• Journal of Welding and Joining
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• v.34 no.3
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• pp.61-68
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• 2016

Characteristics of dissimilar metal welds between alloy steel ASTM A387 Gr. 91 and carbon steel ASTM A516 Gr.70 made with Flux cored arc welding(FCAW) have been evaluated in terms of microstructure, mechanical strength, chemical analysis by EDS as well as corrosion test. Three heat inputs of 15.0, 22.5, 30.0kJ/cm were employed to make joints of dissimilar metals with E91T1-B9C wire. Post-weld heat treatment was carried out at $750^{\circ}C$ for 2.5 h. Based on microstructural examination, tempered martensite and lower bainite were formed in first layer of weld metal. The amount of tempered martensite was decreased and the amount of lower bainite was increased with increasing heat input and layer. Heat affected zone of alloy steel showed the highest hardness due to the formation of tempered Martensite and lower Bainite. Tensile strengths of dissimilar welds decreased with increasing heat inputs. Dissimilar welds seemed to have a good hot cracking resistance due to the low HCS index below 4. The salt spray test of dissimilar metals showed that the corrosion rate increased with increasing heat inputs due to the increase of the amount of lower Bainite.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.10
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• pp.4365-4370
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• 2012

AZ31 Mg alloy were coated by Macro Arc Oxidation(MAO) with 3 types of electrolyte and various coating times at 4A/$cm^2$. The Surface morphology of coatings became lager pores and surface crack initiated as the coating time increased. The thickness and micro-hardness of coatings increased as the coating time increased. also. The phase of coatings on AZ31 alloy consisted of MgO, $Mg_2SiO_4$ and $MgAl_2O_4$ oxides. The salt spray corrosion resistance of coated AZ31 alloys revealed excellent corrosion resistance in 5% NaCl solution for 168hr.

• Journal of Welding and Joining
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• v.35 no.3
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• pp.68-74
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• 2017

Characteristics of dissimilar metal welds between alloy steel ASTM A387 Gr. 91 and carbon steel ASTM A516 Gr.70 made with Flux cored arc welding(FCAW) have been evaluated in terms of microstructure, mechanical strength, chemical analysis by EDS as well as corrosion test. Three heat inputs of 15.0, 22.5, 30.0kJ/cm were employed to make joints of dissimilar metals with E71T-1C wire. Post-weld heat treatment was carried out at $750^{\circ}C$ for 2.5 h. Based on microstructural examination, Intragranular polygonal ferrite and grainboundary ferrite were formed only in first layer of weld metal. Another layers consisted of acicular ferrite and $Widmannst{\ddot{a}}tten$ ferrite. The amount of acicular ferrite was increased with decreasing heat input and layer. Heat affected zone of alloy steel showed the highest hardness due to the formation of tempered martensite and lower bainite. Lower and upper bainite were formed in heat affected zone of carbon steel. Tensile strengths of dissimilar metal welds decreased with increasing heat inputs. Dissimilar metal welds showed a good hot cracking resistance due to the low HCS index below 4. The salt spray test of dissimilar metals welds showed that the weight loss rate by corrosion below 170 hours was decreased with increasing heat inputs due to the increase of the amount of acicular ferrite.

• Journal of Environmental Health Sciences
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• v.36 no.3
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• pp.236-246
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• 2010

In preparative anti-corrosive coating experiments, polyaniline was obtained by reacting an oxidizing agent with the monomer aniline. Further, the primer coating was prepared using a variety of widely-used materials such as urethane resin. For the top coating, epoxy resin and acrylic urethane resin were used. Characteristics of the coatings were assessed according to KS and ASTM specifications, and the structure of the polyaniline was characterized using FT-IR and TGA. For analysis of anti-corrosive properties in salt-spray experiments, measurements of the oxidation state of iron and surface atomic analysis were conducted using XPS and SEM-EDX. Unlike general anti-corrosive coatings which exhibit anti-corrosive effects only as a primer coating, the anti-corrosive coatings using polyaniline as the anti-corrosive pigment showed a marked synergistic effect with the top coatings. In other words, the top coatings not only produce a fine view effect, but also increase, through interaction with the primer coatings, the resistance to diffusion of corrosive factors from the external environment. It was also found that, unlike the heavy metal oxide-forming layer of the passive barrier alone, the polyaniline anti-corrosive pigment oxidized iron at the interface with the iron substrate to form a passive barrier in the oxidic layer, and itself formed a potential barrier layer with anti-corrosive factors from the external environment. Although the passive layer was damaged, the damaged area did not become completely oxidized iron; on the contrary, it showed a tendency to reduction. This can be interpreted such that a passive layer is formed again on the damaged area, and that at the same time there is a tendency to self-healing.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.21 no.3
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• pp.25-29
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• 2014

Plasma organic thin film for PCB surface finish is a potential replacement of the conventional PCB finishes because of environment-friendly process, high corrosion-resistance and long shelf life over 1 year. In this study, solder joint properties of the plasma organic surface finish were estimated and compared with OSP surface finish. The plasma surface finish was deposited by chemical vapor deposition from fluorine-based precursors. The thickness of the plasma organic coating was 20 nm. Sn-3.0Ag-0.5Cu (SAC305) solder was used as solder joint materials. From a salt spray test, the plasma organic coating had higher corrosion resistance than the OSP surface finish. The spreadability of SAC305 on plasma organic coating was higher than that on OSP surface finish. SEM and TEM micrographs showed that the interfacial microstructure of the plasma surface finish sample were similar to that of the OSP sample. Solder joint strength of the plasma finish sample was also similar to that of the OSP finished sample.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.96-96
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• 2018

금속재료 중 알루미늄(Al)은 일반적으로 많이 사용되는 철강재에 비해 그 비중이 약 $1/3(2.7g/cm^3)$인 경량이고 열전도율이 약 3배($196kcal/^{\circ}C$, $20^{\circ}C$)로 높은 특성 등을 갖고 있다. 또한 대량생산에 의한 경제성을 가지기 때문에 건축 구조재, 전기 및 가전 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 위와 같은 특성으로 인해 열교환기의 종류에서 응축기(Condenser) 및 증발기(Evaporator)는 알루미늄(Al)을 널리 사용하고 있다. 하지만 단일 응축기 부품에도 이종 알루미늄 소재가 사용됨에 따라 갈바닉 부식이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 상용되고 있는 열교환기 중 응축기에서의 이종 알루미늄 재료로 인해 나타나는 갈바닉 부식 특성을 관찰-분석-연구 하였다. 본 연구에 사용된 알루미늄 재료는 현재 응축기 재료 중에서 각각 Tube와 Fin으로 널리 상용되고 있는 Al 1100과 Al 3003을 사용하였다. 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고 EDS를 통해 조성원소를 분석하였다. 또한 내식성 평가를 위해 5% NaCl 환경에서의 SST(Salt spray test, 염수분무시험) 시험과 3% NaCl 용액 내 자연침지 시험 및 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험을 진행하였으며 더불어 갈바닉 부식 시험에 따른 혼합 전위 측정 및 외관 관찰을 하였다. 각 재료는 실험에 대해 동일한 표면적을 노출시켜 시험하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 Fin(Al 3003)의 경우에는 Tube(Al 1100) 보다 빠른 부식거동을 보이며 국부적인 공식부식(Pitting corrosion)이 촉진되었다. Tube(Al 1100)의 경우에는 치밀한 Al2O3 형성과 부식에 따른 Al(OH)3를 생성함에 따라 Fin(Al 3003)에 비해 느린 부식거동을 보였다. 3% NaCl 용액 내 자연 침지 및 전위 측정 결과 초기 전위는 Fin(Al 3003, 약 -0.85V/SCE)이 Tube(Al 1100, 약 -1.05V/SCE)에 비해 더 높은 값을 가지며 약 72시간 이후 Tube(Al 1100) 시편이 더 안정적인 전위 값을 나타냈다. 이는 안정적인 Al(OH)3 피막 형성에 기인한 것으로 사료된다. 탈기된 3% NaCl 용액 내 전기화학적 동전위 양극 분극 시험 결과 Fin(Al 3003) 시편에서 더 귀한 부식 전위 값을 나타냈지만 부식 전류는 더 낮은 값을 나타냈다. 상기 시험 결과를 바탕으로 Fin-Tube 간 장기간 접촉 시에는 갈바닉 부식이 발생할 수 있을 것으로 사료된다. 갈바닉 부식 시험 결과 초기 혼합 전위는 약 -1.05 V/SCE를 나타냈으며 약 288시간 경과 후 약 -0.85 V/SCE 값을 나타냈다. 이는 자연 전위 측정 및 동전위 양극 분극 시험에서의 부식 전위 값에서 알 수 있듯이 더 비한 전위인 Tube(Al 1100) 시편이 Fin(Al 3003) 시편에 대해 희생양극적(Sacrificial anode)인 역할을 한 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈바닉 부식 전위 측정 간 외관 관찰에서도 Tube(Al 1100) 시편은 빠르게 흑변 하는 것을 확인할 수 있었으며 Fin(Al 3003) 시편은 침지 300시간 이후에도 초기와 유사한 표면 상태 및 광택을 유지하였다. 이상의 SST 시험, 자연 침지 시험, 전기화학적 양극 분극 시험 및 갈바닉 부식 시험 결과를 바탕으로 단일 부품 내 이종 알루미늄 소재 간 접촉 및 그에 따른 갈바닉 부식 발생을 확인할 수 있었다. 따라서 동종 성분이라고 할지라도 단일 부품 제작 시에는 그 사용 환경에 따라 이종 금속 재료의 사용에 대한 재고가 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.9 no.4
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• pp.151-160
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• 2018

Waxes currently used as a coating material to preserve surfaces of outdoor iron sculptures tend to face lower coating strength and efflorescence due to the aging from air pollution and acid rains. Consequently, they are subjected to repeated corrosions shortly after the treatment. And the sculptures face the problem losing their original nature because of the changes of colors and lusters, so this convergence study aims at developing wax with better performance than the existing materials. For this reason, the study identified the effects of physical property using the environmental experiments such as the tests of salt spray and gas corrosion as well as the analysis of luster level and thermo-gravimetry. As this study result, the developed ISC wax showed the excellent blocking effect from salt water and coating durability more than five times compared with the existing waxes, better acid resistance by two-four times, sun block effect by 2-10 times, improved luster variance by 3-16 times, improved thermo-stability and durability by 0.5-5 times, and therefore demonstrating far better coating effect than the existing waxes. In the light of these findings, this study contributes for this new development which can replace the existing waxes used so far in order to preserve the outdoor iron sculptures.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.26 no.2
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• pp.1-8
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• 2019

The demand and importance of adhesives and paint coatings applied to solid surfaces such as metals, ceramics, and plastics are increasing. In this study, the influencing factors on the adhesive strength between the polymer coating and the metal adherend were investigated by Dolly test when the adhesive or the paint coating was applied on the metal adherend. Two-component epoxy adhesive was used as the adhesive, and EH2350, a two-component epoxy paint for anti-corrosion, was used as the paint. Especially, the effect of adherend metals(Al, Fe, STS, Cu, Zn), surface roughness and surface contamination(tap water, salt water) on adhesive strength was studied as influencing factors. The adhesive strength between adhesive and adherend was different when the type of metal adherend was different even when the same adhesive was used. It was found that spray water cleaning was necessary before the paint coating process on the surface of the oxide contaminated adherend with tap water or salt water. As a result of this study, it was confirmed that Dolly test can be widely used in the future to measure adhesive strength between paint coating and adherend.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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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.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.