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Heat Treatment of Mg Films Formed on Hot-Dip Aluminized Steel Substrate bt PVD Method and Their Corrosion Resistances
Get PDF금속 재료 중 철강재는 풍부한 자원과 더불어 기계적 특성 및 가공성이 우수하고 대량 생산이 가능하기 때문에 자동차, 기계, 건설 및 조선 등의 다양한 산업 분야에 폭 넓게 사용되는 소재이다. 그러나 이 철강재는 사용 환경 중 취약한 내식성을 갖는 단점이 있다. 그러므로 일반적으로 철강재는 내식성 부여를 위한 다양한 표면처리가 널리 적용되고 있다. 그 중 많이 사용되고 있는 방법은 철강 소재 상에 Zn(아연)이나 Al(알루미늄) 등과 같이 부식 환경 인자 차단(barrier)이나 희생양극(sacrificial anode) 효과가 우수한 금속들을 그 재료로 사용한 용융 도금이나 전기 도금과 같은 습식 공정에 의한 표면처리이다. 그러나 이와 같은 습식공정에 의한 표면처리는 활용 가능한 도금 성분의 제한에 따른 특성 향상의 한계는 물론 자원 소모 및 폐수 처리와 같은 환경 문제를 야기하기도 한다. 따라서 최근에는 이러한 단점을 해결하기 위한 방법들이 다각도로 진행되고 있는 가운데 이를 대체할 수 있는 표면처리나 친환경적인 코팅 방법에 대한 다양한 연구도 활발히 시도되고 있다.
본 연구에서는 무공해 프로세스인 물리기상증착(PVD)법 중 스퍼터링(sputtering)법에 의해 규소(Si)가 포함된 용융 Al(알루미늄) 도금 강판 상에 그 희생방식효과를 향상시킬 수 있다고 추정되는 Mg(마그네슘) 금속을 0.5, 1.0 및 1.5μm 두께로 증착하였다. 또한 여기서는 열처리도 실시하여 Al-Si 도금층과 Mg 증착 막 성분 간 확산에 의한 합금화의 형성을 시도하였다. 그리고 이와 같이 제작된 막들에 대해서는 그 재료특성과 내식성의 상관관계를 파악하기 위하여 막의 성분, 상, 모폴로지 및 결정구조의 분석은 물론 다양한 가속 부식 및 전기화학적 부식시험에 의해 내식특성 관계를 평가하였다.
- 본 실험에서 제작한 막들의 성분 분석 결과에 의하면, 모든 비열처리 막은 Mg 두께가 증가함에 따라 Mg 검출 함량도 높아지며 그 표면이 치밀하게 증착되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 열처리 막에서는 비열처리 막들과 마찬가지로 Mg 두께가 증가함에 따라 그 검출 함량이 증가되었지만 그 증가 정도는 상대적으로 작았고 알루미늄의 함량이 높게 나타났다. 또한 열처리 막은 비열처리 막과 달리 단일상의 Mg 상은 검출되지 않았고 Al을 포함한 다양한 금속간화합물 상이 나타났다. 즉, 이것은 Mg 막과 그 하부층의 Al이 열처리에 의해 상호 이동 확산에 의한 결과라고 사료된다.
- 표면 모폴로지 관찰 결과에 의하면, 비열처리 막의 경우에는 Mg 두께가 증가함에 따라 확산 성장되며 나타난 표면의 Mg 결정 입자가 커졌고, 매끄럽고 치밀한 양상을 나타냈다. 한편, 열처리 막의 경우에는 비열처리 막과는 달리 거친 표면을 나타냈다. 또한 이 막들에 대한 단면 모폴로지 관찰 결과에 의하면 비열처리 막들은 선명한 층 간 구조를 나타낸 반면, 열처리 막들은 Mg, Al의 상호 확산에 의해 단일 층이 형성된 것을 관찰하였다.
- 제작막에 대한 결정구조 분석 결과에 의하면, 열처리 막들은 비열처리 막과 비교하여 다량의 주성분인 Al이 표면상 높은 표면에너지의 Al (200)면으로 배향되고 그 면 간격도 증가하는 경향이 있었음을 확인하였다. 이것은 열처리에 의해 확산 이동된 Mg이나 Si 또는 금속간화합물의 성분들이 Al 원자가 결정 성장되는 중 형성된 표면에너지 높은 Al (200)면에 우선 흡착되며 나타난 결과라고 사료된다. 이러한 특성은 부식과정 중 Mg, Al 및 O계의 다양한 부식생성물을 단시간에 형성시키고 그 차폐역할을 통해 내식성을 더욱 향상시키는 요인으로 사료된다.
- 내식성 평가를 위한 다양한 가속 부식(염수분무, 복합부식) 및 전기화학적 부식시험 결과에 의하면, Mg 두께의 증가는 물론 열처리에 따라 내식성이 향상되는 경향을 나타냈다. 또한 이 결과는 자연침지시험은 물론 EIS시험 등을 통해서도 확인되었다. 즉, 열처리 막들은 비열처리 막들과 비교하여 부동태 피막 형성에 의한 차폐효과가 우수하게 나타났다. 그리고 이것은 갈바닉 부식시험 결과를 통해서도 Mg 두께 증가와 열처리에 따라 부식이 지연되는 것을 재확인할 수 있었다. 또한 여기서는 이상의 내용을 종합하여 본 실험에서 제작한 막에 대한 내식 메커니즘을 해석 및 고찰하였다.
본 PVD법에 의해 용융 알루미늄 도금 강판 상에 형성한 Mg 막은 열처리에 따라 우수한 내식성을 가진다는 것이 확인되었고, 이를 통해 본 연구에 의거하여 제작한 막들의 응용에 관한 유효성을 제시할 수 있었다.목 차 ⅰ
List of Tables ⅲ
List of Figures ⅳ
Abstract(영문) ⅵ
Abstract(국문) ⅷ
1. 서 론
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 내용 4
2. 이론적 배경
2.1 PVD법에 의한 증착 공정 6
2.1.1 표면처리 기술의 분류 6
2.1.2 플라즈마의 이용 7
2.1.3 PVD법 9
2.2 금속의 박막 형성 12
2.2.1 박막의 정의 및 형성 기구 12
2.2.2 박막의 형성 과정 중 흡착 인히비터 이론 14
2.3 금속 막의 내식성 17
2.3.1 부식의 정의 17
2.3.2 부식의 전기화학적 반응 18
2.3.3 내식성 피복의 종류 21
2.3.4 금속간화합물 24
3. 실험 방법
3.1 실험 장치 및 금속 막 제작 26
3.1.1 실험 장치 26
3.1.2 시험편 준비 26
3.1.3 막의 제작 및 열처리 27
3.2 막의 재료 특성 분석 30
3.2.1 모폴로지 분석 30
3.2.2 원소조성 분석 31
3.2.3 결정구조 분석 31
3.3 막의 내식 특성 평가 31
3.3.1 염수분무 및 복합부식시험 31
3.3.2 자연침지시험 35
3.3.3 전기화학적 양극분극시험 35
3.3.4 전기화학적 EIS시험 37
3.3.5 갈바닉 부식시험 38
4. 실험 결과 및 고찰
4.1 HDA강판 상 제작한 Mg-열처리 막의 재료 특성 분석 39
4.1.1 막의 모폴로지 관찰 결과 39
4.1.2 막의 원소조성 분석 결과 41
4.1.3 막의 결정구조 및 결정배향성 분석 결과 48
4.2 HDA강판 상 제작한 Mg-열처리 막의 내식 특성 평가 54
4.2.1 막의 염수분무 및 복합부식 시험 결과 54
4.2.2 막의 전기화학적 내식성 평가 결과 59
4.2.3 막의 부식생성물 분석 결과 76
4.3 HDA강판 상 제작한 Mg-열처리 막의 내식 메커니즘 해석 및 고찰 86
4.3.1 열처리 막의 내식 요인 분석 86
4.3.2 열처리 막의 내식 메커니즘 고찰 90
5. 결 론 92
참고 문헌 94
감사의 글 99Maste
생물계의 여러 눈금 모형화
No full text학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 자연과학대학 물리·천문학부(물리학전공), 2020. 8. 최무영.Biological systems are the quintessential complex systems of nature, with emer- gent phenomena at multiple length scales. While the theoretical physicists ultimate goal would be to understand the complexities of life under a unified framework, there is still much work to be done in understanding the rules that dictate the rich emergent phenomenon at each scale. Many fields of biology are in need of mathematical models that can explain the vast amount of experimental data regarding their specific target phenomena.
In this dissertation, five biological phenomena are studied with the aid of math- ematical models and methods from statistical physics: autophagy dynamics and its effect on amyloid-b peptide levels; aggregation of amyloid-b in Alzheimers disease; entrainment of the circadian system and recovery by light treatment; energy expendi- ture during gradient walking; and the behavioral dynamics of interceptive walking. For each topic, we provide background information on the topic at hand, discuss a model developed to understand the system, report the results of the model, and discuss the meaning of the results.생물계는 자연의 대표적인 복잡계로, 여러 거리와 시간 눈금에서 떠오름 현상을 보인다. 생물계를 다루는 이론 물리학자에게는 하나의 이론적 틀로 이 복잡성을 이해하는 것이 궁극적인 목표가 되겠지만, 아직 각 눈금에서 떠오르는 현상을 하나씩 이해하기 위한 노력이 필요하다. 생물학의 많은 분야들은 각각의 대상 현상에 대한 방대한 실험 자료를 이해하기 위한 수학적인 모형화를 필요로 한다.
이 논문에서는 수리적 모형과 통계 물리적 방법일 이용하여 다섯 가지 생물계의 현상을 다루고 있다. 그 주제는 자가포식의 동역학과 아밀로이드-베타 농도에 주는 영향, 알차이머 병에서 아밀로이드-베타 단백질의 응집, 일주기의 환경과의 때맞음과 빛 치료, 기울어진 땅 위 걸음질할 때의 에너지 소비, 보행자의 행동 동역학이다. 각 주제에 대한 배경을 소개하고 그 현상을 연구하기 위한 수리적 모형을 소개한다. 그의 결과에 대한 논의가 잇따른다.1 Introduction 1
2 Autophagy and its effect on amyloid-b peptide levels 5
2.1 Background 5
2.2 Mathematicalmodel 7
2.3 Modeldynamics 15
2.4 Discussionoftheautophagymodel 23
3 Aggregation of amyloid-b peptides in Alzheimers disease 28
3.1 Background 28
3.2 Mergingmodel 30
3.3 Toxicityofaggregatesizedistributions 31
3.4 Sizedistributionofplaques 32
3.5 Discussion: Towards a multi-scale model of Alzheimers disease 35
4 Disruption of the circadian rhythm and recovery via light treatment 36
4.1 Background 36
4.2 Model of the sleep-wake system coupled with the circadian oscillator 38
4.3. PeriodLockingZone 45
4.4. DiseasedStatesandLightTreatment 48
4.5. Discussion 54
5 Predicting expenditure during gradient walking 57
5.1 Background 57
5.2 Datacollection 59
5.3 Modelconstruction 62
5.4 Fittingresults 67
5.5 Discussion 69
6 Behavioral dynamics of interceptive walking 71
6.1 Background 71
6.2 Modelbasedonaleastactionprinciple 73
6.3 Recasting the model to describe bearing angle and affordance 85
6.4 Fittingresults 89
6.5 Discussion 96
국문 초록 117
감사의 글 118Docto
녹용 추출물이 생쥐 면역계에 미치는 영향과 B 세포 분화에 관여하는 물질의 부분 분리
No full textThesis (master`s)--서울대학교 대학원 :미생물학과,1998.Maste
Case study on designing the on-line conceptual change learning environment
No full text학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :교육학과(교육공학전공),2010.2.Maste
