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입자함유 도금액의 계면반응과 복합도금

전문가 제언: ○ 1960년대 초반부터 전화기 다이얼에 경질크롬 도금을 사용하면서부터 6가 크롬을 함유하는 도금액을 사용하여 왔다. 하지만 작업자나 환경에의 오염을 유발하면서부터 Cr대체 도금기술이 개발되고 있다. 이에 SiC입자를 분산시킨 니켈복합도금은 고경도, 고내마모 특성이 있기 때문에, 자동차, 항공기 부품에 응용되고 있다. 최근, 다이아몬드 복합도금기술이 상용화되면서 기능성 나노소자에 적용이 급선무로 되어 있다.

○ 2014년 현재, 일본 Kanto대학에서는 고내식성의 무전해 Ni-W- P도금피막 속에 SiC를 분산시킨 Ni-W-P/Si 복합도금 개발을 진행하고 있다. 기지에 고내식성의 Ni-W-P도금을 선택하여 고경도와 고내식성을 만족시키고 있다. 2011년부터 경남 창원의 한국재료연구소에서는 티타늄 산화물, 탄화티타늄, 지르코늄, 흑연과 고분자 등의 미립자를 분산시킨 전해액을 개발하고 있다. 무전해 복합도금은 수~수십 ㎚ 크기의 제2상의 나노입자를 공석시키는 분산도금 형태로 개발되고 있어 전기화학적인 계면반응 이론의 이해와 적용이 필수적이다.

○ 복합도금에서는 도금액을 구성하는 착화제나 pH 등 도금처리 조건에 따라서 입자의 공석량이 변화한다. 도금액은 차아린산을 환원제로 사용한 일반 무전해 니켈도금액을 사용하며, 착화제로는 질산, 구연산, 호박산, 사과산, 글리신을 사용한다. 향후 도금피막 조성이 제어가능한 산화제, 환원제, 착화제와 미립자의 공석량의 관계를 조사하는 선행기술 확보와 수입대체 국산도금 기술력확보가 우선적이라 사료된다.

○ 복합도금은 80년 이상의 역사가 있는 기술이지만, 아직도 개발의 여지가 남아 있어 관심을 끌고 있는 도금기술이다. 복합도금은 금속이온의 전위, 공석입자의 크기, 환원제, 계면활성제 등 복수요소의 최적조건을 만족시켜야 나노입자가 균일하게 공석할 수 있다. 현재 무인정찰기, 항공기, 로켓의 내식과 내마모성 용도로 사용되는 부품개발 적용에 무한한 잠재성이 내재해 있다. 이에 중소기업 복합도금의 품질기술력 향상을 위한 도금기술정보제공이 필수적이라 생각된다.

저자: Hidetaka HAYASHI
자료유형: 학술정보