과망간산칼륨 용액에서 화학적으로 형성된 AZ31B 마그네슘 합금의 피막 특성평가
Characteristics of Films Formed on AZ31B Magnesium Alloy by Chemical Oxidation Process in Potassium Permanganate Solution
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마그네슘은 구조용 금속재료 중에서 비중이 낮고 우수한 비강도, 진동감쇄성과 전자파 차폐기능을 가지고 있어 여러 분야에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 마그네슘은 열역학적으로 가장 활성이 큰 금속으로 대기 중이나 용액 중에서 매우 빠르게 산화되는 단점이 있다. 이러한 마그네슘의 단점을 보완하기 위해 여러 가지 표면처리 방법이 연구되고 있다. 그 중 양극산화법(Anodic Oxidation Method)은 소지 금속을 특정 용액에서 전해하여, 양극에서 산화반응에 의해 소지 금속과 상당한 밀착력을 가지는 산화피막을 형성하는 방법으로써, 형성된 피막은 우수한 내식성, 내마모성, 도장밀착력 등을 가진다. 양극산화법은 비교적 두꺼운 산화피막을 형성하여 내식성은 증가시킬 수 있으나, 제품의 최종 미관이 미려하지 않으며, 표면저항이 증가하고 제조 단가가 비싼 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 과망간산칼륨과 수산화나트륨을 포함하는 용액을 이용하여 전류를 인가하지 않고 침적시키는 간단한 공정으로 AZ31B 마그네슘 합금 상에 투명피막을 형성시켰으며, 개방회로전위 측정을 통하여 시간에 따른 피막형성을 관찰하였다. 전처리 방법 및 수산화나트륨 농도에 따른 마그네슘 합금에 형성된 피막 표면의 변화를 관찰하였고, 피막성분을 분석하였다. 또한 동전위분극실험과 염수분무시험을 통하여 피막의 부식특성을 평가하였다. 형성된 투명피막은 MgO와 Mg(OH)2로 구성되어 있고, 1.6 M의 수산화나트륨이 포함된 70℃ 과망간산칼륨 용액에서 내식성이 우수한 산화막을 얻을 수 있었다.
Abstract
The films formed on AZ31B magnesium alloy were prepared from alkaline solution composed of potassium permanganate and sodium hydroxide. The immersion tests were carried out at the different concentration of sodium hydroxide and pre-teatment method in 5 minute. The morphology and the phase composition of the film were characterized by scanning electron microscopy(SEM) and X-ray diffraction(XRD). The corrosion behavior of the film in 5.0% NaCl solution was evaluated using potentiodyanmic polarization. Open circuit potential in developing film was examined with time. The thin and transparent film was mainly composed of MgO and Mg(OH)2 . The film with the best corrosion resistance was obtained at 70℃ bath temperature, 1.6 M concentration of sodium hydroxide and chemical pre-treatment.
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