AZ91D합금의 Ni-Co코팅에 의한 고내식 초발수성 표면의 형성기술

전문가 제언

○ 마그네슘은 액상용액이나 습기가 있는 분위기에서 쉽게 산화되어 부식된다. 최근 Mg합금의 초발수성 표면(superhydrophobic surface)의 형성이 내식성과 자기세정성(self-cleaning)의 향상에 유효함이 밝혀져 새로운 표면처리 기술로 주목되고 있다. 초발수성 현상은 연잎, 벼잎, 매미날개, 모기 눈 등 자연계의 많은 동식물에서도 발견되는데, 물과의 접촉각이 150° 이상이고 미끄럼각이 10° 미만이면 물의 젖음성(wettability)이 극단적으로 저하하기 때문에 나타나는 현상이다.

○ 재료표면에서 액체의 거동은 표면의 기하학적인 미세구조와 표면에너지에 의존하므로 미세구조를 마이크로/나노사이즈의 복합구조로 제어하고 표면에너지를 낮추는 표면개질에 의해 초발수성 표면을 구현할 수 있다. Mg합금에 대해서는 Ni 또는 Co의 전착코팅, CeO2 또는 CuO산화물 코팅에 의한 초발수성 표면의 형성이 보고되고 있다. 본 연구에서는 Ni-Co전착코팅에 의한 마이크로/나노조직의 형성과 스테아린산 용액처리에 의한 표면에너지의 저감으로 초발수성 표면을 실현한다.

○ Ni-Co코팅 표면을 치밀하게 덮고 있는 꽃 모양의 입자는 원뿔형 마이크로/나노 복합조직으로 구성되어 있다. 이와 같은 원뿔형 돌기구조는 수십 나노미터 크기의 섬모들이 덮고 있는 연잎의 마이크로 돌기 구조와 흡사하여 초발수성을 갖게 된다. Ni을 단독으로 전착한 경우의 접촉각은 163.3°로 보고되어 Ni-Co코팅의 167.3°와 거의 대등하나 내식성에서는 Ni-Co코팅의 경우가 훨씬 우수하다. 이는 전처리로 실시한 Ni무전해 도금이 추가된 2중 코팅효과 때문일 것이다. 실용성을 위해서는 단층 코팅으로 초발수성과 내식성을 극대화하는 연구가 필요하다.

 

○ 초발수성 표면을 금속재료에 응용하는 국내연구는 아직 없으나 최근 LCD, PDP, LED, 휴대폰 등과 같은 디스플레이 소자나 안경, 렌즈와 같은 광학 소자, 건축 외장재 등에 응용이 모색되고 있다. Mg합금에 는 공업적으로 흔히 이용되는 전착 코팅으로 초발수성 표면의 형성이 실증되고 있는 만큼 새로운 표면처리 기술로 발전이 기대된다. 이의 핵심기술이 되는 표면의 나노구조 제어에 대한 심도 있는 연구가 요망된다.

저자

Z. She, Q. Li, Z. Wang, C. Tan, J. Zhou, L. Li

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

251()

잡지명

Surface and Coating Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

7~14

분석자

심*동

분석물

• AZ91D합금의 Ni-Co코팅에 의한 고내식 초발수성 표면의 형성기술.pdf [393,401 byte]

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