복합도금이란 금속 도금층을 매트릭스로 세라믹, 폴리머, 나노분말과 같은 입자를 공석시켜 경도의 향상, 내마모성, 내식성, 자기 윤활성 등의 특성을 갖는 복합 금속피막을 얻어내는 방법으로 본 연구에서는 나노입자로 $TiO_2$를 사용하여 니켈과 함께 복합도금층을 형성하였다. $TiO_2$를 첨가시킨 복합전기도금을 통해 표면저항성 향상, 광분해 효과를 기대할 수 있다. 용액조건 중 pH 변화에 따른 zeta전위를 측정하였다. 초음파처리를 통한 물리적인 방법으로 용액 중 나노분말의 응집을 최소화한 후 $TiO_2$-Ni 복합도금을 실시하였다. 최적의 도금 조건으로 $50^{\circ}C$에서 pH 3.5, 전류밀도 $40mA/cm^2$에서 가장 효과적이었으며 Ti의 함량은 $50^{\circ}C$에서 15-20 at.%로 확인되었다.
니켈-다이아몬드 복합 도금은 회전전극을 이용하여 미세 다이아몬드 입자가 공침된 니켈 복합도금층에 대하여 연구하였다. 복합층의 도금시에 인가한 전류밀도와 전류형태(직류, 펄스)가 도금층의 경도와 표면형상에 미치는 영향에 대하여 알아보았으며 첨가제의 영향에 대하여도 연구하였다. 표면조직을 FESEM을 이용하여 관찰하였으며 Micro Victors를 사용하여 도금층의 경도를 측정하였다. 복합도금층에 다이아몬드가 들어감에 따라 경도는 100%, 마찰저항은 27%까지 증가하였다. 또한 다이아몬드 함량이 20gpl 이상인 경우 경도값이 완만하게 증가하였다.
무유화제중합으로 제조된 폴리 (메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 시드 고분자 미립자에 가교단량체인 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA), 1,6-hexanedioldiacrylate(HDDA) 또는 그 혼합액을 흡수시키고, 이를 중합하여 단분산 가교고분자 미립자를 제조할 시 1) 흡수된 가교단량체와 시드 고분자 미립자의 중량비 (흡수율) 변화, 2) 가교단량체 혼합액에서의 EGDMA의 함량비 변화 및 3) 중합개시제의 사용량 변화 등에 따라 제조된 단분산 가교고분자 미립자 및 그의 무전해 니켈도금체의 기계적 물성인 탄성복원율, 압축탄성률, 파괴강도 및 파괴변형률의 변화를 micro compression test(MCT)를 사용하여 측정하였다. 이번 연구를 통해 흡수율의 증가는 파괴강도에만 큰 영향을 미쳤으나, EGDMA의 증가, 중합개시제의 증량 및 무전해 니켈도금 실시 등은 압축탄성률 및 파괴 강도에 동시에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
본 연구에서는 전자파 차폐형 MCT(multi cable transit)의 인서트블록에 사용되는 유연성 EPDM(ethylene propylene diene monomer)고무 상에 무전해 도금을 이용하여 니켈도금을 실시하였다. 도금욕의 공정변수 조절 즉 pH 및 온도에 따라 Ni 도금층의 결정성 및 부착력이 결정되었다. pH와 온도를 달리하여 합성 한 결과 pH 7 및 8, $60{\sim}70^{\circ}C$에서 얻은 도금막들에서 잘 발달된 결정상과 높은 전기 전도도를 가짐을 알 수 있었다. pH 7, $70^{\circ}C$에서 도금 시 가장 높은 부착력 및 전기전도도를 얻을 수 있었으며, 또한 400 MHz~1 GHz 범위에서 우수한 전자파 차단능을 얻을 수 있었다.
우리가 구조재로 사용하는 스틸에서는 산세나 도금과 같은 전처리공정이나 후공정인 전기적 도금공정에서 금속소지에 수소가 유입되면 수소취성이 일어날 수 있고 이럴 경우 그런 제품은 사용 중 예기치 못하게 파단이나 파괴가 일어날 수 있으므로 매우 위험하다. 특히 대부분 스틸을 구조재로 사용하는 자동차의 경우 운행 중 이런 사고가 발생하면 인명피해로 이어질 수 있으므로 그 관리가 매우 엄격하다.
최근 MEMS 기술의 비약적인 발달로 인해 미세 가공 기술을 이용하여 높은 종횡비를 갖는 각종 전기소자나 엑츄에이터 들의 제작에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속 구조물을 형성하기 위해서 전해도금의 방식이 널리 쓰여지고 있는데, 이에 본 논문에서는 니켈 전해도금을 위한 장치를 제작하고, 온도, pH, 교반 및 전류밀도 등에 따른 영향을 조사하였다.
주석합금도금 피막은 약한 전류가 흐르는 전자제품, 휴대전화, 자동차 공업용, 장식용으로 사용되고 있다. 현재까지 공업적으로 사용되고 있는 주석합금도금의 합금원소로서 은, 코발트, 니켈 등의 높은 가격의 금속과 납과 같이 ELV 및 RoHS 유해환경물질규제지침에 따라 수출제한을 받는 6가 크롬, 카드뮴 등이 알려져 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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