AM60 합금의 MAO처리에 의한 자기밀봉 피막의 형성기구

전문가 제언

○ MAO(Micro-Arc Oxidation)법은 양극산화를 초월하는 고전압에서 절연파괴로 야기되는 마이크로방전과 플라스마를 발생시켜 전해질 종과 결합한 피막을 형성시키는 표면처리법으로 일명 PEO(Plasma Electolytic Oxidation)법으로도 불린다. 이 방법은 약알칼리성 전해액을 이용하므로 친환경적이고 피막의 두께 제어가 용이하여 내식성 외에도 내마모성, 내열성을 부여할 수 있다. 그러나 스파크방전으로 인하여 다공성 피막이 형성되므로 밀봉처리(pore sealing)가 필요하다는 단점이 있다.

 

○ 기공의 밀봉처리를 위해 MAO 피막 위에 화성피막이나 용사법으로 세라믹 피막을 형성시키기도 하지만, 후처리 공정이 추가되므로 실용기술로 문제가 있다. 따라서 전해용액을 개량하여 자기밀봉(self-sealing) 기능을 부여하는 MAO법이 연구되고 있으며, Ce, Zr, Ti 등을 함유하는 전해질 용액의 효과가 보고된 바 있다. 본 연구에서는 불화티탄산염(K2TiF6) 전해질이 MaO 피막의 자기밀봉에 유효함을 확인하고 밀봉피막의 형성기구를 제시하였다.

 

○ K2TiF6, NaH2P2O7, NaF을 함유하는 전해질에 의해 형성된 MAO 피막은 충분한 밀봉효과를 가지며 MgO와 MgF2가 기공을 밀봉하는 주성분으로 밝혀졌다. 초기의 MAO 과정에서 형성되는 부동태 피막은 MgO, MgF2, AlPO4로 구성되며 전해액의 F-이온이 피막의 치밀화에 기여한다. MAO 전압이 높아지면 Ti3O5가 생성되어 피막은 연한 청색을 나타내며 Ti3O5의 생성량 증가는 표면피복을 개선시킨다. MaO 피막의 Ti농도가 5at.% 근방에 달하면 기공 내에 MgF2의 석출이 촉진된다.

 

○ Mg합금의 MAO코팅법에 대해서는 한양대학, RIST 및 일부 기업에서 추진되어 국내외 논문과 특허가 발표되고 있다. 특기할만한 연구사례로는 전해액에 200～400㎚의 ZrO2 분말을 부유시켜 이와 결합한 MaO 피막을 형성시키는 방법(한양대), 봉공처리가 필요 없는 플라스마 양극산화법(미래엠텍)을 들 수 있다. MAO반응에는 전기화학적, 열적, 플라스마 반응이 복합적으로 관여하므로 전해질 조성과 연계시킨 공정요인의 최적화 연구가 필요하다.

저자

Kaihui Dong, Yingwei Song, Dayong Shan, En-Hou Han

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

266()

잡지명

Surface and Coatings Technology

과학기술
표준분류

재료

페이지

188~196

분석자

심*동

분석물

• AM60 합금의 MAO처리에 의한 자기밀봉 피막의 형성기구.pdf [499,022 byte]

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