• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.79-79
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• 2018

마그네슘은 나트륨, 알루미늄과 함께 지구상에서 가장 풍부한 금속 중 하나로서 밀도가 약 $1.74g/cm^3$으로서 구조용 금속재료 중 가장 가볍고 우수한 비강도를 지니고 있으며, 우수한 열전도도, 전기전도도, 전자파 차폐능을 지닌다. 최근 마그네슘 및 그 합금은 항공기, 자동차, 전자제품, 기계류 및 생활용품 등에 쓰이고 있으며, 사용량 및 적용범위가 매년 급격히 증가되고 있는 추세이다. 그러나 마그네슘합금은 매우 낮은 표준 환원전위와 치밀하지 못한 표면 산화막으로 인하여 부식에 대한 저항성이 매우 취약하다는 한계를 가지고 있다. 따라서 마그네슘합금의 표면처리 가운데 부식에 대한 저항성을 보완할 수 있는 방법은 활발한 마그네슘합금의 응용에 필수적이다. 이러한 마그네슘합금의 내식성을 향상시키고자 전기화학적 플라즈마 전해 산화처리 (Plasma Electrolytic Oxidation)를 하게 되는데, 아노다이징, 화성피막처리 등 과 같은 기존의 산업적 표면처리 방안으로는 불가능한 수준의 표면경도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 두꺼운 산화피막 형성을 통해 이들 합금이 가진 기본적 취약점인 내식성 문제를 보완할 수 있는 장점이 있지만, 다공성 산화피막 형성만으로 기대할 수 있는 내식성 향상 효과가 매우 크지는 못하다. 따라서 다공성의 양극산화피막의 단점, 즉 다공성 물질로 부식성 물질의 이동을 허용할 수 있는 공간을 가지는 구조를 개선시킬 수 있는 추가적인 처리를 필요로 한다. 본 연구에서는 발수성 표면처리를 이용하여 다공성 구조물의 표면이 물에 대한 저항성을 가지도록 함으로써 초발수성 표면을 구현하고자 하였다. 이러한 방법은 기존의 후처리 방법인 봉공처리로는 얻을 수 없었던 다공성 구조물로의 부식성 물질의 침투를 억제할 수 있었으며, 상당한 수준의 내식성 향상 효과를 보여주었다. 또한 물에 대한 반발성은 표면에 물의 이동성을 높이는 효과를 보여주며 이로 인하여 자기세척 효과도 보여주었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.150.1-150.1
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• 2017

구조용 합금 중 가장 우수한 비강도를 나타내는 마그네슘 및 마그네슘 합금은 최근 자동차, 항공, 기계 및 전자산업 등 다양한 산업분야에서 이용되고 있다. 하지만 마그네슘 합금은 반응성이 매우 커서 쉽게 부식되는 단점이 있다. 따라서 최근 내식성 향상을 위한 표면처리 기술에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있으며, 그 중 플라즈마 전해산화법(Plasma electrolytic oxidation)은 양극산화반응을 이용하여 고내식성, 고경도의 산화피막을 금속 표면에 형성시키는 방법으로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 탄산이온이 포함된 수용액에서 수산화나트륨의 농도가 AZ31 마그네슘 합금의 플라즈마전해산화 피막형성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 다양한 농도의 수산화나트륨 용액에서 DC 전류를 인가하여 플라즈마전해산화 피막을 형성하였다. 탄산 이온이 포함된 수용액에서 수산화나트륨의 농도가 높아질수록 플라즈마 전해산화 피막의 형성전압은 낮아지며, 초기 피막 형성전압 상승 속도 또한 빠르게 증가하며 피막 형성전압 등락의 폭은 감소하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2007.04a
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• pp.126-127
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• 2007

AZ91D 마그네슘합금상에 MAO방법을 통한 산화막 성장에 관해 연구하였다. 주요 처리조성물은 NaOH, $Na_3\;C_6H_5O_7$, $Na_4\;P_2\;O_7$이며, 양극에 Mg 샘플을, 음극에 스텐레스 플레이트를 고정하여 설치후 인가전압 50V, 2분간에 걸쳐 Mg 표면에 Micro arc에 의한 산화막이 성장되었다. 산화막 측정 결과 20회 시행후 평균 15.5um 두께를 가졌으며, 막 성장후 표면은 균일하였으며, 밝은 갈색을 띄었다. 염수농도 5%의 염수분무테스트에서는 72시간 경과후에도 5%이내의 우수한 내부식성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.133-133
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• 2012

알루미늄(Al)은 노출 환경 중 치밀한 산화 또는 수산화 보호성 피막을 생성하여 강재를 부식환경으로부터 차단하는 역할을 한다. 또한 그 피막이 열화 또는 파괴되어 모재인 철이 노출되는 경우 철을 대신하여 희생양극으로 작용함으로써, 철의 부식을 지연시키는 역할을 한다. 한편, 마그네슘(Mg)은 매우 활성인 금속으로 우수한 희생양극 역할을 수행하나, 높은 활성에 의하여 자체 소모가 크기 때문에 단독으로 사용하기는 어렵다. 따라서 강재 표면에 알루미늄과 마그네슘을 다층으로 표면처리하게 될 경우 상기에서 언급한 보호적 특성과 희생양극적 성능에 의한 내식성 향상을 기대 할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 진공증착을 이용하여 강재에 두께 비에 따라 Al-Mg계 코팅막을 제작하여 내식성을 비교-분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.132-132
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• 2009

마그네슘 합금은 비강도, 전동감쇠능 등 여러 장점으로 인하여 모바일 제품, 자동차 항공기 등 여러 영역에서 사용되고 있다. 하지만 내부식성 문제로 인하여 사용이 제한되고 있는 실정이다. 마그네슘 합금의 표면 처리는 기존에 전해 및 무전해 도금, 양극산화, 화성처리 등의 방법의 있으나 일반적으로 화성처리인 3가 크로데이트 후 도장 공정이 내식성 증가를 위해 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적인 방법으로 3가 크로메이트를 대체할 수 있는 친환경적이고 경제적인 아연 코팅을 마그네슘합금(AZ91) 소재에 생성시켰다. 표면특성 및 전기화학적인 분석은 SEM, EDX, XRD, potentiostat/galvanostat을 이용하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.34-34
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• 2015

본 연구에서는 AZ31 마그네슘 합금의 내식성을 향상시키기 위하여 플라즈마 전해산화(PEO, plasma electrolytic oxidation)법을 이용하여 다양한 용액에서 양극 및 음극 펄스전류를 인가하여 형성하였다. 형성된 PEO피막의 두께는 용액 중 음이온의 종류에 가장 크게 의존하였으며, PEO 피막의 표면거칠기는 피막의 두께가 두꺼울수록 더 커지는 결과를 얻었다. PEO피막의 경도는 규산이온이 포함된 용액에서 형성된 피막이 가장 높게 나타났으며, 알루미나 입자들과 같이 단단한 입자들을 용액 중에 포함시킬 경우 피막 내부에 함침되어 피막의 경도를 향상 시킬 수 있었다.

• Composites Research
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• v.13 no.4
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• pp.42-53
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• 2000

A study has been made to establish an optimum condition in the surface treatment and curing method that is important for the fabrication of Al 7075/CFRP laminates. PAA(Phosphoric Acid Anodizing) provided a good adhesive strength and FPL(Sulfuric / Sodium Dichromate Acid Etching) had a similar adhesive strength with PAA. On the other hand, the poor adhesive strength was shown on vapor degrease and CAA(Chromic Acid Anodizing). By using the atomic force microscope(AFM), it was found that the PAA oxide surface obviously had a greater degree of microroughness as compared to vapor degrease, CAA and FPL treated surfaces. These results support the concept of a mechanical interlocking of the adhesive with-in the oxide pores as the predominant adhesion mechanism. In curing methods, the adhesive strength of co-curing method was higher than that of secondary curing method. With respect to stability of specimen shape, the secondary curing method was better than co-curing method. DMA(Dynamic Mechanical Analysis) test revealed $T_g$ in curing times over 60 min is nearly same, so it is estimated they will have similar degree of curing and joint durability in using FM300M adhesive film.

• Laser Solutions
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• v.16 no.4
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• pp.7-11
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• 2013

The surface oxidation of magnesium was performed by Plasma electrolytic oxidation treatment method. And the optical reflectance spectra of the oxidation layers are studied. In the PEO process, the growth of the oxide layer take place at room temperature. Surface roughness of the obtained result, the average surface roughness is $0.08{\mu}m$ difference. The reason seems to the influence of the $Na^+$.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.49 no.4
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• pp.333-340
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• 2011

Purpose: The aim of this study was to study the effect of hydroxyapatite (HA) coating crystallinity on the proliferation and differentiation of human osteosarcoma cells. Materials and methods: Surface roughness of the titanium disks increased by anodizing treatment and then HA was coated using ion beam-assisted deposition (IBAD). HA coating was crystallized by heat-treated at different temperature ($100^{\circ}C$, $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $800^{\circ}C$). According to the temperature, disks were divided into four groups (HA100, HA300, HA500, HA800). With the temperature, crystallinity of the HA coating was different. Anodized disks were used as control group. The physical properties of the disk surface were evaluated by surface roughness tests, XRD tests and SEM. The effect of the crystallinity of HA coating on HOS cells was studied in proliferation and differentiation. HOS cells were cultured on the disks and evaluated after 1, 3, 5, and 7 days. Growth and differentiation kinetics were subsequently investigated by evaluating cell proliferation and alkaline phosphatase activity. Results: Regardless of the heat-treated temperature, there is no difference on the surface roughness. Crystallinity of the HA was appeared in the groups of HA500, HA800. HOS cells proliferation, ALP activity were higher in HA500 and HA800 group than HA100 and HA300. Conclusion: Within the results of this limited study, heat treatment at $500^{\circ}C$ of HA coating produced by IBAD has shown greater effect on proliferation and differentiation of HOS cells. It is considered that further in vivo study will be necessary.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.132.2-132.2
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• 2017

플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 Al, Ti, Mg 합금과 같은 경량 금속소재에 대한 표면처리기술로서 주목을 받고 있다. PEO 처리에 의해 표면에 치밀하게 형성되는 세라믹 산화층은 우수한 내식성, 내마모성을 보유하기 때문에, 이와 같은 특성이 요구되는 분야에 적용하기 위한 연구가 활발하다. 특히 PEO 세라믹 코팅층의 응착마모(adhesive wear)와 절삭마모(abrasive wear)에 관한 연구는 상당부분 이루어지고 있으나, 캐비테이션 침식과 같은 침식마모(erosive wear) 특성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 알루미늄 합금 소지에 제작된 PEO 코팅층의 캐비테이션 손상 특성을 고찰하였으며, 전해액 조성이 PEO 코팅층의 미세조직과 캐비테이션 손상 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. PEO 처리를 위해 사용된 소재는 상용 5083-O합금 판재로서 $2cm{\times}2cm$로 절단하여, 에머리페이퍼로 1000번까지 연마하여 사용하였다. 사용된 전해액은 증류수에 KOH(1 g/L)을 base로 하여 $Na_2SiO_3$(2 g/L)의 첨가유무를 변수로 하였다. 시편을 양극으로 하고 STS304를 음극으로 하여 각각 DC 전원 공급기의 +극과 -극에 연결하였으며, 정전류 조건에서 30분간 $0.1A/cm^2$의 전류밀도를 인가하였다. PEO 처리후 시편은 SEM, EDS, XRD를 이용하여 표면 특성 평가를 실시하였다. PEO코팅층의 캐비테이션 특성 평가는 초음파 진동식 캐비테이션 발생 장치를 이용하였으며, 캐비테이션 실험 후 시간에 따른 표면 거칠기의 변화 거동을 분석하였다.