• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.188-189
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• 2015

본 연구에서는 저온에서 증착이 가능한PECVD법을 이용하여 아르곤 가스 및 아세틸렌 가스 비율에 따른 기계적 구조적 특성 확인을 확인 후 공정압력 변화 실험을 통하여 DLC코팅의 특성을 확인하였다. 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 $1mole\;H_2SO_4+2ppm\;HF$ 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, 구조적 특성은 라만분광법을 이용하여 박막내의 sp3와 sp2 bond의 비율 변화를 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.41 no.3
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• pp.230-237
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• 2017

In this study, electrochemical methods were used to determine the optimum protection potential of S355ML steel for the cathodic protection of offshore wind-turbine-tower substructures. The results of potentiodynamic polarization experiments indicated that the anodic polarization curve did not represent a passivation behavior, while under the cathodic polarization concentration, polarization was observed due to the reduction of dissolved oxygen, followed by activation polarization by hydrogen evolution as the potential shifted towards the active direction. The concentration polarization region was found to be located between approximately -0.72 V and -1.0 V, and this potential range is considered to be the potential range for cathodic protection using the impressed current cathodic protection method. The results of the potentiostatic experiments at various potentials revealed that varying current density tended to become stable with time. Surface characterization after the potentiostatic experiment for 1200 s, by using a scanning electron microscope and a 3D analysis microscope confirmed that corrosion damage occurred as a result of anodic dissolution under an anodic polarization potential range of 0 to -0.50 V, which corresponds to anodic polarization. Under potentials corresponding to cathodic polarization, however, a relatively intact surface was observed with the formation of calcareous deposits. As a result, the potential range between -0.8 V and -1.0 V, which corresponds to the concentration polarization region, was determined to be the optimum potential region for impressed current cathodic protection of S355ML steel.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.61-61
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• 2018

듀플렉스 스테인리스강은 페라이트와 오스테나이트 상이 공존하는 특징을 갖는다. 그러한 구조에 의해서 페라이트와 오스테나이트상의 장점을 동시에 갖는 특성이 있다. 높은 강도와, 우수한 내식성, 응력 부식 균열 그리고 낮은 니켈의 함량 때문에 안정적인 가격을 갖는 장점을 갖기 때문에 운송, 기름과 가스, 해양플랜트, 건축 그리고 높은 강도와 우수한 내식성이 필요한 분야에서 수요가 증가할 것으로 사료된다. 이러한 듀플렉스 스테인리스강의 형성에서 페라이트와 오스테나이트상의 균형과 내식성을 개선하기 위해 질소가 첨가된다[1,2]. 본 연구는 저니켈 듀플렉스 스테인리스강(STS 329 FLD)의 공식 형성 과정에서 질소의 함량이 공식 형성과 내식특성에 미치는 영향을 동전위분극, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 그리고 GDOES(Glow Discharge Optical Emission Spectrometry)를 이용하여 규명하였다. GDOES를 이용하여 깊이별 원소 분포를 정량적으로 비교한 결과, 부동태막에서 질소는 기저에 비하여 증가하였고, 질소의 함량이 증가함에 따라 wt.% 또한 증가하였다. 이러한 부동태막의 깊이별 원소 분포특성이 내식특성과 공식의 크기에 미치는 영향을 동전위분극을 이용하였다. 질소의 함량이 증가하였을 경우, 부식전위는 증가하였으며, 부식전류는 감소하였다. 또한 부동태전류가 감소한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 차이의 원인을 확인하기 위하여 XPS를 이용하여 질소의 화학적 상태를 확인하였다. 질소는 암모니아의 형태로 존재하는 것으로 확인되었다. 암모니아 상태로 부동태막에 존재함에 따라 공식이 형성될 때, 암모늄 화함물을 형성하여 공식 내부의 산성도를 낮춤으로써 공식의 형성이 억제된 것으로 사료된다. 또한 공식 이후의 표면을 관찰 할 경우 질소의 함량이 증가함에 따라 표면에서 공식이 거의 관찰되지 않았다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.178-178
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• 2016

최근 Zn-Mg 합금 박막은 고내식성의 합금상 형성, 치밀한 부식생성물의 부식억제 등으로 인해 순수한 Zn 박막 및 기타 Zn 계 합금 박막 대비 우수한 내식성을 나타난다고 보고되고 있다. 그러나 여러 문헌에서 보고된 Zn-Mg 박막 각기 다른 결정구조, 미세조직을 나타내며, 이는 Zn-Mg 박막이 낮은 융점을 나타내기 때문에 박막 합성 공정 중에 발생하는 열량에 따라 Zn-Mg 박막의 결정구조, 미세조직 등이 변화한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 Zn-Mg 박막의 결정구조에 따른 내식특성을 평가하기 위하여 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정 중 합성온도를 제어하며 Zn-Mg 박막을 합성하였으며 그에 따른 박막의 결정구조, 내식성에 관해 연구하였다. Zn-Mg 박막은 10wt.% Mg 합금 타겟을 사용하였으며, 합성 온도는 상온에서 최고 $150^{\circ}C$로 제어하였다. Zn-Mg 박막의 결정구조, 미세조직은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)을 사용하여 분석하였으며, 동전위 분극시험을 통해 결정구조에 따른 Zn-Mg 박막의 내식성을 분석하였다. 상온에서 합성한 Zn-Mg 박막은 비정질의 결정구조가 형성되었으며, 상온이상 $50^{\circ}C$이하에서는 결정질의 Zn 상과 비정질상이 공존하는 Zn-Mg 박막이 합성되었다. 또한 $100^{\circ}C$이상에서는 Zn, $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$ 상이 공존하는 결정질의 Zn-Mg 박막이 합성되었다. 상온에서 합성된 Zn-Mg 박막의 경우 급냉이 이루어지는 스퍼터링 공정의 특성상 비정질의 결정구조가 형성되었으나, Zn는 융점이 낮아 상온부근에서도 재결정이 이루어지기 때문에 $50^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 합성하여도 결정질의 Zn 상이 형성되었다. $Mg_2Zn_{11}$, $MgZn_2$ 과 같은 Zn와 Mg의 합금상의 경우 형성과정에서 일정 수준의 열이 요구되기 때문에 낮은 온도에서는 형성이 억제되고 일정 이상의 온도에서 형성되었다. FE-SEM 분석 결과를 통하여 $50^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 합성한 Zn-Mg 박막은 치밀한 미세구조를 나타내었으며, $100^{\circ}C$이상에서 합성한 Zn-Mg 박막의 미세구조는 밀도가 비교적 낮은 구조임을 확인하였다. 3.5% NaCl 수용액에서의 동전위 분극시험 결과 낮은 온도에서 합성한 Zn-Mg 박막이 고온에서 합성한 Zn-Mg 박막 대비 치밀한 구조가 형성되었기 때문에 우수한 내식성을 나타내었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.3
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• pp.576-584
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• 2020

The extruder screw material is mainly SKD11, but the recent development of synthetic resins have increased the occurrence of chemical corrosion and wear. To solve this issue, high chromium cast iron is needed because of its good abrasion resistance and corrosion resistance, but its use is avoided because of its poor machinability. In this study, to improve the machinability of high chrome cast iron, 0, 0.5, 1.0, 1.5% of nickel, which has excellent workability, was added to high chromium cast iron with a composition of Fe-23Cr-2.5C-1.2Si-1.08Mn-0.48Mo-0.3V, and annealed after casting. Subsequently, the effect of nickel on the machinability and corrosion resistance was analyzed using a turning test and coin polarization test, and compared with SKD11. After casting using a high-frequency vacuum induction furnace, the annealing treatment was performed at 750 ℃ for five hours and then reheated at 1100 ℃ for five hours. A turning test after annealing at 750 ℃ showed that the machinability was improved remarkably when the nickel content was over 1.0%. In the potentiodynamic polarization test in a 5% NaCl solution, the corrosion resistance decreased with increasing nickel content in the as-cast and annealing treatment. On the other hand, after reheating, the corrosion resistance was best with a 1.5% nickel content.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.117-117
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• 2017

오스테나이트계 스테인리스강의 기계적 특성 향상을 위해 열화학적 표면처리 방법으로 공정 후 재료의 변형이 없고 친환경적인 플라즈마 이온질화 기술이 널리 사용되고 있다. 특히 대략 $450^{\circ}C$이하에서 플라즈마 이온질화 처리 시 S상이라 불리는 expanded austenite 생성에 기인하여 내식성이 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 이전의 연구 결과 증류수, HCl, $H_2SO_4$ 등의 실험 용액에 따라 동일한 공정 온도에 대하여 다른 부식 특성을 나타냈으며, 내식성이 확보되는 온도 또한 다른 결과를 얻었다. 이처럼 적용 환경에 따라 다른 부식 경향을 보이고 있으나, 해양 환경에 사용될 해수에서의 부식 저항성에 대한 명확한 규명은 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 해양환경에 보편화되어 있는 오스테나이크계 스테인리스강을 선정하여 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리 후 전기화학실험을 통해 온도 변화에 따른 부식 특성을 분석하였다. 플라즈마 이온질화는 25% 질소와 75% 수소의 비율로 $350{\sim}500^{\circ}C$의 온도 조건에서 10시간 동안 처리하였다. 플라즈마 이온질화 처리 후 마이크로 경도 계측과 X-선 회절(X-ray diffraction, XRD) 분석을 통해 온도 변화에 따른 금속 표면에 형성된 질화물의 기계적 조직학적 특성을 분석하였다. 또한 모재 및 다양한 온도에서 플라즈마 이온질화 처리된 재료에 대하여 $2{\times}2cm$(노출면적 $1cm^2$) 시편을 제작하여 전기화학적 부식 실험을 수행하여 부식 특성을 상호 비교 분석하였다. 전기화학적 부식 실험은 침적실험, 동전위 양극 음극 분극 실험을 실시하여 전위 변화에 따른 전류밀도 추이를 분석하여 부식 경향을 파악하였다. 그리고 전기화학 실험 후 손상부의 SEM 관찰과 손상 깊이 분석 및 무게 감소량 계측을 통한 종합적인 분석을 통해 온도-부식 경향의 상관관계를 규명하였다. 또한 분극 실험 후 타펠 외삽법으로 부식전위와 부식전류밀도를 구하여 미처리된 재료 및 플라즈마 이온질화 온도 변화에 따른 상대적 부식 속도를 예측하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.2
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• pp.96-102
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• 2010

Effects of specimen area on the corrosion rate of low alloy steel were studied in sulfuric acid solution. The corrosion behavior of specimen was tested by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear polarization resistance measurement (LPR) and potentiodynamic polarization measurement. The surface was analyzed by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and electron probe X-ray micro analyzer (EPMA). As surface area was increased, corrosion rate was increased by the effect of small anode-large cathode.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.47 no.10
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• pp.635-643
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• 2009

The resistance to pitting corrosion of Fe-Cr alloys was evaluated by performing potentiodynamic polarization and critical pitting temperature (CPT) tests. For the potentiodynamic polarization tests, various standards were applied, i.e., KS D 0238 (wet, dry), ASTM G 61, and ISO 17475, showing different potentiodynamic polarization results including pitting potentials. ASTM G 61 and ISO 17475 standards presented relatively higher pitting potential while KS D 0238 (dry) indicated lower values than the others. Effects of surface roughness, scan rates, and exposure time to air before tests were also investigated. CPT tests were performed under two different applied potentials, 300 m$V_{SCE}$ and 200 m$V_{SCE}$ in deaerated 1 M NaCl aqueous solution. CPT values and the polarization test results showed a linear relationship.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.4
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• pp.250-254
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• 2003

In this study, the IR drop theory was adopted to explain the initiation of crevice corrosion in the framework of IR drop in crevice electrolyte. Furthermore, the electrochemical polarization was measured to study the mechanism of crevice corrosion for type STS430 stainless steel. lest method adopts under condition that the size of specimen is $10\times20\times5mm,\;in\;1N\;H_2SO_4+0.1N\;NaCl$ solution, and the artificial crevice gap sizes are three kinds, the Micro capillary tube size is inner diameter 0.04 mm, outer diameter 0.08 mm. Crevice corrosion is measured under the applied voltage of passivation potential -200mV/SCE, resulted from anodic potentio-dynamic polarization to the external surface along the crevice. The potential difference was measured by depth profile by Micro capillary tube which inserted in the crevice. The obtained results of this study showed that 1) As artificial crevice gap size became narrow, the current density was increased, whereas no crevice corrosion was found in the crevice gap size $3\times0.5\times16mm\;in\;1N\;H_2SO_4+0.1N\;NaCl\;solution\;at\;20^{\circ}C$ 2) potential of the crevice was about from -220 to -358mV which is lower than that of external surface potential of -200mV The results so far confirmes that the potential drop(so-called IR drop) in the crevice is one of the major mechanisms the process of crevice corrosion for 430 stainless steel.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.3 no.3
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• pp.162-168
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• 2000

The influence of phenolsulfunate concentrations on electroplating characteristics and electrochemical behaviors was investigated with a viewpoint of electrolyte aging using the circulation cell and potentiostate And comparison of tinplate coating appearance such as glossiness and Image clarify has been also studied with varying of phenolsulfonic acid (PSA) solutions. As the aging of electrolyte proceeded, the limiting current density was moved to a lower current density region by the limitation of mass transfer, and higher phenolsulfunate concentrations resulted in the narrower optimum current density range and deterioration of coating surface of tinplates. The difference of the limiting current density was not remarkable with increasing electrolyte temperature. Thus the electrolyte aging was attributed to the limitation of thermally-activated process such as mass transfer of reducible ions. It has also been considered that the accumulation of phenolsulfonate suppressed normal electrotinning reaction by reducing the mobility of stannous ions, taking into account of the smaller effect of electrolyte aging. Experiments showed similar polarization behavior between the electrolyte of high phenolsufonate solution and the aged one, which comes to conclude that the accumulation of phenolsulfonate is one of the major causes of electrolyte aging.