X선 흡수 분광법을 이용한 Ni-Zn 도금 강판에서의 Ni의 국부 구조에 관한 연구

Local Structure Study of Ni in Ni-Zn Alloy Coating on Steel by X-ray Absorption Spectroscopy

X선 흡수 미세구조 분석 기술을 이용하여 Ni-Zn 도금 강판에서의 Ni 주위 국부구조를 연구하였다. 실험적으로 측정한 X선 흡수 미세구조 스펙트럼과 이론적인 스펙트럼을 비교 분석함으로서 Ni-Zn 원자간 거리와 Debye-Waller factor를 결정하였는데 이때 측정 온도의 범위는 80K로부터 300K까지이었다. 이 측정 온도 범위내에서는 Ni-Zn 원자간 거리의 온도에 따른 변화는 매우 작았으며 원자간 거리의 평균값은 $2.557{\AA}$이었다. 그리고 이러한 Ni-Zn 원자간 거리의 값을 순수한 Zn 금속 재료의 가장 가까운 이웃 원자간 거리의 값과 비교하여 볼 때 Ni-Zn 전기 도금층의 Ni 원자 주위에 약간의 contraction이 있는 것을 알 수 있었다. 한편, Debye-Waller factor는 온도에 따라 0.005~0.011 정도의 값을 가지며 비교적 큰 온도 의존도를 가지는 것으로 나타났다.

X-ray absorption fine structure spectroscopic studies at the Ni K-edge have been performed for the Ni-Zn alloy coating layer on steel. The Ni-Zn interatomic distances and Debye-Waller factors were determined by fitting the experimental data with the theoretical spectra in the temperature range of 80 to 300K. The average Ni-Zn interatomic distance was found to be $2.557{\AA}$ and the variation of the Ni-Zn interatomic distance with temperature in this range was insignificant. From the comparison of the Ni-Zn interatomic distance with the nearest neighbor distance of pure Zn lattice it has been suggested that there is an apparent contraction around Ni atom.