PEO 표면처리를 통한 AZ31 마그네슘합금 피막특성에 대한 전해질의 영향
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- 서울대학교 대학원
Abstract
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 재료공학부, 2018. 2. 신광선.마그네슘합금은 저밀도, 저비강도 및 우수한 전자파 차폐능 등의 다양한 장점으로 인하여 자동차 및 전자기기 산업 분야의 핵심소재로 활발한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 취약한 부식특성을 극복하기 위한 합금설계 및 표면처리가 필수적이다. 다양한 마그네슘합금의 표면처리 방법 중 합금원소, 전해질, 전류밀도 등의 조건에 따라 생성되는 피막의 제어가 가능하고, 제품의 형상 및 크기에 비교적 적게 영향을 받아 다양한 제품에 적용할 수 있는 장점을 지닌 Plasma Electrolytic Oxidation (=PEO) 공정이 주목을 받고 있다.
본 연구에서는 AZ31 마그네슘합금에 대하여, PEO 공정에서 중요한 공정변수인 전해질의 조성 및 농도, 전류밀도 등을 변화시켜 마그네슘합금의 표면처리를 실시 하였고, 공정변화에 따른 피막의 기계/물리/화학적 특성을 평가 하였다. PEO 표면처리 후 표면에 생성된 피막의 표면과 단면은 SEM을 이용하여 관찰 하였고, 피막에 형성된 기공의 분율 및 피막의 두께를 이미지 프로그램을 통해 분석 하였다. X-ray 회절 분석으로 생성된 상의 종류를 분석하고 상분율을 정량분석 하였고 피막의 기계적 특성을 평가하기 위해 Micro-hardness 시험을 실시 하였으며, Potentio-dynamic 및 Immersion 실험을 통해 부식 특성을 평가 하였다.
새로운 전해질을 통해 피막 내 MgMoO4 및 MgWO4 상이 추가적으로 생성 되었고, 기공의 분율 감소 및 피막의 두께 증가를 확인할 수 있었다. 또한, 경도 시험을 통해 전류밀도 및 새롭게 첨가된 전해질의 농도가 증가함에 따라 경도와 비례함을 확인 하였고, 동일한 전류밀도에서 새로운 전해질의 농도 증가에 따라 부식 저항성이 향상되는 것을 확인하였다.목 차
1. 서 론 1
2. 실험방법 5
2.1 재료 5
2.2 장비 7
2.3 PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) 공정조건 8
2.3.1 전해질에 의한 기계적 특성의 변화 8
2.3.2 전해질에 의한 부식 특성의 변화 8
2.4 PEO (Plasma Electrolytic Oxidation) 특성평가 10
2.4.1 피막 형상 관찰 및 상 분석 10
2.4.2 기계적 특성 평가 12
2.4.3 부식 특성 평가 13
3. 실험결과 및 고찰 15
3.1 전해질이 기계적 특성에 미치는 영향 15
3.1.1 전압-시간 그래프 분석 15
3.1.2 피막 표면과 단면 형상 관찰 22
3.1.3 피막의 상 분석 45
3.1.4 피막의 경도 측정 60
3.2 전해질이 부식 특성에 미치는 영향 63
3.2.1 전압-시간 그래프 분석 63
3.2.2 피막의 표면 및 단면 형상 관찰 63
3.2.3 Potentiodynamic 실험결과 분석 63
3.2.4 Immersion Test 결과 분석 71
4. 결 론 76
참고문헌 78
Abstract 89Maste
