• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.16 no.6
• /
• pp.155-162
• /
• 2012

When RC (Reinforced Concrete) structures are exposed to sea water, steel corrosion can occur and this leads a degradation of structural performance. Referring the electro-deposition system with sea water from the 1st step research, durability and structural performance are evaluated in coated steel and RC members containing it in the 2nd research. In the durability performance test, Half Cell Potential test is performed and the coated steel is evaluated to have the high resistance to corrosion, which shows only 35% of corrosion velocity in normal (bare) steel. In the structural performance test, tensile strength, adhesive strength, and flexural/shear in RC member are performed. For the electro-deposit coated steel, increasing ratios of 3.2% and 8.8% are evaluated in the test of tensile strength and adhesive strength, respectively. For the structural test in RC member, there is no big difference between RC members with coated and non-coated steel in ultimate load and failure pattern It is evaluated that the chemical compound with $CaCO_3$ and $Mg(OH)_2$ from electro-deposition causes slightly increased structural performance. The electro-deposit coated steel can be more widely applied after performance verification from several tests like fatigue, resistance to impact, and long term-submerging test.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.78-87
• /
• 2012

This study is for developing a system for electro-deposition utilizing sea water containing various ions like calcium and magnesium. This is the first step research for the final goal which is a development of anti-corrosive steel for RC structure, so that this paper is mainly focused on the development for electro-deposition system. Optimum conditions for steel coating is obtained through various tests considering anode type, temperature, duration time, and current density. The composition of electro-deposition is analyzed through SEM, EDS, and XRD and it is evaluated to be $CaCO_3$ and $Mg(OH)_2$. Through measuring polarization potential and current density in the coated steel, the coating layer from the developed system is evaluated to have high resistance to steel corrosion. Additional tests and discussions on durability and structural performance in the coated steel from this work will be performed for the second step research.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.14 no.10
• /
• pp.4658-4664
• /
• 2013

This paper presents the effects of the tube materials on the heat transfer performance of double-tube heat exchangers for the development of heat exchangers using deep sea water. Heat exchangers made of titanium, aluminum. stainless steel, iron, copper, and aluminum with carbon black 0.015mm and 0.15mm coating were tested. Also, the heat transfer rate of each heat exchanger was calculated by using EES program. The calculated values were compared with the experimental ones, and the deviations were less than 10%. From the above experiment and analysis, aluminum with carbon black 15 coating can be considered the most promising candidate for the replacement of titanium heat exchanger.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2006.04a
• /
• pp.154-154
• /
• 2006

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.164-164
• /
• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.191-191
• /
• 2015

해수에 침지되어 있는 금속에 음극방식법을 실시하게 되면 $OH^-$이온이 증가하게 된다. 이때 금속기판과 용액의 계면에서 pH는 상승하고, 석출하는 피막에 영향을 준다. 표면에 형성되는 피막은 주로 부르사이트(Brucite)이고, 이는 전기화학방식의 전형적인 석회질 피막(Calcareous Deposits Film)형성 메커니즘을 따른다. 본 연구에서는 음극에 흘려주는 전류밀도 및 양극의 영향을 분석하였으며 SEM, XRD, EDS를 이용하여 피막의 조성성분과 결정구조를 확인했다. 전착피막의 내식성은 AZ31-Mg 양극 사용 시 가장 우수하였고, 전류밀도는 $1{\sim}10A/m^2$중 $5A/m^2$에서 가장 우수한 밀착력을 보였다. 따라서 위와 같은 코팅 제작 프로세스에 대한 기초적인 설계 지침을 제시함으로서 천연코팅막의 한계를 보완 할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.41 no.3
• /
• pp.183-189
• /
• 2004

Cuprous oxide (Cu$_2$O) thin films are cathodically deposited on Indium Tin Oxide (ITO) substrate. The as-deposited films were heat-treated at 30$0^{\circ}C$ to obtain Cu$_2$O. After the heat treatment, the film was changed from Cu metal into Cu$_2$O phase. The phase, morphology and photocurrent density of the films were dependent on the preparation conditions of deposition time, applied voltage, and the duration of heat treatment. The Cu$_2$O films were characterized by X-Ray Diffractometer (XRD) and Scanning Electron Microscope (SEM). The apparent grain size of the films formed by the normal method was larger than those grown by the pulse method. The CU$_2$O film what was deposited at -0.7 V for 300 sec and then, calcined at 30$0^{\circ}C$ for 1 h showed the predominant photocurrent density of 1048 $\mu$A/$\textrm{cm}^2$. And the stability of Cu$_2$O electrodes were improved with chemically deposited TiO$_2$ thin films on Cu$_2$O.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.14 no.9
• /
• pp.4117-4123
• /
• 2013

In the present study, coating corrosion characteristics of the heat exchanger for sea water are experimentally investigated. Coating types by a teflon, an electrodeposition and a ceramic+silicon were tested and compared with the corrosion characteristics of an aluminum. For the acceleration of corrosion by sea water, the temperature of sea water $70^{\circ}C$ and the concentration of salt 3.5% were considered. And the specimens were immersed in sea water during 9 weeks. Coating corrosion characteristics were measured by using the impedance method and SEM. Experimental results showed that polarization resistances obtained from Bode plot were related to the corrosion resistance of coating types, and the corrosion resistance of double coating were maintained during 4 weeks. From SEM photograph, we saw that blisters was generated on the interface between metal and coating.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2009.10a
• /
• pp.157-157
• /
• 2009

Ni 도금액 내에 나노 크기의 Al 분말을 혼입 분산한 후 전기도금 공정을 이용하여 고온 내산화성 Ni-ncAl 복합층을 제조하였다. 도금액 내 나노 분말의 분산을 위한 다양한 시도가 이루어졌으며, 전착 후 도금층 내 나노 분말의 분포를 관찰하였다. 또한, 반복 열처리 테스트 후 나노 복합 도금층의 고온 내산화성을 측정하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.309-309
• /
• 2014

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성인 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체의 전위가 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 이러한 음극 방식의 결과로 $OH^-$이온이 금속 표면 부근에 생성되고 금속/해수 사이의 pH 증가를 유발하게 되며, 높은 pH는 $Mg(OH)_2$ 및 $CaCO_3$의 석출을 유발한다. 전착 박막은 각각 1, 3, 6, 12시간 및 5, 15, $20mA/cm^2$의 전류 밀도 조건에서 자연 해수, $CO_2$ 가스가 용해된 해수 용액 내에서 스틸 기판 상에 전기적 증착기술을 가해 형성되었다. 상기 조건에서 증착 된 박막의 내용물은 주사 전자 현미경 (SEM) 및 X-선회절(XRD)에 의해 조사되었다. 또한 코팅 박막의 내식성은 전기화학적 양극 분극시험에 의해 평가되었다.