• 수산해양기술연구
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• 제28권1호
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• pp.53-60
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• 1992

In this study, cathodic protection experiment was carried out by Al-alloy sacrificial anode in marine environments which have specific resistance($\rho$) if 25~7000$\Omega$.cm and investigated protection potential, current density and loss rate of Al-alloy sacrificial anode. The main results resistance($\rho$) of 400$\Omega$.cm, the cathodic protection potential appears high about-720 mV(SCE). But below specific resistance($\rho$) of 300$\Omega$.cm, the cathodic protection potential appears low about-770 mV(SCE) and simultaneously, cathode is protected sufficiently. 2) The loss rate of Al-Alloy sacrificial anode became large with decreasing specific resistance and increasing the ratio(A sub(c)/A sub(a) of bared surface area of anode and cathode. 3) The loss rate of Al-alloy sacrificial anode(w) to the mean current density of anode(i) is as follows. w=ai+b (a, b : experimental constants)

• 수산해양기술연구
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• 제34권1호
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• pp.37-42
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• 1998

Al alloy anode is mostly used for protecting marine structures such as pier steel piles and ship's body. Recently it has been reported that the life of Al alloy anode has been shortened significantly than the original design life. It is suggested that the suspected reasons for this problem mentioned above seems to be the improper protection design of alloy of anode on sea water regardless of environmental facotrs such as flow rate, temperature, contamination degree etc. However there is few paper about to the sea water contamination degree affecting to the life of Al alloy anode. In this study, the property of Al alloy anode was investigated as a parameter of sea water contamination degree such as variation of pH 2, 4, 6, 8, 10 and each sea port's contaminated waters.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2000년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.51-52
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• 2000

전기아연도금강판은 표면이 미려하고 희생방식력이 뛰어나기 때문에 주로 자동차와 가전, 건자재 등에 많이 사용된다. 현재 냉연 표면처리 제품들은 연속도금공정에 의해 생산되고 있으며 고전류밀도에 의한 고속생산과 도늠액 제조와 조성이 비교적 단순해야 하는 여러 가지 이유로 염산욕과 황산욕을 가장 많이 사용하고 있다. 최근에 신설된 당사의 전기도금공정은 수직형으로 황산욕에서 불용성 양극을 채용하여 아연을 전기도금하고 있다. 일반적으로 황산욕은 염산욕 대비 전기 전도성이 나빠 과전압이 크게 걸리므로 불용성 양극을 사용하여 극간 거리를 최소화할 필요가 있다. 그러나 $Ir0_2$가 코팅된 불용성 양극은 가격이 비싸기 때문에 극간 거리를 너무 짧게 하면 깡대에 의해 손상을 받을 수가 있어 극간 거리를 줄이는데 한제가 있다. 따리서 용액의 전도도들 증가시켜 과전합을 줄이기 위해서는 타사에서 현재 사용하고 있는 황산나트륨, 황산칼륨, 황산암모늄 등에 대한 검토가 필요하다. 전기전도 보조제들은 용액의 전기전도도 뿐만 아니라 도금층의 외관 및 미세구조에도 많은 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 황산나트륨, 황산암모늄의 농도를 변화시켜 표면외관, 한계전류밀도, 미세구조, 우선배향성 등을 조사하여 최적의 물성을 갖는 아연 도금층을 얻기 위한 조건을 도출하고자 하였다. 전기아연도금용 소재로는 두께 0.8mm이고 크기가 $100{\times}120mm$인 중저탄소강 (0.02% C)을 사용하였으며 전처리 과정으로 탈지와 산세를 행하고 현장 도금액을 사용하여 다음과 같은 조건 하에서 아연도금을 행하였고 극간전합을 측정하였다. 도금 후 표면의 미세구조는 SEM을 사용하여 관찰하였으며 표면외관 특성을 분석하기 위해 광택도계(Tri- Microgloss-60-85)를 이용하여 입사각 $60^{\circ}$ 에서 광택도를 측정하였고, 색차계(Color Quest II Hunter Lab.)를 사용하여 백색도를 각각 측정하였다. 또한 X선 회절기를 이용하여 도금층의 우선 배향성을 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1065-1068
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• 2008

해상교량은 바다에 노출되기 때문에 많은 경우 본래의 설계수명을 다하지 못하고 조기에 열화된다. 이러한 콘크리트 열화는 다공성인 콘크리트 내부에 염분이 침투함으로써 철근부식을 야기하고, 부식된 철근은 보통 $6{\sim}10$배까지 부피가 팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키고 결국 탈락(박리)으로 이어진다. 이와 같은 철근부식과 균열발생의 가속화는 구조물의 심각한 손상과 궁극적으로 붕괴까지 이어질 수 있다. 따라서 이러한 피해를 막기 위해서는 콘크리트 내 철근부식의 정확한 이해가 필요하며, 부식발생의 정량화에 의한 예측은 물론 적절한 방식법을 적용해야한다. 음극방식법은 비교적 최근에 개발된 철근콘크리트 구조물의 방식법 중 하나이며 요즈음도 해외 여러 나라에서 이에 대한 방식시스템 연구가 활발하다. 본 연구에서는 해상교량이나 항만부두 구조물의 상판부에 대한 예비실험 성격으로 슬랩 시험편(40cm ${\ast}$ 30cm ${\ast}$ 18cm)을 채택하였다. 시험환경은 15% 염분과 온도 $40^{\circ}C$의 가속화된 해양환경이었으며, 시험 기간 동안 주기적인 건습 반복을 실시하였다. 방식시험편은 음극방식 기술의 하나인 Zn-mesh에 의한 희생양극식을 채택하였다. 연구내용으로는 음극방식에 의한 방식성능을 관찰하였으며 신설구조물과 보수구조물에 대한 방식 효과를 비교하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 후기학술대회논문집
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• pp.232-233
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• 2005

Stainless steel has been stably used closed by passivity oxidation films($Cr_2O_3$) is made by neutral atmospheric environment. However, passivity oxidation films of the surface of stainless steel occasionally comes to be destroyed in seawater which is influenced by an environment having halogen ion like $Cl^-$, then, localization corrosion comes to occur. Stainless steel 304 for shaft system material of the small-size FRP fishing boat on seawater environments made an experiment on simulation of sacrifical anode(Al, Zn). Through these experiment and study, following results have been obtained ; According to the field inspection and corrosion simulation, the corrosion on the 2nd class stainless steel shaft(STS 304) in FRP fishing boat has been verified to occur by crevice corrosion and galvanic corrosion etc.. According to the comparison and analysis of Stainless steel 304 shaft materials after simulation leaving unprotected and applying cathodic protection, unprotected shaft specimen of stainless steel 304 was severely corroded, but, protected shaft specimen was not totally corroded. This result is assumed to be made by the facts that anodic reaction, $Fe{\rightarrow}Fe^{2+}$ + $2e^-$, has been restricted by the cathodic protection current of sacrificial anode material.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.4-4
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• 1998

서울 및 서울 인근 주민들의 식수 공급을 위하여 1978년에 건설된 매설 상수배관은 전기방식 조처없이 콜탈에나벨만으로 피복된채 지하철 및 각종 전기설비가 복잡하게 산재된 서울지역에서 근 20년 유지되고 있다. 따라서 이 배관에 대한 부식 상태를 파악하는 것이 배관의 안전성 확보 및 대책수립, 배관수명의 연장, 중단없는 상수공급 동의 차원에서 매우 중요하다. 이 조사의 목적은 건설후 20년이 경과하여 노후된 매설 상수배관에 대한 기본적인 부식환경 및 피복 상태를 조사하여, 부식상태를 진단하고 향후 대책을 세우기 위한 기초 자료를 확보하는 것이다. 조사의 대상은 1978년에 건설된 서울지역 매설 상수배관 103 Km이었으며, 주요 조사 내용은 토양의 pH, 토양비저항과 같은 기초적인 부식환경조사, 전 배관에 대한 부식전위측정, 부식환경 조사로부터 판정된 부식 우려구간을 대상으로 피복손상부 탐측 및 시험굴착, 그리고 상기 조사의 결과를 검토하는 것이다. 조사 결과, 기본적인 부식환경 변수로 예상되던 토양의 전기비저항, 습도, pH는 부 식전위 및 토양종류와 상관관계를 보이지 않았으며, 상수배관 주변의 토양비저항은 대부분 8,000 ~ 10,000 ${\Omega}{\cdot}cm$, 토양 pH는 대부분 5와 6사이에 집중되었다. 전체적으로 볼 때 매설 상수배관은 예상보다 양호한 배관 상태를 유지하고 있다고 판단되나, 일부 간섭구간은 방식보완이 필요한 것으로 조사되었다. 즉 일부 간섭에 의한 미방식 지역은 배류기나 희생양극 설치와 같은 조속한 방식보완 조치가 필요하며, 과방식이 우려되는 곳은 강제배류기의 출력을 크게 낮추는 것이 필요하다. 이때 부식전위가 크게 올라가는 지점이 있으면 부근 가까운 지하철 레일과 선택배류기로 연결하는 것이 바람직하다.

• 한국표면공학회지
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• 제48권2호
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• pp.68-72
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• 2015

The corrosion behavior of metals and alloys for the safety of offshore structures in seawater was investigated for the application of sacrificial anodes. The experiments were focused on the polarization behaviors and the surface morphology of each metal after experiments. Pure Zn, pure Al (Al1050), Al alloys (Al5052, Al6061), Mg alloys (AZ31, AZ91D) and steel (SCM440) were assessed in 3.5% sodium chloride solution by means of potentiodynamic polarization to verify the galvanic corrosion potential ($E_{couple}$). Potentiostat plots were plotted to compare the surface and corrosion current density ($i_{couple}$) of metals as sacrificial anodes in seawater to protect steel alloy as a cathode. Al alloys showed the best performance as a sacrificial anode, on the other hand, Mg alloys showed overprotection behavior. The surface morphologies of sacrificial anodes were observed by FESEM and compared.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.78-78
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• 2018

전기 아연도금은 철강의 내식성을 향상시키기 위한 희생양극으로 사용되어 왔다. 이러한 아연 도금층의 내식성은 그 아연에 의하여 부식으로부터 보호받는 철강 소재의 수명과 직결됨에 따라 아연 도금층의 성능 특히 부식저항성을 높이는 연구는 소재 수명 뿐만이라 성능의 유지하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 전기 아연 도금층에 표면에너지가 낮은 물질인 테플론을 얇게 코팅함으로써 발수성 표면을 구현하였다. 발수성 표면은 물에 대한 젖음성이 매우 낮기 때문에 부식 저항성이 높은 것으로 알려져 있는데, 이는 표면의 거칠기를 제어함으로써 그 효과를 극대화 할 수 있다. 본 연구에서는 특히 전기 아연 도금의 후처리로 알려진 인산염 처리를 이용하여 전기 아연 도금층의 표면형상 구조를 제어하였다. 그리고 그 표면에 테플론을 코팅함으로써 초발수 성질을 구현하였고, 이를 통해 아연 도금층의 내식성 향상에 대하여 분석하였다. 그 결과, 인산염처리에 의하여 표면형상의 구조가 거칠어질수록 테플론 코팅 후 접촉각과 물방울의 이동성은 증가하였다. 이는 표면형상에 의해서 공기층이 물방울 아래에 고립되어 있다는 것을 의미하고, 이러한 공기층으로 인하여 아연 도금층의 내식성은 크게 증가하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.275-275
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• 2012

실용금속 중 가장 경량이고, 치수 안정성, 절삭성 등이 우수한 Mg과 각종 산업의 구조물, 전기전자 부품 등의 분야에서 방식용 코팅 제품으로 많이 사용되고 있는 Zn를 혼합박막으로 Zn-Mg 박막을 제작하였다. 또한 여기서는 모재와 Zn-Mg 박막 사이에 결합력 강화를 위하여 Al중간층을 삽입하고 (Zn-Mg)/Al 박막을 제작하였다. 이와 같이 혼합박막을 제작하는 것은 Zn, Mg, Al 등과 같은 단일박막의 밀착성과 내식성의 한계를 극복-향상시키기 위한 것이었다. 한편, 이와 유사한 혼합박막에 많이 사용되고 있는 희생양극의 성분적인 측면이나 구조적인 분석에 있어서는 연구의 진척이 많이 이루어지고 있지만, 밀착성과 내식성의 상관관계의 규명에 있어서는 기초 단계이다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 증착 조건에 따라 제작한 막에 대한 표면 몰포로지, 결정배향성, 밀착성과 내식성에 미치는 영향을 분석하여 이들의 상관관계를 규명함은 물론 Al 중간층의 유무에 따른 서로간의 특성을 분석하였다. 분석결과에 의하면 Zn, Mg, Al 단일박막과 Zn-Mg 혼합박막에 비해 Al 중간층을 삽입한 (Zn-Mg)/Al이 내식성은 물론 밀착성이 우수하게 나타났다.