• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.154-154
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• 2015

현재 액체로켓 엔진 연소기 내벽은 bonding layer NiCrAlY과 Top layer $ZrO_2$가 플라즈마 용사 방식으로 형성 된다. 이는 뛰어난 열 차폐 특성과 작업시간이 짧은 장점이 있지만, bonding layer와 Top layer 사이의 열팽창 계수 차이로 인한 균열 발생 가능성이 내재 되어 있고, 연소실 내벽에 균일한 두께의 코팅층을 형성하기 어렵고 설비가 비싸다는 단점으로 인하여 세라믹 코팅 층을 금속 코팅 층으로 대체 하고자 한다. 금속 코팅층은 모재와의 밀착성이 높고, 우수한 산화 및 부식방지 기능을 가지며 저렴하다는 장점이 있다. 또한 코팅 후 연마 작업이 가능해 연소실 내부형상을 설계조건 대로 유지 할 수 있는 특징이 있다. 따라서 본 연구에서는 연소실 내벽에 적용할 모재, 무전해 Ni-P 도금과 전해 Cr 도금층 사이의 밀착력 향상을 위한 방법에 대한 연구를 하였다. 밀착력 향상을 위한 요소로 전처리 용액과 열처리 시간에 따른 영향을 알아보고자 하였으며, 이를 위해서 5가지의 산세 용액으로 각 시편을 산세 한 후, 6시간, 12시간, 18시간 열처리 하여 단면을 비교하여 열처리에 영향을 알아보고자 하였다. 연구 결과 산세 용액의 영향은 크게 나타나지 않았으며, 열처리 시간이 길수록 Ni-P/Cr의 확산이 더 잘 일어나 확산층이 더 넓어지면서 밀착력이 더 좋아 진 것으로 판단되어 진다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.182-182
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• 2013

빗각 증착은 입사 증기가 기판에 수직하게 입사하는 일반적인 공정과는 다르게 증기가 기판의 수직선과 $0^{\circ}$ 이상의 각을 갖는 증착 방법을 의미한다. 빗각 증착으로 코팅층의 구조를 제어하기 위해서는 기판에 입사되는 코팅 물질의 증기가 일정한 각도를 유지해야한다. 공정 압력이 높아서 증기의 자유행로가 짧아지면 기판에 도달하는 코팅 물질이 일정한 각도를 유지하지 못하기 때문에 코팅층의 구조제어가 어렵고 일반적인 코팅 공정과 유사한 구조의 코팅층을 얻게 된다. 빗각 증착을 공정 압력이 비교적 낮은 전자빔 증착이나 열 기상증착 등의 코팅 공정에서 실시하는 이유이다. 본 연구는 공정 압력이 ${\sim}10^{-3}$ torr로 비교적 높은 스퍼터링 공정에서 빗각 증착을 실시하여 코팅층의 구조제어가 가능한지를 확인하였다. 실험에 사용된 물질은 알루미늄이었으며 빗각은 $0{\sim}90^{\circ}$를 사용하였다. 실험 결과 빗각의 크기가 $60^{\circ}$ 이하에서는 알루미늄 박막의 구조 변화를 관찰하지 못했으며 $45^{\circ}$와 같은 특정한 빗각에서 밀도가 높은 코팅층을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 밀도를 갖는 알루미늄 박막은 강판의 부식을 방지하기 위한 보호막으로 적용이 가능할 것으로 판단되며 염수분무시험 결과 200시간 이상의 높은 적청 발생 시간을 보였다. $60^{\circ}$ 이상의 빗각으로 코팅된 알루미늄 박막에서 독립적으로 형성된 주상정을 관찰할 수 있었다. 빗각의 크기가 $90^{\circ}$로 스퍼터링 타겟과 기판을 수직하게 위치시켜도 알루미늄 박막이 코팅되는 것을 확인할 수 있었으며 일정한 각도를 가지는 주상정을 관찰할 수 있었다. 이러한 주상정의 알루미늄은 비교적 큰 표면적을 가지고 있기 때문에 가스 센서 등 다양한 응용분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 앞서 설명한 실험결과와 같이 스퍼터링과 같이 공정 압력이 비교적 높은 공정에서도 빗각 증착을 이용한 코팅층의 구조 제어가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.6
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• pp.98-103
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• 2018

Many coating technologies have been developed so far to improve the corrosion resistance, strength, abrasion resistance and other surface properties of materials and equipment. Among them, the formation of CCO (CaCoO, then CCO) thin films has been studied and used in the electronic material field. One of the characteristics of CCO thin films is that it is resistant to high temperature heat. Particularly, the method of forming the CCO thin film is relatively simple, and it was judged that it could be introduced into the existing equipment. Therefore, in this study, an experiment and analysis were carried out to determine whether the coating of CCO thin films can be applied to hot dip galvanizing facilities. A CCO thin film was formed on the surface of STS304 base material and oxidized in a Zn fume atmosphere in a $650^{\circ}C$ furnace with an air atmosphere. Oxidation was carried out for 30 days, after which the shape of the CCO thin film was confirmed by SEM and its corrosivity was analyzed through a potentiodynamic polarization experiment.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.108-108
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• 2018

무전해 니켈도금 층은 마모, 마찰, 스크래치, tribology 등에 대한 내구성뿐만 아니라 내식성도 우수하여 산업현장에서 널리 적용되고 있다. 일반적으로 무전해 니켈도금 층의 내구성은 경도 값과 직접적인 상관관계를 가지며, 그 값은 약 $400-500H_V$ 정도이다. 이러한 무전해 도금 층에 대하여 약 $400^{\circ}C$에서 1시간 정도 열처리를 실시하면 경도 값은 약 $800-1000H_V$ 정도로 현저히 증가되고 내구성 역시 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 해양환경에서 발생되는 캐비테이션 침식 부식에 대한 무전해 니켈도금 층의 열처리에 관한 연구는 거의 전무한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 회주철의 캐비테이션 침식 부식을 방지하기 위해 무전해 니켈도금 후 다양한 온도와 시간으로 열처리를 실시하여 도금 층의 캐비테이션 침식 부식 특성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 회주철(FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 가공하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 무전해 니켈도금을 실시하였다. 그리고 캐비테이션 실험은 ASTM G32 규정에 의거하여 천연해수 내 $30^{\circ}C$에서 $50{\mu}m$의 진폭으로 실시하였다. 그 결과 열처리 적용 시 EN 도금의 표면경도가 현저히 증가하여 캐비테이션 침식 부식 저항성이 상당히 개선되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.139-139
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• 2018

최근 자동차 산업을 중심으로 한 수송용 기기의 경량화 추세에 따라 대표적인 경량금속 소재인 알루미늄 합금에 대한 수요가 증가하고 있으며 이에 따라 알루미늄 합금 표면에 다양한 특성을 부여할 수 있는 표면개질 기술에 대한 필요성이 부각되고 있다. 알루미늄 합금의 대표적인 표면처리기술인 아노다이징과 유사한 원리로 표면에 세라믹 코팅층을 형성할 수 있는 기술인 플라즈마 전해 산화(Plasma electrolytic oxidation, PEO)가 주목을 받고 있다. PEO 코팅법은 전해액 내에 소재를 침지시키고 400 ~ 600V에 이르는 고전압을 인가시켜 마이크로 방전을 유도하여 표면에 치밀한 세라믹 층을 형성시키는 기술이다. 본 연구에서는 PEO법으로 표면 개질된 Al 합금 표면의 표면 조직 특성과 전기화학 특성을 평가하고, 코팅층 특성에 미치는 공정 변수의 영향을 분석하고자 하였다. PEO 처리를 위해 사용된 소재는 상용 Al 합금 판재(Al 5083-O)로서 $2cm{\times}2cm$로 절단하여, 에머리페이퍼로 1000번까지 연마하여 사용하였다. 시험을 위한 PEO 처리 시스템은 전해액 수조, 일정 온도 유지를 위한 열교환기와 칠러, 전원 발생을 위한 전원공급기(power supply)로 구성되었다. 전해액은 약 알칼리 수용액을 이용하였으며, 전원 공급기를 통해 시험편에 펄스 전류를 인가하였다. PEO 처리 후 시편에 대하여 SEM, EDS, XRD 등을 이용한 표면 특성 평가를 실시하였다. 또한 코팅층의 전기화학적 부식 특성 평가를 위해 해수용액에서 동전위분극실험을 실시하였다. 시험 결과, Al 합금의 PEO 처리 시 내식성은 개선되는 것으로 확인되었으며, 공정변수는 표면의 미세조직 및 전기화학적 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.9
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• pp.92-100
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• 2017

The Helicopter MRA Control Rod System has the important function of controlling the speed, height, and direction of helicoptersby adjusting the main rotor disc. However, the ingress of water into the inner control rod can cause ice damage in the rod during winter operation and also corrosion;these defects need to be rectified. The water flowed into the control rod through the upper side space, and the rod was cracked during icing expansion occurring at low temperature. The corrosion occurred due to the lack of coating process during the manufacturing process. To resolve these problems, the upper rod was sealed to prevent water inflow and a coating process was added to prevent corrosion. These solutions were verified by awaterproof test and a salt fog test. The phenomena, causes and measures were reviewed and the methods of improvement were established and proven. This proposed technology to prevent water infiltration and corrosion will contribute to the safety of rotary wing aircraft.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.19 no.3
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• pp.62-69
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• 1995

In order to investigate the effect of TiN coating on corrosion fatigue behavior of metal, the rotary bending corrosion fatigue tests were carried out in 3% NaCl solution by using the round bar specimens of high-speed steel, SKH-9, coated with TiN by PVD method. From the experimental results, fatigue strength of TiN coating steel in air was obvious improvement as compared with that of the substrate because of the restriction of dislocation movement in near surface of the substrate by hard thin film. In 3% NaCl solution, corrosion fatigue life of TiN coating specimen in high stress level was improvement same as in air. But in low stress level, corrosion fatigue life of TiN coating one was equivalent to that without coating, due to much crack initiated from corrosion pits formed at the substrate by failure of coating layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.353-353
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• 2015

실용금속 중 가장 가볍고, 비강도 및 방진성 등이 우수한 Mg을 증발금속으로 하여 무공해 PVD방법중 하나인 진공증착(Vacuum Deposition)법으로 기판(Al 및 Zn기판) 상에 박막을 제작하였다. 부식환경 중 강판상의 마그네슘막은 약 -1300mV/SCE의 비한 전위값을 가지며 $Mg{\rightarrow}Mg^{2+}+2e^-$ 반응에 의해 기판의 부식을 방지한다. 본 실험에서 제작한 Mg막의 부식시험 결과에 의하면 졀정입이 미세한 입상정의 몰포로지가 내식성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 여기서 Mg코팅 제작 프로세스에 대한 기초적인 설계 지침을 제시하였고 기존의 강판에서 대두되는 내식성에 대한 문제를 보완할 수 있을 것이라 사료된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.143-143
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• 2015

아연 박막은 부식으로부터 강판을 보호하기 위해 널리 사용 되고 있으나, 산업의 발전으로 코팅의 사용 환경이 가혹화 되어 박막 내식성의 향상이 요구 되고 있다. 최근 아연계 합금 박막의 개발을 통해 냉연강판의 내식성을 향상시키기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 본 연구에서는 Zn/Mg/Zn 삼중층 박막을 합성하고 어닐링 열처리 온도에 따른 합금상의 변화와 그에 따른 박막의 내식성에 관한 연구를 진행하였다. XRD와 동전위 분극 시험 결과, MgZn 상이 형성 된 박막은 상대적 낮은 부식전위와 높은 부식 전류 밀도를 보였으며, 이는 MgZn 상 형성이 박막의 내식성 감소의 원인으로 작용한다는 것을 나타낸다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.358-359
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• 2019

철교나 석유비축기지 탱크저판 및 각종 매설관로 등 대부분 철 성분 골조는 시간이 경과하면 주변의 환경에 따라 부식이 급격히 일어난다. 이러한 철강재가 부식되는 철강재가 시설물의 주요 구성물이 되고 있는 시설물의 수명을 크게 단축시키는 주요원인이 되고 있다. 이에 대한 대비책으로 방청도료나 코팅을 이용하는 방법과 달리, 전기적으로 전위차를 같게 하여 부식을 방지하는 전기방식법을 적용함에 있어 방식전류가 불균일한 경우 양극 소모가 불균일함에 따라 교체시기 문제를 극복하기 위해 회로 등가 임피던스 추정 및 RF 릴레이 장착한 TB를 이용한 방식전류제어장치를 개발하였다.