• 한국분무공학회지
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• 제13권4호
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• pp.193-199
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• 2008

Spray coating is a versatile surface modification technology in which coating is built-up based on the successive deposition of micron-scaled particles. Depending on the coating materials, the coatings can meet the required mechanical properties, corrosion resistance, and other properties of base materials. Spraying processes are mainly classified into thermal and kinetic spraying according to their bonding mechanism and deposition characteristics. Specifically, thermal spraying process can be further classified into many categories based on the design and mechanism of the process, such as frame spraying, arc spraying, atmospheric plasma spraying (APS), and high velocity oxygen-fuel (HVOF) spraying, etc. Kinetic spraying or cold gas dynamic spraying is a newly emerging coating technique which is low-temperature and high-pressure coating process. In this paper, overall view of thermal and kinetic spray coating technologies is discussed in terms of fundamentals and industrial applications. The technological characteristics and bonding mechanism of each process are introduced. Deposition behavior and properties of technologically remarkable materials are reviewed. Furthermore, industrial applications of spray coating technology and its potentials are prospected.

• Corrosion Science and Technology
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• 제21권1호
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• pp.68-76
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• 2022

Several technologies are employed to protect substrates from corrosion and erosion damage. In particular, arc thermal spray coating technology is widely used as anti-corrosive technology for steel and concrete structures and is applied to offshore plants and petrochemical and drilling facilities. In this investigation, solid particle impingement erosion experiments were performed on an arc thermal spraying-coated specimen using 85% Al-14% Zn-1% Zr wire rod in KR-RA steel. This study investigated the effect of fluorosilicone sealing on the erosion resistance characteristics of the thermal spray coating layer. The erosion rates of the thermal spray-coated and sealed specimens were 4.1×10^-4 and 8.5×10^-4, respectively. At the beginning of the experiment, the fluorosilicone sealant was almost destroyed by the impact of the solid particles. The destruction time for the coating layer was 10 minutes for the thermal spray-coated specimen and 13 minutes for the sealed specimens, indicating that the sealed specimens had better erosion resistance characteristics to solid particle impingement.

• 한국표면공학회지
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• 제49권2호
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• pp.172-177
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• 2016

In this paper, various electrochemical experiments were conducted in seawater solution to evaluate corrosion damage behavior of arc thermal sprayed Inconel 625 coating on SS400 steel in marine environment. As a result, corrosion damages of thermal sprayed Inconel 625 coating preferentially occurred at the defect area, and they were observed as a form of pitting corrosion in the galvanostatic experiments. In Tafel analysis, corrosion current density of Inconel 625 coating was relatively high due to influence of interconnected pores and Cr oxides in the thermal spray coating layer. On the other hand, the result of the potential measurement, thermal sprayed Inconel 625 coating should need the post-treatment which can compensate the defects like pores and cracks because Inconel 625 coating presented a higher potential of about 290 mV than that of the SS400 steel.

• 한국표면공학회지
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• 제48권6호
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• pp.349-353
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• 2015

In this paper, arc thermal spray coating was conducted onto the SS400 steel using Inconel 625 wires in order to improve the durability of marine steel structures, and then investigated cavitation damage behavior of Inconel 625 coating layer in sea water. For the Inconel 625 coating layer, surface hardness appeared similar to that of existing high velocity oxy-fuel coating technology with 380~480 HV, but the porosity of about 6 % was larger relatively. During the cavitation experiment, pit damages were originated and grown at the rough surface and pore defect area of Inconel 625 coating layer. And, after the 72 hours of experimental time, weight loss of Inconel 625 coating layer exhibited gradually increasing tendency due to surface damage effect of the undercut.

• 동력기계공학회지
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• 제9권4호
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• pp.90-95
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• 2005

The wire-arc process is a low-cost thermal spray method simply utilizes electrical energy to melt the feedstock wire. It is more userful for field applications, especially to coat large surface area. In this paper, a special Fe-based alloy coatings by using the wire-arc process were developed. Nanoscale composite coatings were achieved either during spraying or through a post heat treatment. As-sprayed Fe-based alloy coatings had been an amorphous matrix structure, after heating to $700^{\circ}C$ for 10 minutes a solid state transformation occurred in the some fraction of amorphous matrix which resulted in the formation of nanostructured recrystallized phase. Scanning electron microscopy (SEM) and field emotional scanning electron microscope(FE-SEM) were applied to analyze the microstructure of the coatings. Additionally hardness and bend resistance of the Fe-based alloy coatings were examined, and these results were compared with those of partially stabilized zirconia(PSZ) coatings by using the plasma spray process.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.539-550
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• 2021

일반 전기 아크에 의한 금속용사공법에 비해 시공속도와 효율성능이 우수한 플라즈마 아크 용사장비를 개발하여 이 플라즈마 용사장비에 의한 코팅의 부식특성 평가가 요구되었다. 본 연구에서는 일반 탄소강에 Zn 및 Zn-15Al을 플라즈마 아크 금속 용사법으로 코팅한 후 해수 환경과 유사한 3.5wt.% NaCl 용액에 침지하여 내식성을 평가하였다. SEM 및 XRD에 의한 표면 형상 분석 시험 결과, Zn 코팅이 다공성이고 침상 형태로 되어 있어 용액의 침투가 용이하여 부식 속도가 빠른 것을 알 수 있었다. 반면, Zn-15Al 코팅은 균일하고 조밀한 형태를 보여 부식을 억제하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권6호
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• pp.481-488
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• 2020

아크 금속용사 공법을 활용한 EMP 차폐기술을 개발하기 위하여 국내에서 사용되는 3종류의 금속용사 장치의 시공성능을 평가하였다. MS, KMS, HMS에서 용사금속의 부착량은 각각 58.32%, 64.66%, 87.62%로 나타났다. 또한, 1시간당 시공면적(㎡/h)은 MS가 14.3, KMS가 19.25, HMS가 22.16으로서 나타났으며, HMS공법의 경우 Φ1.6mm의 선재 사용, 용사면적 80mm 형성, 반선속도 18m/min 사용과 함께 금속용사 시공시의 비산량이 대폭 작아졌기 때문으로 판단된다. 따라서, 시공성능 측면에서 HMS공법이 EMP차폐용 아크 금속용사공법으로 가장 적합하다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권3호
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• pp.311-319
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• 1999

The thermal conductivity ${\lambda}_b$, thermal diffusivity ${\alpha}_b$ of the thin black paint layer sprayed on solid surface and absorptivity a for laser beam are measured by applying a non-contact measurement method of the thermophysical properties of solids. The values of a=0.67, ${\lambda}_b=1.45W/mK$ and ${\alpha}_b=1.24{\times}10^{-6}m^2/s$ are obtained for the sprayed lay~ thickness $z_b{\fallingdotseq}40\;{\mu}m$. Furthermore, for the $z_b{\fallingdotseq}24\;{\mu}m$ thick layers which arc formed by rubbing with a glass rod after spraying, the values of a=0.73, ${\lambda}_b=1.85W/mK$. and ${\alpha}_b=1.09{\times}10^{-6}m^2/s$ are obtained. It is also shown that the present thermal diffusivity ${\alpha}_b$ for $z_b{\fallingdotseq}40\;{\mu}m$ Is about 30~80% larger than those obtained by Araki et al. for the thicker layer $z_b{\fallingdotseq}150{\sim}248\;{\mu}m$. This method could be applied to the measurement of thermophysical properties of thin layer on solids.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.169-177
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• 2017

북한은 최근 핵무기의 일반적인 열, 폭풍, 방사능 피해가 아닌 전자 장비를 무력화시키기 위한 고고도 전자기파 탄을 개발 중인 것으로 예측되고 있다. 현재 군용 목적으로 사용되고 있는 HEMP 차폐 시설 중 차폐 판의 경우 전자파 차폐 효과가 뛰어난 금속 판이 사용되고 있으나 이러한 금속판들은 차폐 시설 제작 시 용접 부위에서의 전자파 유입 가능성 등 시공상의 어려움과 높은 비용이 문제시 되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서 차폐 시설을 따로 구축하지 않고 콘크리트 구조물 자체로써 전자파 차폐 효과를 확보하기 위하여 콘크리트 실험체에 전기전도성이 높은 재료를 혼입하였다. 또한, 실험체 중 가장 높은 차폐효과를 보인 2가지 수준과, 가장 낮은 차폐 효과를 보인 2가지 수준에 $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막을 적용하였다. 실험 결과 전기전도성이 높은 재료를 혼입한 실험체는 MIL-STD-118-125-1 규격 최소 차폐 기준을 만족하지 못하였으나, 금속용사 피막을 적용한 실험체에서는 모두 최소 차폐 기준을 만족하였다. 결론적으로, $100{\mu}m$ 아연-알루미늄 합금 금속용사 피막이 HEMP 차폐에 높은 효율성을 가지고 있다고 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권2호
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• pp.107-115
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• 2016

본 연구에서는 금속용사 시스템을 수처리 시설 콘크리트 구조물의 방수/방식 공법으로 사용하기 위하여 콘크리트 표면처리 방법에 따른 기초적 성능 평가 실험을 진행하였다. 실험결과 Sa-P-R-(S)(샌딩-침투성표면강화제-조면형성제-봉공처리)의 경우가 3.57MPa로 가장 높은 부착성능을 나타냈다. 부착성능이 확보된 면처리 방법을 기반으로 투수성, 투기계수 측정실험을 진행하였다. 실험 결과 Sa-P-R-(S)의 경우가 각각 $0.68{\times}10^{-8}cm/sec$, $0.45{\times}10^{-16}m^2$로 가장 우수한 성능을 나타내었다. 또한 SEM분석 결과 침투성 표면강화제를 도포한 실험체가 그렇지 않은 경우에 비해 콘크리트의 미세 구조가 더 치밀한 것을 확인 할 수 있었으며, 이러한 구조로 인해 침투제를 도포한 경우의 실험체에서 가장 높은 부착성능이 나타난 것으로 판단된다. 따라서 콘크리트의 표면 처리 방법은 금속용사 시스템을 적용하는데 있어, 매우 중요한 영향을 미치는 것으로 판단되며, 본 연구를 통하여 Sa-P-R-(S)의 경우가 수처리 시설 콘크리트 구조물의 적용하기에는 가장 적합한 면처리 방법이라 판단된다.