• 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.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2001년도 공동학술대회
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• pp.147-152
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• 2001

국내외적으로 철근부식에 영향을 받아 콘크리트가 변하는 특성을 실험적으로 연구한 논문이 많이 발표되고 있다. 본 연구에서는 이들 기존 연구에서 시행된 부식촉진방법, 주로 전기적인 방법을 다양한 실험을 통하여 최적방법을 찾고자 하는데 있다. 기존의 연구 중에는 "전위차 부식촉진법을 이용한 철근 콘크리트의 내부식성 예측을 위한 새로운 기법 연구"에서는 20V 직류전원장치를 NaCl용액에 직류회로를 구성한 후 양극과 음극의 전위차를 이용 전류량을 측정한 방법이 있었으며, 철근부식을 일으키는 많은 원인은 염소이온에 의한 것이다. 철근의 부식반응은 전기화학적 반응이다. 부식콘크리크 실험에 많이 이용하고 있는 자연전위법, 분극저항법, 콘크리트저항법들이 있다.(중략)

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1087-1093
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• 2014

Ti과 Nb과 같은 안정화 원소가 첨가된 스테인리스강은 입계부식 방지 효과가 있어 해양 및 조선 산업에 널리 사용되는 내식성 재료이다. 본 연구에서는 STS 304 주성분에 탄소 안정화 원소인 Ti(0.26%, 0.71%)와 Nb(0.29%, 0.46%, 0.71%)을 농도 변수로 첨가한 시편을 제작하여, 안정화 원소 함량에 따른 기계적 특성 및 전기화학적 특성을 평가하였다. 합금 원소 첨가에 따른 재료의 기계적 특성 파악을 위해 마이크로 비커스 경도기를 이용하여 경도 측정을 실시하였다. 재료의 전기화학적 특성을 파악하기 위해 타펠분석, 사이클릭 분극(Cyclic polarization) 실험, 정전류 실험을 실시하여 재료별 내식성을 상호 비교하였다. 실험 결과, Nb 첨가 시편의 경우 Nb 함량 증가에 따라 경도 향상을 나타냈으나, Ti의 경우 경도 향상 효과가 미미한 것으로 나타났다. 전기화학특성의 경우 Nb 함량 증가에 따라 대체적으로 전기화학적 특성이 개선되는 반면 Ti의 경우 오히려 전기화학특성이 열화되는 것으로 나타났다. 결과적으로, 안정화 원소의 종류와 함량에 따라 전기화학적 특성이 큰 차이를 나타내며, 해수환경에 적용되는 스테인리스강 강종 개발시 이를 고려한 설계가 중요할 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.187-192
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• 2021

본 연구는 절탄기 튜브의 저온부식 손상을 방지하기 위해 Inconel 625 용사재료를 활용하여 아크 열용사 코팅기술 적용 후 실링처리를 실시하였다. 용사코팅(TSC) 층의 내식성 분석을 위해 0.5 wt% 황산 수용액에서 다양한 전기화학적 실험을 진행하였다. 양극분극 실험 후에는 주사전자현미경과 EDS 성분분석을 통해 부식 손상 정도를 파악하였다. 자연전위 계측 시 TSC+실링처리(TSC+Sealing)의 안정적인 전위 형성을 통해 실링처리 효과를 확인하였다. 양극분극 실험 결과 TSC와 TSC+Sealing에서 부동태 영역이 확인되었으며, 부식 손상 역시 관찰되지 않아 내식성이 개선되었다. 더불어 타펠분석에 의해 산출된 부식전위와 부식전류밀도 분석 결과 TSC+Sealing의 내식성이 가장 우수하게 나타났다.

• 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 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.118-119
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• 2014

원전 운전 중 2차계통 구성재료가 부식되어 철 산화물이 증기발생기 내부로 유입된다. 유입된 철산화물은 고온고압의 환경에서 침적되어 슬러지가 된다. 침적된 슬러지는 증기발생기 전열관 재료에 응력부식균열(SCC)을 일으키는 주원인으로 원전에서는 철 산화물의 유입을 최소화하기 위해 기동전 2차계통을 순환 세정하고 있다. 해외 원전에서는 고분자 아크릴산(Polyacrylic Acid)을 순환세정시 주입함으로써 2차계통 철 산화물 제거 효율을 높인 사례가 있었다. 이에 우리 원전에서도 기동전 순환세정시 고분자 아크릴산을 주입 적용하였다. 고분자 아크릴산 주입 전 필수적으로 이뤄져야할 연구는 고분자 아크릴산이 재료에 미치는 영향평가이다. 본 연구에서는 고분자 아크릴산 농도(1, 10, 100 ppm)에 따라 2차계통 구성재료인 SA106 Gr.B와 Alloy 690의 건전성에 미치는 영향를 수행하였다. 평가방법으로는 전기화학 분극실험, 시편을 침지시켜 실험 전, 후 무게 감량을 이용한 부식률 측정, 표면 상태분석등을 이용하여 종합적으로 평가하였다. 전기화학 분극실험과 부식률 측정결과, 고분자 아크릴산 농도가 높을수록 부식은 증가하였고 고분자 아크릴산 농도 100 ppm일 때 최대 부식률이 0.037 mils로 계산되었다. 이는 부식허용 기준치(5.8 mils)보다는 100배이상 낮았으며 표면분석 결과 고분자 아크릴산으로 인한 pitting 부식은 발생하지 않았다. 이와 같은 결과로 기동시 환경에서 고분자 아크릴산 농도 100 ppm까지는 재료 건전성에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권5호
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• pp.974-980
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• 2015

해양환경 하에서 강재에 대한 방식 목적으로 Al-3%Mg 용사선재를 이용하여 아크 용사코팅을 실시하였다. 그리고 Al-3%Mg 용사코팅 층의 내식성을 개선하기 위하여 유/무기 복합 세라믹 후처리를 실시하였다. 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 다양한 전기화학적 실험 결과, 양극분극과 음극분극 실험 시 모든 전위구간에서 후처리 적용 시 전류밀도가 작게 나타나 내식성 개선이 확인되었다. 그리고 후처리된 용사코팅 층의 표면에서 관찰된 마이크로 크랙의 영향으로 자연전위 계측 시 심한 전위변동이 나타났으며, 양극분극 실험 시에는 후처리 층의 탈리손상이 용이하게 발생하였다. 그럼에도 불구하고 타펠분석을 기반으로 외부 환경차단 효과를 나타내는 코팅 효율이 92.11%로 산출되어 Al-3%Mg 용사코팅 층의 내식성이 향상되었다.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.113-118
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• 2003

폴리아닐린 분말과 고분자 계면활성제, cyclohexanone용매를 micro-milling장치내에서 분산시켜 (m입자 크기를 갖는 가공용이한 분산액을 제조하였다. 분산액을 백금 전극 위에 코팅하여 얻은 분산박막의 전기화학적 특성들은 순환전압전류법(CV)을 이용하여 조사하였다. CV의 결과에 의하면 폴리아닐린 분산박막이 순수한 폴리아닐린 박막과 유사한 전기화학적 특성을 갖는 것으로 나타났다. $3wt.\%$ NaCl용액에서 수행한 분극실험과 열린회로전위 측정 실험에서는 PANI분산액을 철표면에 코팅하면 부식전위가 증가하였다. 분산박막/철 전극의 열린회로전위값(OCP, Voc)이 분산액의 제조 조건에 따라 변화가 있음을 관찰하였다. 이러한 결과들은 본 연구에서 사용한 전도성 고분자 분산액이 철의 부식방지코팅물질로서 유용성을 갖고 있다는 것을 보여주고 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2007년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.124-125
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• 2007

3가크롬도금 공정 최적화를 위하여 다양한 전기화학적인 기법-즉, Hull cell test, 동전위 분극 실험, 정전류 분극 실험-과 표면 형상 분석이 수행되었다. 3가크롬도금은 용액 pH가 증가함에 따라 조악한 표면 형상을 가졌고, 도금액 온도 증가 시 표면 상 nodule 밀도가 낮아졌다. 본 실험 환경에서 3가크롬도금 공정 최적 조건은 pH2.5-3.0, 온도 $30-40^{\circ}C$, 인가전류밀도 $10-20A/dm^2$이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권2호
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• pp.155-160
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• 2008

본 연구에서는 다단계 전기화학적 반응기를 이용하여 환원제의 투입, 전극의 종류, 수리학적 체류시간(HRT : Hydraulic Retention Time) 및 전류밀도 변화에 따른 질산성질소의 제거효율을 살펴보았다. 실험결과, 환원제 투입은 질산성질소 제거효율을 증가시켰으며 에너지투입량은 감소시켰다. 전극종류를 변화시켰을 경우, 질산성질소 제거효율 및 전류효율의 차이는 거의 없었으나 Zn 환원제의 회수를 위해 B-type(1단 : Pt-Zn, 2단 : Pt-Zn, 3단 : Pt-Zn, 4단 : Pt-Zn)을 선정하였다. 수리학적 체류시간 변화실험에서는 수리학적 체류시간과 무관하게 동일전류밀도를 공급한 실험과 수리학적 체류시간 변화에 따른 전류밀도 변화 실험 즉, 단위부피당 동일 전류량 공급 실험을 진행하였다. 실험 결과, 수리학적 체류시간과 전류밀도 변화에 의해 농도분극현상과 적용전류량의 부족현상이 발생하게 된다. 즉 수리학적 체류시간이 감소할수록 농도분극현상은 감소하지만 단위 부피당 적용전류량이 부족하게 된다. 따라서 수리학적 체류시간과 전류밀도 실험을 통해 적절한 운전조건을 도출할 수 있으며, 내부 스페이서의 설치로 확산을 증가시킬 경우 질소제거효율 및 에너지효율이 증가될 수 있을 것으로 예상된다.