannealed coatings were investigated to characterize alloy phase development. A possible mechanism to explain the retardation effect of silicon is discussed in terms of concentration on surface and inhibition layer.

• 한국표면공학회지
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• 제33권5호
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• pp.381-386
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• 2000

It was found that colloidal silica sprayed to the galvanized steel sheet apparently made the molten zinc layer solidified to be the randomly oriented fine grains. Its spraying effect was also little affected by steel temperature that had been considered as one of the major operating factors in this process. From the results of surface analysis, it is considered that aluminum dissolved in coating layer reduces silica to silicon by the oxidation-reduction reaction, and that the reduced silicon acts as a more effective nucleus in solidification reaction than phosphate salt, siica and alumina.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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• pp.182-182
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• 2009

실란, 실리카, 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매의 sol-gel 반응을 통하여 자기세정 기능과 Cr-free 기능을 동시에 나타낼수 있는 친수성 자기세정 강판용 공중합체를 제조하여용융 아연 도금 강판위에박막으로 코팅하여 그 특성을 분석하였다. 코팅층의 상부에 위치한 TI층에 의하여 광활성화를 통한 친수성표면을 형성하였으며, 코팅표면에서의 수(水) 접촉각 측정결과 10도 이하의 초친수성 특성을 나타내었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.98-103
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• 2018

산업의 발전에 따라 설비 및 재료 등 따라서 재료 표면의 특성을 내식성 및 고강도, 내마모성 등을 향상 시키기 위하여 지금까지 많은 코팅 기술들이 발전해 왔다. 그 중 CCO(CaCoO, 이후 CCO) 박막 형성은 전자재료 영역에서 연구, 사용이 되어오고 있는데, 이 CCO 박막의 특징 중 하나가 고온의 열에 강하다는 것이 있다. 특히 CCO 박막을 형성 시키는 방법 또한 비교적 간단하여 고온의 산화 분위기에 도입이 가능 할 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구에서는 이 CCO 박막의 코팅이 용융 아연 도금 설비에 적용을 하기 전에, 고온 및 Zn fume에 대한 부식성을 파악하여 용융 아연 도금 설비에 적용이 가능한지를 파악하기 위한 실험 및 분석을 실시 하였다. 우선 기본 소재 STS304 표면에 CCO 박막을 형성 시키고, 650도의 대기로에서 Zn fume의 분위기 내에서 산화 시킨 후 CCO 박막의 부식 정도를 확인 및 측정 하였다. 산화는 30일간 진행되었고, 30일 후 SEM을 이용하여 CCO박막의 형상을 확인 하였으며 동전위분극 실험을 통하여 부식성을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1392-1399
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• 2001

The flow fields inside a molten Zn pot of continuous hot-chip galvanizing process were investigated experimentally. With varying several parameters including the strip speed Vs, flow rate Q of induction heater. scrapper location and baffle configuration, instantaneous velocity fields were measured using a PIV velocity field measurement technique. Inside the strip region, counter-clockwise rotating flow is dominant. The general flow pattern inside the strip region is nearly not influenced by the strip speed Vs, flow rate Q and the scrapper location. In the exit region, the flow separated from the moving strip due to the existence of a stabilizing roll ascends to the free surface, for the cases of no scrapper and scrapper detached form the roll. On the other hand, the ascending flow to the free surface is decreased, as the flow rate Q of induction heater increases. By installing a baffle around the uprising strip, the flow moving up to the stabilizing roll decreases. In addition, B-type baffle is better than A-type baffle in reducing speed of flow around the stabilizing rolls. However, the flow ascended to the free surface is largely influenced by changing the flow rate Q, and the scrapper location, irrespective of the baffle type.