• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.150.1-150.1
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• 2013

가속기 건설과 운영 기반기술을 접목시켜 일반적인 진공 소재로 많이 사용되는 스테인리스강에 두꺼운 크롬산 피막을 형성하여 극 고진공용 우주환경 모사용으로 적용 가능한 표면처리에 대해서 알아보았다. 산 처리제를 사용한 부동태피막 형성 방법, 전해연마에 의한 방법, 전해연마 부동태 피막형성 후 다시 산 처리제에 침전하는 방법을 비교하였다. 본 발표에서는 인위적으로 강하고 두꺼운 크롬산 피막을 형성하는 방법을 제시하고 그 방법에 따른 크롬 산화층 두께 변화를 관찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.351-351
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• 2015

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.79-79
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• 2018

마그네슘은 나트륨, 알루미늄과 함께 지구상에서 가장 풍부한 금속 중 하나로서 밀도가 약 $1.74g/cm^3$으로서 구조용 금속재료 중 가장 가볍고 우수한 비강도를 지니고 있으며, 우수한 열전도도, 전기전도도, 전자파 차폐능을 지닌다. 최근 마그네슘 및 그 합금은 항공기, 자동차, 전자제품, 기계류 및 생활용품 등에 쓰이고 있으며, 사용량 및 적용범위가 매년 급격히 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘합금은 매우 낮은 표준 환원전위와 치밀하지 못한 표면 산화막으로 인하여 부식에 대한 저항성이 매우 취약하다는 한계를 가지고 있다. 따라서 마그네슘합금의 표면처리 가운데 부식에 대한 저항성을 보완할 수 있는 방법은 활발한 마그네슘합금의 응용에 필수적이다. 이러한 마그네슘합금의 내식성을 향상시키고자 전기화학적 플라즈마 전해 산화처리 (Plasma Electrolytic Oxidation)를 하게 되는데, 아노다이징, 화성피막처리 등 과 같은 기존의 산업적 표면처리 방안으로는 불가능한 수준의 표면경도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 두꺼운 산화피막 형성을 통해 이들 합금이 가진 기본적 취약점인 내식성 문제를 보완할 수 있는 장점이 있지만, 다공성 산화피막 형성만으로 기대할 수 있는 내식성 향상 효과가 매우 크지는 못하다. 따라서 다공성의 양극산화피막의 단점, 즉 다공성 물질로 부식성 물질의 이동을 허용할 수 있는 공간을 가지는 구조를 개선시킬 수 있는 추가적인 처리를 필요로 한다. 본 연구에서는 발수성 표면처리를 이용하여 다공성 구조물의 표면이 물에 대한 저항성을 가지도록 함으로써 초발수성 표면을 구현하고자 하였다. 이러한 방법은 기존의 후처리 방법인 봉공처리로는 얻을 수 없었던 다공성 구조물로의 부식성 물질의 침투를 억제할 수 있었으며, 상당한 수준의 내식성 향상 효과를 보여주었다. 또한 물에 대한 반발성은 표면에 물의 이동성을 높이는 효과를 보여주며 이로 인하여 자기세척 효과도 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.119-119
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• 2012

경질 Anodizing에 비해 플라즈마 전해산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)에 의해 생성된 알루미늄 피막의 내식성이 우수하다고 알려져 있다. PEO는 기존의 Anodizing 피막에 비해 내구성이 우수한 피막이기 때문에 일부 산업 분야에서 기존의 피막보다 PEO 피막을 선호하고 있다. 플라즈마 전해산화는 400V 이상 고전압하에서 Anode에 생성되는 스파크에 의한 산화반응을 이용하여 금속 표면에 산화 피막을 생성하는 공정이다. 전처리 과정을 거칠 필요가 없기 때문에 친환경적이며, 공정 과정도 복잡하지 않다. PEO의 여러 가지 특성(내전압, 플라즈마 부식성, 화학 부식성, 실시간 파티클)을 한국표준과학연구원이 보유한 장비들을 사용하여 분석하여, 기존의 Anodizing 피막과 비교 평가하였다. 이 실험 결과를 바탕으로 기존의 피막보다 우수한 특성을 가진 PEO 피막을 개발 진행 중에 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.98.2-98.2
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• 2017

본 연구에서는 다양한 농도의 수산화나트륨 수용액에서 AZ31 마그네슘 합금의 양극산화 거동에 미치는 인가 전류밀도의 영향에 대해 알아보았다. 다양한 크기의 DC 전류를 인가하여 양극산화 거동을 확인하였으며, 형성된 피막의 표면구조를 optical microscope, confocal scanning laser microscope 등을 이용하여 관찰하였다. 연구결과, 인가 전류밀도에 따라 세 가지 유형의 voltage-time curve를 얻을 수 있었으며, voltage-time curve의 유형에 따라 서로 다른 피막 색상과 표면구조를 형성함을 발견하였다. 수산화나트륨 전해액에서 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마 전해산화 피막은 0.6 M 이상의 농도를 가진 수산화나트륨 용액에서 임계값 이상의 전류밀도를 인가하였을 경우에만 형성됨을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.168-168
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• 2016

최근 크로메이트 피막의 대체로서 실란 커플링제를 사용한 화성처리가 주목되고 있다. 실란 커플링제는 $R^{\prime}-(CH_2)_n-Si(OR)_3$로 나타내며 OR은 가수분해 가능한 메톡시기, 에톡시기 등의 알콕시기이다. OR기는 가수분해하여 반응성이 높은 시라놀기(-SiOH)를 생성하여 금속표면에 흡착하기 쉽다. 이후, 건조할 때 탈수 축합하여 공유결합이 가능하다. R'는 탄화수소에 한정되지 않고 성질이 다른 원소의 관능기를 나타내며 아미노(amino)기, 글리시딜(glycidyl)기, 멜캅토(melcapto)기, 비닐(vinyl)기를 들 수 있다. 실란 커플링제 가운데 아미노기를 갖는 실란 커플링제는 아연도금 강판을 포함한 다양한 금속의 내식성을 향상시킬 수 있는 화합물의 하나이다. 본 연구에서는 아미노기를 함유한 실란 커플링제에 인산 수용액을 도포하여 수세하지 않고 건조하여 피막을 형성시켰다. 또 부식거동 조사를 목적으로 아미노기를 함유한 실란 커플링제를 사용하여 초산첨가의 경우와 비교하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.313-314
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• 2012

본 연구는 반도체 배선형성에 있어 무전해 방식의 동(Electroless Copper) 피막특성에 관한 연구이다. 반도체 동 배선을 습식 무전해 도금공정을 이용하여 형성하였고, 이의 피막에 대하여 기본적인 표면 및 단면 조직이나 결정구조, 밀도, 석출속도, 밀착성 등을 분석하였다. 이어, 배선용 특성으로 요구되는 배선 비저항과 열처리에 따른 저항변화를 실험을 통하여 고찰하였고, 표면조도 및 조직구조에 따라 EM에 대한 영향성을 고찰하였다. 이어 AR3.0에 배선폭 30nm급의 초미세 배선상에서의 Gap-fill 상태를 확인한 결과 void없이 충진됨을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.670-677
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• 2010

가혹한 부식환경 하에 사용되어 지고 있는 다양한 강구조물에 대해서 많은 표면방식법이 있다. 그 중의 한방법인 용사는 다양한 강구조물의 표면방식을 위하여 비교적 최근에 개발된 유용한 방식법이다. 그러나 용사피막도 환경오염의 가속화에 따라 점차 더욱 좋은 내식성을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 아아크 용사에 의해서 도막두께 $200{\mu}m$의 피막을 만들었으며, 피막의 종류는 순 아연,순 알류미늄, 합금피막(Al:Zn=85:15) 및 (Al:Zn=95:5)의 합금피막이었다. 그리고 이들 피막의 내식성을 해수용액에서 전기화학적인 방법으로 고찰 하였다. 순 알류미늄 피막은 다른 피막에 비해서 비교적 상당히 좋은 내식성을 보였다. 그리고 합금피막도 역시 순 아연피막에 비해서 좋은 내식성을 보였다. 특히 순 알류미늄 피막은 갈바륨 용사라고 알려진 합금피막(Al:Zn=85:15)보다 해수용액에서 내식성이 상대적으로 좋았음이 관찰되었다. 순 아연의 부식된 표면양상은 입게부식의 형태를 나타내었으나 순 알류미늄과 합금피막은 균일부식의 형태를 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제18권2호
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• pp.79-83
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• 2008

본 논문에서는 초기 산화 피막의 형성이 전기화학적 방법을 이용한 다공성 알루미나 막 제작에 미치는 영향을 살펴보았다. 다공성 알루미나 막의 제작은 전해 연마된 알루미늄 포일을 사용하여 두 치체의 양극산화 과정을 통해 이루어졌으며 양극산화 시초기 산화 피막이 알루미나 막 표면의 기공구조형성에 미치는 영향을 알아보고자 일차 양극산화 전 1 V의 낮은 전압으로 약 10nm두께의 산화 피막을 형성하였다. 이후 옥살산 용액 안에서 40V의 전압으로 양극산화 과정을 수행한 결과 양극산화 반응은 매우 안정적이었으며 측정된 양극산화 전류 역시 일정하게 유지됨을 알 수 있었다. 이와 달리 초기 산화 피막이 형성되지 않았을 경우 양극산화 과정은 매우 불안정하였으며 양극산화 과정동안 전류가 계속적으로 증가함을 보였다. 이러한 결과를 통해 알루미늄 포일 표면에 초기 산화 피막을 형성함으로써 전기장의 불균일한 분포에 의해 발생하는 표면 손상을 방지하며 안정적인 양극산화 과정을 통해 다공성 알루미나 산화 막을 제작할 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.183-189
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• 2018

본 연구에서는 용사기법에 의해 콘크리트 표면에 금속피막을 형성하는 새로운 마감 의장기법의 가능성을 검토하기 위하여, 콘크리트의 함수율 변화에 따른 금속피막의 부착성능에 대하여 실험적인 연구를 수행하였다. 그 결과, 선재의 색은 용사 후에도 변하지 않는 것을 알 있었고, 콘크리트 부착강도 기준인 2.5 MPa를 확보하기 위한 하지 콘크리트의 함수율을 10% 이하로 관리하면 금속피막의 부착강도눈 확보되는 것으로 판단된다. 또한, 콘크리트와 금속피막의 부착강도를 증진시키기 위해서는 표면강화제에 의한 콘크리트 표면강화와 함께 금속피막을 봉공처리제로 봉공하는 것이 매우 유효한 것을 알 수 있었다.