• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.51 no.3
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• pp.172-178
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• 2018

In this paper, effects of potassium permanganate, pottasium dichromate, sodium molybdate on lean duplex stainless steel were studied by GDOES, OCP, potentiodynamic curves. The stainless steels were chemically passivated in each nitric acid solutions containing 4wt.% oxidants for 1 hour. As a result, when potassium dichromate or sodium molybdate was added, content of Fe was decreased and content of Cr was increased. Consequently, corrosion resistance of passive film was increased. But in case of potassium permanganate was added, contrastively, content of Fe was increased and content of Cr was decreased. So corrosion resistance was decreased. Adding sodium molybdate in nitric acid for chemical surface treatment process was the most effective among oxidants and also it showed the most stable anti-corrosion in SST.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.04a
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• pp.28-28
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• 2002

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.36 no.1
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• pp.79-84
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• 2003

$WC-Ti_{1}$ -xA $l_{x}$ N multilayered coatings are performed by their periodically repeated structures of lamellae of WC-Ti/$WC-Ti_{1}$ -xA $l_{x}$ Nmaterials. The $WC-Ti_{1}$ -xA $l_{x}$ N coatings with variable Al content were deposited onto AISI D2 steel by cathodic arc deposition (CAD) method. The electrochemical behavior of multilayered $WC-Ti_{1}$ -xA $l_{x}$ N coatings with different phases (WC- Ti$0.6/Al_{0.4}$ N, $WC-Ti_{0.53}$$Al_{0.47}$N, $WC-Ti_{0.5}$ $Al_{0.5}$ N and $WC-Ti_{ 0.43}$$Al_{0.57}$ N) was investigated in deaerated 3.5% NaCl solution at room temperature. The corrosion behaviors for the multilayered coatings were investigated by electrochemical techniques (potentiodynamic polarization) and surface analyses (X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES)). In the petentiodynamic polarization test, the corrosion current density of $WC-Ti_{0.5}$$Al_{0.5}$N was lower than others.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.177-181
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• 2009

Compositional gradient CrNx coatings were fabricated using arc ion plating in Ar/$N_2$ gaseous mixture by gradually increasing $N_2$ flux rate from 0 to 120 SCCM. The effect of negative substrate bias on the film microstructure and mechanical properties were systematically investigated with XRD, GDOES, and SEM. The results show that substrate bias has an important influence on film growth and microstructure of gradient CrNx coatings. The coatings mainly crystallized in the mixture of hexagonal $Cr_{2}N$ and fcc CrN phases. By increasing substrate bias, film microstructure evolved from an apparent columnar structure to an equiaxed one. With increasing substrate bias, deposition rate first increased, and then decreased. The maximum of deposition rate was 15 nm/min obtained at a bias of -50V.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.47-47
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• 2008

Cr and AlSi (Si=20 and 66 at.%) target들을 이용하여 Closed-field unbalanced magnetron sputtering (CFUBMS)으로 증착된 주기($\Lambda$)가 2.3 nm에서 8.0nm인 CrN/AlSiN multilayer coatings의 crystal structure, 화학적 조성, 및 기계적 특성을 glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES), X-ray diffractometry (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and nano-indenter 등의 분석장비를 이용하여 분석하였다. 고온안정성을 시험하기 위하여 $800^{\circ}C$와 $1000^{\circ}C$ 공기중 에서 30분 열처리하였다. CrN/AlSiN multilayer coatings의 고온안정성은 Si조성이 증가함에 따라 향상되었다. Si이 18.2 at.%함유된 coating이 가장 우수한 고온안정성을 갖고 있다.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.37 no.3
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• pp.152-157
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• 2004

Ti-Al-N ($Ti_{75}$ $Al_{25}$ N) and Ti-Al-Si-N ($Ti_{69}$ $Al_{23}$ $Si_{8}$N) coatings synthesized by a DC magnetron sputtering technique were studied comparatively with respect to phase characterization and high-temperature oxidation behavior. $Ti_{69}$ $Al_{23}$ $Si_{ 8}$N coating had a nanocomposite microstructure consisting of nanosized(Ti,Al,Si)N crystallites and amorphous $Si_3$$N_4$, with smooth surface morphology. Ti-Al-N coating of which surface $Al_2$$O_3$ layer formed during oxidation suppressed further oxidation. It was sufficiently stable against oxidation up to about $700^{\circ}C$. Ti-Al-Si-N coating showed better oxidation resistance because both surface Ab03 and near-surface $SiO_2$ layers suppressed further oxidation. XRD, GDOES, XPS, and scratch tests were performed.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.61-62
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• 2008

Closed field unbalanced magnetron sputtering 방법을 이용하여 CrZr-Si-N 박막을 증착하였다. Si Target power의 변화에 따라 박막을 증착하여 XRD, SEM, XPS, GDOES, AFM, XPS, Nanoindentation을 이용하여 박막의 미세구조, 성분분석, 표면 조도, 경도를 측정하였다. $500^{\circ}C$에서 annealing한 후 상온에서의 박막의 경도와 비교하였고, 상온과 $500^{\circ}C$에서 마모 실험을 행한 후 마찰 계수를 측정하여 비교하였다. $Cr_{39.4}Zr_{12.3}N_{48.3}$ 박막은 $500^{\circ}C$ annealing 후 경도는 30 GPa에서 24 GPa로 감소하였고 마찰계수는 0.23에서 0.81로 약 4배 증가하였다. $500^{\circ}C$ annealing 후 $Cr_{34.6}Zr_{10.6}-Si_{6.4}-N_{48.4}$ 박막의 경도는 30 GPa로 상온에서의 경도 32 GPa과 비슷하였고 $500^{\circ}C$와 상온에서 수행된 마모시험 결과는 $500^{\circ}C$에서 마찰계수 0.43으로 상온 마모시험 결과와 거의 비슷한 결과를 보였다. 상온의 경우 Si 함량에 따른 기계적 특성 및 마모특성의 변화는 거의 없었다. 그러나 $500^{\circ}C$ annealing 후 CrZi-Si-N 박막의 기계적 특성 및 마모특성은 Si 함량에 따라 큰 차이를 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 Si 첨가가 CrZrN 박막의 고온 안정성 향상에 기여함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Surface Science and Engineering
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• v.36 no.4
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• pp.301-306
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• 2003

Multilayered WC-Ti/suv $1-x/Al_{x}$ N coatings were deposited on AISI D2 steel using cathodic arc deposition (CAD) method. These coatings contain structural defects such as pores or droplets. Thus, the substrate is not completely isolated from the corrosive environment. The growth defects (pores, pinholes) in the coatings are detrimental to corrosion resistance of the coatings used in severe corrosion environments. The localized corrosion behavior of the coatings was studied in deaerated 3.5 wt.% NaCl solution using electrochemical techniques (potentiodynamic polarization test) and surface analyses (GDOES, SEM, AES, TEM). The porosity was calculated from the result of potentiodynamic polarization test of the uncoated and coated specimens. The calculated porosity is higher in the $WC-Ti_{0.6}$ $Al_{0.4}$ N than others, which is closely related to the packing factor. The positive effects of greater packing factor act on inhibiting the passage of the corrosive electrolyte to the substrate and lowering the localized corrosion kinetics. From the electrochemical tests and surface analyses, the major corrosion mechanisms can be classified into two basic categories: localized corrosion and galvanic corrosion.

• 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.177-177
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• 2016

우수한 내식성을 가지는 Zn 박막은 자동차, 가전제품, 전자제품 등에 사용되는 철 생산품의 수명 연장을 위하여 널리 사용되어 왔다. 최근 개발된 Zn-Mg 합금 박막은 Zn나 Mg에 비해 우수한 내식성을 나타내는 Zn-Mg 합금상을 형성하기 때문에 순수한 Zn 박막이나 다른 Zn 계 합금 박막에 비해 우수한 내식성을 가진다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 다양한 합금상의 형성을 위해 Mg 중간층 두께를 제어하며 Zn/Mg/Zn 다층 박막들을 합성하였으며 열처리를 통한 합금상의 변화, 그에 따른 박막의 내식성에 관해 연구하였다. Zn/Mg/Zn 다층 박막은 총 $4{\mu}m$의 두께로 Mg 중간층의 두께를 변화하였으며 비대칭 마그네트론 스퍼터링 공정을 이용하여 냉연강판 위에 합성하였다. 합성된 다층 박막은 다양한 Zn-Mg 합금상을 형성하기 위하여 진공로를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 1시간 동안 어닐링 열처리를 실시하였다. 열처리 전, 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 미세조직과 조성은 X선 회절 분석기 (XRD)와 전계방출형 주사전자현미경 (FE-SEM)과 글로우 방전 분광분석기 (GDEOES)를 사용하여 분석하였다. 어닐링 열처리를 통한 Zn-Mg 합금상 형성이 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 동전위 분극시험과 EIS(Electrochemical impedance spectroscopy) 분석 실시하였다. FE-SEM과 GDOES 분석 결과, Zn/Mg/Zn 다층 박막들 각각의 중간층 Mg 두께는 1.5, 2.0, $2.5{\mu}m$ 였으며, 어닐링 열처리 후 중간층의 Mg이 상, 하부의 Zn 층으로 확산되면서 박막을 치밀한 구조로 변화시키는 것으로 확인되었다. XRD 분석 결과, 열처리를 하지 않은 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Mg 상의 피크의 강도 차이만 존재할 뿐 Zn-Mg 합금상은 형성되지 않았다. 그러나 열처리를 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서 $MgZn_2$ 합금상이 형성되었으며, 중간층 Mg 두께가 $1.5{\mu}m$ 이하인 박막에서는 Zn 상이, 초과하는 박막에서는 Mg 상이 잔존하는 것을 확인하였다. EIS 분석 결과, 열처리 후 박막의 전하이동저항 값은 증가하며 박막의 어드미턴스 값이 감소하였으며 Bode phase plot을 통해 열처리 후 시정수(time constant)가 높은 주파수 영역에서 형성 되는 것을 확인하였다. 이는 열처리 후 Zn/Mg/Zn 다층 박막이 치밀해지고 내식성이 향상되었음을 나타낸다. 동전위 분극시험 결과에서도 마찬가지로 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들은 열처리 전 대비 내식성이 향상되는 것을 확인하였다. 열처리를 통한 Zn/Mg/Zn 다층 박막의 내식성의 향상은 우수한 내식성의 합금상의 형성과 박막 미세구조의 치밀화에 기인한다고 판단하였다. 또한 열처리 한 Zn/Mg/Zn 다층 박막들에서는 Zn와 $MgZn_2$ 상들이 공존 할 경우 가장 우수한 내식성을 나타내었으며, 이는 $MgZn_2$와 Zn 사이의 적은 전위 차이로 인해 갈바닉 부식 효과가 감소되었기 때문으로 판단된다.