AM50합금 PEO코팅층의 Ce기반 밀봉처리

전문가 제언

○ 플라즈마 전해산화법(PEO :Plasma Electrolytic Oxidation)은 양극산화법의 일종으로 양극산화의 영역을 초월하는 고전압에서 미세한 플라즈마 방전을 발생시켜 치밀한 산화막을 형성시키는 표면처리 기술이다. 절연파괴를 수반하는 마이크로아크에 의한 산화를 이용하므로 일명 MAO법으로도 불린다. PEO법은 두꺼운 경질의 산화물피막을 형성하여 내식성, 내마모성, 피막의 밀착강도 등이 우수하므로 Ti합금이나 Al합금의 하드코팅에 적용되고 있다.

 

○ PEO법의 결점은 스파크방전과 가스거품의 발생으로 피막의 표면에 많은 기공과 미세균열이 형성되므로 표면기공을 밀봉시키는 후처리가 필요하다는 점이다. 따라서 PEO피막 위에 ZrO2, ZrSiO3, Yb2SiO3 등을 용사하여 상부피막을 형성하는 방법, 전해질 용액을 개량하여 자기밀봉(self-sealing) 효과를 부여하는 방법이 제안되고 있다. 자기밀봉은 후처가 필요 없는 장점이 있으나 불화물을 함유하는 전해액을 이용하므로 환경적 측면에서 문제가 있다.

 

○ 본 연구에서는 알루미늄합금의 화성피막 형성에 유효성이 입증된 Ce를 함유한 용액을 이용하여 PEO피막의 기공을 밀봉하는 방법을 제시하고 있다. 즉, Ce염으로서 Ce(NO3)3를 소량 첨가한 용액에 일정시간 침지시키는 간단한 조작으로 CeO2와 Ce2O3와 같은 Ce함유물이 피막의 기공 내에 축적되어 밀봉되므로 내식성이 현저하게 향상된다. 밀봉효과에는 Ce(NO3)3의 함유량과 처리시간이 중요한 영향을 미치며 10g/ℓCe(NO3)3용액의 경우 3시간 처리에서 우수한 부식특성을 보이고 있다.

 

○ Mg합금의 PEO코팅법에 대해서는 한양대학, RIST, 일부 기업 등에서 추진되어 국내외 논문과 특허가 발표되고 있다. 또 한양대학과 영남대학에서는 전해액에 200～400㎚ ZrO2분말을 부유시켜 ZrO2와 결합한 PEO피막을 형성하는 방법도 연구되었다. PEO반응에는 전기화학적, 열적, 플라스마 반응이 복합적으로 관여하므로 시편의 표면조건, 전기적 조건, 전해질 조성 등의 요인이 중요한 영향을 미친다. Mg합금에 적용할 수 있는 공정요인의 최적화가 필요하다.

 

저자

M. Mohedano, C. Blawert, M.L. Zheludkevich

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

269()

잡지명

Surface and Coatings Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

145~154

분석자

심*동

분석물

• AM50합금 PEO코팅층의 Ce기반 밀봉처리.pdf [514,473 byte]

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