Comparative Investigation into the Effect of Surface Modification of Metal with Acid-treatments in Public Standards

금속표면의 개질 효과 분석을 위한 산처리 방법의 공인규격 간 비교연구

Using the methods which described in ISO 4588, ASTM D2651 and the selected literature, we investigated the best conditions of acid treatment for stainless steel and carbon steel. The acid treatments were conducted with four different acid solutions which were prepared for stainless steel and carbon steel specimen. We observed the contact angle and morphology and roughness of the metal surface and the thickness change at various treatment conditions as treatment temperature and time. Also, we investigated the characteristics of the surface aging according to air exposure after surface treatment. As a result, the optimal temperature of the acid treatment for stainless steel and carbon steel were each obtained at $83^{\circ}C$ and $63^{\circ}C$. Also, it was confirmed that the acid treatments for the metal surface were accompanied with the decrease of thickness and the change of surface morphology due to significant erosion that depend on treatment methods. And also, it was characterized that the aspect of surface aging by air exposure was highly depended on the method of acid treatment.

ISO 4588, ASTM D2651 등에 규정된 금속 표면의 산처리에 의한 개질 방법을 다양한 분석조건의 변화로부터 비교하고 그 효과와 방법의 적정성을 분석하고자 하였다. 스테인리스 스틸과 카본 스틸을 위한 각각 4가지의 산용액을 적용하여 처리 온도의 변화 및 처리 시간의 변화에 따른 영향을 접촉각의 감소, 표면 조도 및 몰폴로지의 변화, 부식에 의한 시편 두께의 감소, 대기 노출에 의한 표면 열화 관측을 수행하는 방법으로 파악하였다. 실험결과, 각각의 산 처리 방법의 특징에 따라 다양한 표면 개질 효과가 나타났으며, 전반적으로는 스테인레스 스틸의 경우에는 $83^{\circ}C$의 처리온도로, 카본 스틸의 경우에는 $63^{\circ}C$의 처리온도로 가열된 산용액에서 좋은 개질 효과를 얻을 수 있었다. 또한 산처리 방법에 따라서는 금속표면의 개질을 위한 산처리 과정에서 부식에 의한 금속편의 심각한 두께 감소와 표면 몰폴로지의 변화가 수반함을 확인하였고, 더하여 산처리 이후의 대기노출에 의한 표면의 열화 특성 역시 산처리 방법에 크게 좌우됨을 확인하였다.