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알칼리 용액에서 감마상을 갖는 나노결정성 Zn-Ni합금 도금

전문가 제언: ○ 원자번호 28번의 니켈(nickel)은 악마라는 뜻의 독일어를 따서 지어진 원소인데, 니켈의 유용성을 반영하듯 니켈 또는 니켈의 원소기호 Ni을 표기한 용어들이 많다. 미국의 5센트 동전인 니켈(nickel)은 전열기 열선인 니크롬선(Nichrome wire), 영구자석 알니코(Alnico), 고대부터 사용해온 백동(cupro-nickel)이 대표적이다. 니켈은 주로 내식성의 스테인리스강의 제조에 많이 사용된다. 하지만 아연-니켈 합금도금을 함으로써 고가의 스테인리스에 필적하는 내식성을 확보할 수 있다.

○ 2013년 독일의 K. R. Sriraman은 독성의 카드뮴 도금을 대체하기 위하여 친환경적인 Zn-Ni합금도금 기술을 개발하였다. 한때 니켈이 알레르기를 발생시킨다는 문제점도 있었으나 현재 이러한 보고는 거의 볼 수 없다. 이에 자동차부품인 브레이크 튜브, 엔진 브라켓, 연료 튜브, 클락션 등, 외부의 가혹한 환경에 접하는 표면처리에 적용되고 있다. 니켈 원소를 광석으로부터 처음 발견한 것은 200년 전으로 거슬러 올라간다. Zn-Ni합금도금은 최근에 크롬도금 대용으로도 개발되고 있다.

○ 2003년 현대자동차 1차 벤더인 태양금속공업사에서는 아연-니켈합금도금을 개발하였다. 엔진 브라켓, 볼트-너트에 주로 공급되었다. 이보다 앞서 2000년 기아자동차사에서는 봉고차 연료주입구와 머플러에 Zn-Ni합금도금 기술을 적용하였다. Dipsol사에서는 Zn-Ni에 이어 Zn-Fe, Zn-Co합금도금액도 개발하였다. 1995년 진일써핀사는 Zn-Fe합금도금에 흑색크로메이트 기술도 개발하였다. 하지만 현재까지도 100% 흑색을 실현하지는 못하고 있다.

○ 2012년 니켈의 국제시세는 톤당 21,000달러로서 니켈은 결코 값싼 금속이 아니다. 따라서 폐자원에서 니켈을 회수하고 재생하는 것이 효율적인데, 주요 니켈 폐자원은 폐자동차, 건물에서 나오는 폐금속, 각종 가전제품 폐기물, 니켈도금 폐액 등이다. 용액에서 니켈을 분리하는 데는 이온교환 방법이 이용되기도 한다. 향후 기술력과 정보가 부족한 도금현장에 고경력 과학기술인을 활용한 니켈회수와 함께 수입을 대체 Zn-Ni합금도금 첨가제의 국산화 개발도 추진되어야 할 것이다.

저자: Zhongbao Feng, et al.
자료유형: 니즈학술정보