• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2016

아연계 도금 강판은 우수한 내식성을 가지며 특히 아연의 희생방식기구에 의해 철의 부식을 억제하므로 선박, 건축자재, 전자기기 및 자동차 등 다양한 분야에서 그 수요와 사용범위가 증가하고 있다. 또한 도금 조성비 변화 및 다양한 표면처리 방법을 통해 가혹한 환경에서의 우수한 내식성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 갈바륨(Galvalume)은 55%의 알루미늄(Al)과 45%의 아연(Zn)으로 되어 있으며, 아연의 장점인 희생방식성과 내알카리성, 알루미늄의 장점인 내구성과 내열성, 내산성을 이상적으로 결합시킨 알루미늄(Al)-아연(Zn) 고내식 합금용융도금강판이다. 본 연구에서는 갈바륨 소재를 여러 산업현장에서 강관 형태로 사용할 경우의 내식성을 파악하기 위해 갈바륨 강관과 기존에 사용되고 있는 용융도금재인 용융아연도금 강관을 비교하며 실험을 진행하였다. 냉간압연강관에 용융아연도금 약 $25{\mu}m$, 갈바륨 약 $20{\mu}m$ 두께로 제작된 강관을 사용하였으며 제작된 도금층 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고, XRD 분석을 통해 결정 구조를 확인하였다. 또한 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 자연침지 시험 및 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극분극 시험을 진행하여 평가하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 용융아연도금의 경우 단면에서는 90시간, 표면에서는 260시간 경과 후 적청이 발생하였다. 반면, 갈바륨의 경우에는 단면에서 210시간 경과 후에 적청이 발생하였고, 표면의 경우에는 900시간 이상에서도 적청이 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 용융아연도금에 비해 갈바륨 도금의 내식성이 단면에서는 3배, 표면에서는 4~5배 이상 향상된 것으로 확인되었다. 또한 3% NaCl 용액 중 자연침지 시험 결과 용융아연도금 강관 표면은 24시간 경과 후 열화부를 중심으로 흑변하는 것을 확인할 수 있었으나 갈바륨의 경우에는 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 No Scribe 및 Scribe 시편 모두 외관상 변화가 거의 없었다. 단면의 경우, 용융아연도금 시편은 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 외관상 변화가 없었으며, 갈바륨 시편의 경우 300시간 경과 하면서 흰색의 아연 부식생성물이 나타났으나 900시간 이후로도 적청은 발생하지 않았다. 자연전위 측정결과 용융아연도금 및 갈바륨 시편 모두 유사한 전위거동을 나타냈지만 단면의 경우 갈바륨 시편이 용융아연도금에 비해 안정적인 거동을 보였다. 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극 분극 시험 결과 용융아연도금이 갈바륨에 비해 귀한 방향의 부식 전위 값을 나타냈으며, 부식 전류밀도도 용융아연도금이 갈바륨에 비해 더 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 염수분무시험, 자연침지시험 및 전기화학적 양극분극시험을 통해 종합적으로 분석-고찰하여 보면, 그 부식이 진행되는 과정은 융융아연도금과 달리 갈바륨 도금의 경우가 다단계적인 부식 과정을 거치면서 우수한 내식 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 즉, 갈바륨 도금은 그 도금 막에 분포된 합금상 원소 성분들이 상호 갈바닉(Galvanic) 작용하며 형성된 부식생성물이 수평적으로 자체 차단(Barrier) 역할을 하는 과정과 부분적 부식-회복 과정을 거치면서 다단계적으로 부식속도를 감소시키게 된다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권1호
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• pp.21-26
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• 2009

이차원 표면균열을 가진 재료의 모드 I 응력확대계수($K_1$)를 교류전위차법으로 효과적으로 계측할 수 있는 방법을 결정하기 위해 하중이 가해질 때 균열면을 포함한 시험편 내부 및 외부의 자속 변화 해석이 필요하여 이를 이론적 및 실험적으로 규명하였다. 이론 해석 결과 균열면 사이의 공기중 자속은 시험편에 하중을 가하여도 변하지 않았으며, 실험 결과와 일치하였다. 따라서 유도기전력을 많이 유도할 수 있도록 제작된 계측계로 측정한 하중에 따른 교류전위차 변화는 시험편의 내부 인덕턴스 변화와 시험편 내부 인덕턴스 변화와 관련된 상호 인덕턴스 변화에 의하여 발생한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.80-80
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• 2011

세계 기후 변화와 불안정한 유가 변화에 대응하고 국내산업의 저탄소 녹색성장을 위해 신재생에너지 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 해양에너지 중에서 조류발전은 대규모 댐을 건설할 필요가 없어 비용이 적게 소요되고 특히 날씨 변화나 계절에 관계가 없고, 발전량이 예측 가능하므로 신뢰성 있는 에너지원으로 적용이 가능하다. 조류발전기 블레이드에 폴리머계 복합재료와 스테인리스강이 대부분인데, 이 재료는 특정 회사에서만 제작 가능하며, 충격에 약하고, 균열전파 속도가 빠르며, 대단히 고가이며, 수입에 의존하고 있는 실정이다. 이러한 조류발전에 사용되는 블레이드는 가혹한 부식, 캐비테이션 그리고 침식환경에 노출되어 있어 내구성이 우수한 제품개발이 대단히 중요하며, 조류발전 블레이드를 동합금으로 제작시, 내식성이 뛰어나며 구리의 특성상 해양생물 서식을 방지할 수 있고, 내캐비테이션 특성, 내구성, 가공성 및 유지보수가 용이한 장점이 있다. 이러한 동합금에 WC-27NiCr와 WC-10Co4Cr를 초고속 화염용사(HVOF)를 이용하여 코팅층의 캐비테이션 특성 및 전기화학적 거동을 연구하였다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 WC-27NiCr와 WC-10Co4Cr이 용사코팅된 시험편을 사용하였다. 다채널 부식시험기인 WonA-tech WMPG-1000을 이용하여, 자연전위를 측정하였으며, 분극실험은 자체 제작한 홀더를 사용하여 $0.3318cm^2$를 노출 시켜 실험하였다. 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금 전극을 사용하였다. 양분극과 음분극 실험을 통해 개로전위에서의 부식거동을 확인하였고, 정전위 실험도 실시하였다. 실험 종료 후 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하여 코팅층 표면의 손상거동을 관찰하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 사용하였다. 수조는 전기화학적 부식의 영향을 고려하여 아크릴로 제작하였고, 시험편은 실험장비에 맞게 파인커팅머신을 이용하여 $20mm{\times}20mm$로 절단하여 사용하였으며 혼과 대향하도록 하여 1mm 간격을 두어 실험하였다. 실험 실시 전, 미소전자저울을 사용하여 무게감소량을 측정하였으며 표면관찰을 통하여 캐비테이션 거동을 관찰하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권5호
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• pp.187-190
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• 2023

본 연구에서는 ZnO-Na₂O-B₂O₃-SiO₂ 계 유리에 CaO의 첨가에 따른 유리의 열적, 화학적 특성, 표면 제타전위 및 항균특성을 분석하였다. 유리 조성에 따른 열적 특성은 DTA 분석을 통해 확인하였고, 30ZnO-xCaO-20Na₂O-30B₂O₃-(20-x)SiO₂ (x = 0, 2, 4, 6, 8, 10 mol%)계 유리에서 CaO 함량이 증가함에 따라 유리전이온도가 줄어드는 것을 확인하였다. CaO 함량이 늘어날수록 유리 구조가 약화됨에 따라 더 많은 Zn²⁺ 이온이 용출되었고, 알칼리 및 알칼리 토류의 초기 급속한 용출로 인해 유리의 표면 제타전위가 증가함을 확인하였다. 이러한 이유로 유리의 항균활성 또한 급격하게 개선됨을 확인하였으며, 대장균(gram negative)과 황색포도상구균(gram positive) 모두에 대해 99.9 % 항균 활성을 갖는 항균 유리를 개발할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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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.

• 분석과학
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• 제24권4호
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• pp.275-281
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• 2011

세제 제조시설 폐수의 유기물을 틀로 하여 $Al(OH)_3$과 $H_3PO_4$의 반응으로 $AlPO_4$-계 물질을 합성하였다. 소성된 $AlPO_4$-계 물질을 APTMS, 석신산 무수물과 반응시켜 표면을 카르복실기로 바꾸었다. 분말 XRD 결과, 특징적인 $AlPO_4$-계 물질의 패턴을 얻었으며, 물질의 형태는 SEM으로 조사하였고, 작용기는 FT-IR 분석으로 확인하였다. 증류수에 분산시킨 고체의 표면 전위 측정 결과, $AlPO_4-NH_2$는 양의 표면 전하를 갖는 반면, $AlPO_4$-COOH는 음의 표면 전하를 갖는 것으로 나타났다. 합성된 $AlPO_4$-계 물질을 이용하여 수용액에서 유해 중금속의 제거 실험을 수행하였다. 납 이온은 표면에 존재하는 카르복실기와 착물을 형성하며 물질에 흡착되었고, 흡착 분배계수는 91.1 mL/g이었다. 결론적으로 본 연구에서 고찰한 $AlPO_4$-계 물질은 수환경에서 유해 중금속 이온의 제거에 활용될 수 있을 것이다.

• 대한화학회지
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• 제26권6호
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• pp.369-377
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• 1982

염기성 용액에서 니켈표면에 생성되는 양극 산화막의 성질과 그 생성 메카니즘을 알아보기 위하여 반사율 측정과 타원편광 반사법 측정을 동시에 하는 실험방법을 이용하였다. 과도적 변화의 측정을 위하여 파라데이 효과에 의한 평면편광의 변조를 이용하여 타원편광 반사계를 자동화하였다. 높은 순도의 다결정성 니켈을 연마한 후 환원전위에서 부동화전위로 전위를 갑작스럽게 변화시켜 전기화학적으로 부동화를 유도하면서 생성되는 표면막의 반사율(r)과 타원편광 반사법 파라미터들(${\Delta},{\Psi}$)의 변화를 자동화타원편광 반사계를 사용하여 기록하였다. 생성된 표면막의 광학상수들 n,k와 두께 ${\tau}$를 결정하기 위해서 컴퓨터로 세가지 광학 측정치를 포함하는 세개의 연립방정식을 풀었다. 이러한 계산값들의 크기와 그 값들이 pH와 시간에 따라 변하는 모습을 살펴 본 결과, 니켈의 부동화는 $15{\AA}$ 미만의 얇은 표면막으로도 효과적으로 이루어질 수 있으며, 이 부동화막은 작은 흡광계수를 갖고 있는 것으로 보인다. 또한, pH가 클수록 부동화상태에 빨리 도달하며 생성된 부동화막의 구조도 더욱 치밀해지는 것으로 보인다. 실험 결과들은 부동화막의 조성은 부동화가 이루어지는 초기에는 $Ni(OH)_2$에 가까우나 시간이 경과함에 따라 부분적으로 탈수되어 NiO로 변한다는 추정과 부합한다.

• 공업화학
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• 제9권4호
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• pp.569-573
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• 1998

1-부틸아민과 에피클로로히드린의 축합체 (PBE)인 새로운 수용성고분자를 합성하고, 적외선 스펙트럼과 레이저 광산란에 의한 산란광의 강도 측정에 의한 분자량 결정, 그리고 제타전위를 측정하여 PBE의 특성을 결정하였으며, PBE와 콜로이드상 벤토나이트입자들의 상호작용에 관해서도 연구 하였다. PBE는 그 골격에 3차 암모늄기를 가지고 있으며 분자량은 1600정도로 비교적 작은 편이었으며, PBE가 콜로이드성 벤토나이트입자에 흡착되는 현상은 Langmuir흡착등온식으로 잘 묘사되었다. 음전기를 띤 콜로이드성 벤토나이트입자 표면에 PBE의 흡착이 진행되면서 $\zeta$ 전위가 음의 값에서 양의 값으로 변하는 결과로부터 PBE가 양이온성고분자전해질인 것과 pH변화 및 $Ca^{2+}$ 이온의 농도변화로부터 PBE가 벤토나이트 표면에 흡착되는 현상은 양이온교환형식으로 이루어지는 것을 확인하였다. 또한 PBE는 무기계 콜로이드인 벤토나이트 현탁액과 소화슬러지에 대해서 응집효과를 가지고 있음이 밝혀졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권2호
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• pp.319-324
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• 2020

전기와류 불안정성은 전기투석 장치, 갈바니 전지, 전해 전지 등의 이온-선택성 이동 현상계에서 발견되는 비선형 이동 현상이다. 이 불안정성은 이온-선택성 표면 근처 공간 전하층의 요동에 의해 발생하며, 불안정성의 발현은 물질 전달 속도를 증가시켜 준다. 따라서 전기와류 불안정성은 물질 전달 측면에서 중요한 의미를 가진다. 최근의 실험적 기법들이 불안정성의 직접적 가시화를 가능하게 해주었으나, 실험적 한계점에 의해 불안정성의 원론적 연구는 제한된 영역에서만 이루어지고 있다. 본 연구에서는 일정 전위 모드에서의 전기와류 불안정성에 대한 수치 해석을 진행하여 전류-시간 곡선과 불안정성의 거동 간의 상관관계를 밝히고자 하였다. 시간-분해 해석을 통하여, 불안정성의 발달 거동을 SCL 형성 - 전기와류 불안정성의 성장 - 정상 상태 도달로 구분 지었다. 더불어, 인가 전위에 따른 전이 시간들의 크기 법칙 또한 수치적으로 유도하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.206-206
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• 2003

현재, 메탈의 내부식성 코팅막 제조에 사용되고 있는 크로메이트 기반 코팅제는 유독성 물질에 대한 환경 규제에 따라 조만간 사용이 금지 될 예정이다. 본 연구에서는 이러한 유독성 금속 내부식성 코팅제를 대체할 새로운 코팅 재료로 부식 억제제가 결합된 수용성 졸을 제조하고 그 특성을 보고하고자 한다 부식 억제제가 결합된 수용성 졸은 부분 가수 분해된 GPS((3-glycidoxypropyltriethoxysilane)에 Zirconiumoxychlorideoctahydrate 혹은 cerium nitrate를 일정 양 첨가하고 이온 교환수에 희석하여 제조하였다. 이 코팅 졸을 아연 도금 강판에 딥 코팅법으로 코팅한 후 상온에서 건조하고, 80~15$0^{\circ}C$에서 열처리하여 염수 분무 시험으로 백청 발생 정도를 관찰하여 내 부식성을 조사하였다. 코팅막의 두께는 수직으로 절단한 면을 전자 현미경으로 관찰하여 측정하였으며, 표면의 경도는 연필 경도계로 조사하였다. 또한 코팅막의 부식 전위는 전기화학적인 방법으로 분석되어 부식억제제의 종류에 따른 효과도 정량적으로 비교되었다.