• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.192-192
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• 2012

플라즈마 CVD와 아크방전법을 혼합한 하이브리드 공정을 통하여 알곤과 메탄 그리고 질소를 인입하여 Cr을 타겟으로한 아크방전과 기판에 전극을 인가하는 방식의 플라즈마 CVD공정을 복합화하여 금속이 함유된 Cr-C:H 박막을 합성하고, 공정에 질소를 인입하여 박막에 질소를 도핑하여 부내식성과 전기적 전도성에 관한 고찰을 하였다. 내부식성은 동전위분극시험에서 $1{\mu}A/cm^2$을 보였고, 전기저항은 $1m{\Omega}-cm$ 이하로 측정되어 내식성과 전기전도성을 동시에 갖는 박막을 합성할 수 있었다. 내식성과 전기전도성에 대한 원인규명을 위하여 박막의 구조분석을 XPS, XRD, Raman 분석을 통하여 실시하였다. 흑연화 탄소(Graphitic carbon)와 금속콤포짓(Metal composite)은 내식성에 영향을 주었으며, 전도성물질의 percolation효과와 질소와 탄소의 단일 결합과정에서 생성되는 잉여전자에 의한 단일 결합(C-N) 분율이 전기전도성에 영향을 주었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.549-554
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• 2013

CVD를 이용하여 Cu 시편에 그래핀의 합성을 보이고, Cu 시편의 grain 크기와 방향성에 따른 그래핀의 성장거동을 보이고자 한다. 동일한 온도 및 압력 하에서도 사용하는 분위기 가스의 종류에 따라서 Cu의 확산에 영향을 주게 되고, 그래핀 합성 시 사용되는 $H_2$와 $CH_4$ 가스 분위기 하에서 Cu grain의 성장에도 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 결과적으로 Cu grain의 성장이 그래핀의 합성과 성장에 직접적인 관련이 있음을 보이고자 하였다. 부식 저항성은 상온에서 동전위 분극실험를 통하여 분석하였으며, 부식속도 비교에서 그래핀 코팅된 Cu 시편의 경우가 그래핀의 화학적 안정성에 기인하여 순수 Cu 시편의 경우보다 동일한 부식 환경에서 약 10배 정도 안정적인 것으로 관찰이 되었다. 또한, grain boundary를 포함, 결함이 없는 그래핀의 균일한 성장의 가능성을 보이고, 이의 합성을 통한 공학적인 활용이 그 최종적인 목적이 될 것이다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.251-255
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• 2020

본 연구에서는 용융가압함침공정을 이용하여 제조된 TiC 세라믹 입자강화 철강복합재를 제조하고 상용구상흑연주철과 비교를 위하여 미세조직 분석 및 경도 등 기초물성과 선박 해양 분야등의 적용가능성 검토를 위하여 염수환경에서의 부식 특성에 관한 연구를 진행하였다. 염수환경에서의 부식특성 비교 결과 구상흑연주철 대비 부식전위와 부식전류밀도 모두 낮은 값을 나타내었고, 낮은 연간부식률을 통하여 TiC-Fe 금속복합재의 내식성이 더 뛰어난 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제21권5호
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• pp.535-541
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• 1997

The effect of concentration of each solution( HCI, $H_2SO_4$ and $HNO_3$), scan rate and polished surface condition on the corrosion of AISI 304 Stainless Steel were investigated, utilizing the Method ASTM G5 - 87. It can be concluded that: 1) For the same concentration(i.e. 1N) of each solution the corrosion rate is the highest in HCI and lowest in $HNO_3$. Also, the difference of values of $i_{cirt}$ generated for each solution is significant. 2) As the concentration of the solution $H_2SO_4$ is increased (O.5N, 1N, 2N) the values of $E_{cor}$ $i_{crit}$ and $i_{p}$ are increased. 3) In case of existence of SCN ion of O.OlN, the values of iCTIt and ip generated are approximately 100 times and 1.4 times higher respectively, than in the case of non - existence of $SCN^{-}$. However the existence of $SCN^{-}$ doesn't affect the value of $E_{cor}$ and $E_{p}$. 4) The values of $i_{crit}$ and $i_{p}$ are increased due to the increase of scan rate. But the values of $E_{cor}$ and $E_{p}$ do not depend on the scan rate. 5) The $i_{p}$ value depends greatly on oxygen in the solution, but the changes in values of $E_{cor}$ $i_{crit}$ and $E_{b}$ due to the oxygen are insignificant. 6) If a component is polished using #400, #600 and #800 wet polish paper, the effect of surface condition on variations of values of $i_{crit}$ and $i_{p}$ is slightly significant.

• 동력기계공학회지
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• 제13권3호
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• pp.33-39
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• 2009

The aim of this study is to analyze the welds characteristics of the 205 stainless steel pipe for application of street pole material. The welds corrosion behavior of STS 205 pipe in 0.1 N sulphuric acid solution and 5% NaCl solution at room temperature was studied using both salt spray test and potentiodynamic polarization experiment. The morphology and components of corrosion products on surface of STS 205 pipe welds were investigated using SEM/EDX. The tensile strength and yield strength values of STS 205 plate were 715 MPa and 369 MPa respectively. The microvickers hardness values of STS 205 pipe welds were slightly increased than that of STS 304 pipe welds. Corrosion current density($I_{corr.}$) and critical current density($I_{crit.}$) values of STS 205 pipe welds in 3.5% NaCl solution were $1.89{\times}10^{-6}$ $A/cm^2$ and $15.8{\times}10 ^{-6}$ $A/cm^2$. The corrosion resistance of SIS 205 pipe welds was similar to its STS 304 pipe welds. The STS 205 and 304 pipe welds passive films were chromium oxide. Especially, the STS 205 pipe welds showed good corrosion resistance in 0.1 N sulphuric acid. This is attributed to the forming of protective chromium oxide on the surface of STS 205 pipe welds.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5039-5044
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• 2015

본 연구에서는 철도차량의 차축소재로 사용되는 RSA1 소재에 대한 해수 부식특성 평가를 하였다. 미국재료시험협회에서 규정한 ASTM-D1141에 해당하는 인공해수를 사용하여 3전극 셀 구조를 이용한 동전위 분극법과 임피던스 분광법을 바탕으로 산출된 부식전류밀도와 부식속도는 각각 $18.3{\mu}A/cm2$와 0.217 mm/yr이다. 이 결과에 따르면 철도차량의 일반적인 내구연한인 25년을 가정할 때 한 면에서의 차축부식량은 5mm정도로 예상된다. 패러데이법칙을 바탕으로 한 정전류 부식 가속화 시험을 통해 1,3,4년의 부식양을 인위적으로 형성하였고, 단면적 감소분을 고려하여 인장시험을 시행하였다. 탄성구간에서는 부식에 의한 기계적 특성변화가 관찰되지 않았지만 소재의 연성 값은 부식이 진행 될수록 감소되는 경향을 보였다. 본 연구 결과는 향후 해수환경에서 사용될 철도차량 설계 시 고려할 기초 부식데이타로 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.484-492
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• 2013

세계 각국은 산업 고도화에 따라 해수환경에 내식성, 내마모성을 갖는 재료에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히 표면이 미려하고 내식성이 강한 스테인리스강은 선박, 해양 플랜트 및 조류발전 등 다양한 산업분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 해양환경에서 $Cl^-$ 이온에 의한 부식 손상과 고속회전에 따라 캐비테이션 손상이 발생하기 쉽다. 따라서 이 연구에서는 해수 내 빠른 유속 환경에 사용되는 304 스테인리스강에 대해 캐비테이션 침식-부식실험을 실시하여 외부 조건이 스테인리스강의 내식성에 미치는 영향을 종합 분석하였다. 캐비테이션이 발생된 조건에서 워터캐비테이션 피닝효과에 의한 시험편 내에 압축잔류응력 형성으로 높은 경도를 나타냈으나, 물리적 충격으로 인한 산화피막 파괴로 동전위 분극 실험에서는 높은 전류밀도를 나타냈다. 따라서 해수 내 캐비테이션에 대한 저항성을 향상시키기 위해서는 전기화학적 특성뿐만 아니라 기계적 특성도 복합적으로 고려한 재료의 선택이 필요하다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.535-542
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• 2000

전차선로 가선재료에는 순수구리로 이루어진 전차선, 카드뮴이 포함된 조가선, steel과 Al의 이종금속으로 이루어진 ACSR이 있고 이들 재료는 산성비와 같은 부식환경에 노출되어 있다. 따라서 다양한 부식환경에서의 이들 재료의 부식특성 및 부식속도를 규명하는 것은 매우 중요한 일이다 이에 본 실험에서는 pH, 용존산소 및 염소이온의 영향을 동전위분극시험, 선형분극시험, 교류임피던스시험 및 갈바닉시험 등의 전기화학적 분석기법을 통해 가선재료의 부식거동 및 부식속도를 조사하였다. 실험 결과 카드뮴이 함유된 재료의 부식저항성이 순수구리로 이루어진 재료에서의 부식저항성보다 낮은 것을 확인하였고, 염소이온이 내식성을 감소시킨다는 것을 관찰하였으며, 갈바닉시험 결과 산성용액에서 염소이온을 첨가하였을 경우 steel의 높은 갈바닉부식 전류밀도를 ZRA 법을 통해 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.38.1-38.1
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• 2009

산업이 발전함에 따라서 특수한 물성을 갖는 재료의 수요가 점점 증가하고 있는데최근 재료의 경량화, 화학적 안정화 등을 이용한 시스템의 효율성 향상, 환경오염방지 등과 같은 목적으로 사용재료의 고급화 추세가 현저해짐에 따라 티타늄 소재에 대한 관심과 수요가 증가하고 있다. 하지만, 국내에서는 티타늄 및 티타늄 합금의 원재료 및 가공제품을 대부분 수입에 의존하는 실정이다. 또한 티타늄 및 티타늄 합금의 스크랩의 경우 재활용률은 50~80%에 달하고 알려져 있으나 국내에는 이들의 재활용처리를 위한 시설이 없으며 폐기 또는 외국으로 저가로방출하고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 판재, 선재 및 관등의 기계 가공 시 주로 발생하는 티타늄 스크랩을 이용하여 HDH법을 이용하여 티타늄 분말을 제조하였다. 제조된 분말은 $900{\sim}1200^{\circ}C$의 온도범위에서 방전플라즈마소결공법을이용하여 소결체를 제작하였으며, 소결체의 강도, 경도 및미세조직 등을 평가하였다. 내식성향상을 위해 염화팔라듐을 이용하여 티타늄-팔라듐 분말 합금을 제조하여 티타늄 합금 분말의 소결체와 순수티타늄의 소결체와 내식성 비교를 위해 동전위분극시험을 통해 평가하였다.