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마그네슘합금의 비정질 플라즈마 전해산화 코팅에 대한 열화거동

전문가 제언: ○ PEO(Plasma Electrolytic Oxidation) 공정은 소재를 전해액 내에 침지한 후에 표면에 마이크로방전을 유도함으로써 치밀하고 기계적 물성이 좋은 산화층을 효과적으로 도입하는 표면처리방법이다. 종래부터 PEO코팅층의 미세조직과 내부식성을 향상시키기 위하여 전해액 내에 무기입자, 예를 들면, 실리카, 티타니아, 지르코티아, 알루미나 등을 넣음으로써 미세조직과 코팅성질을 제어하는 논문이 제시되고 있다. 본 논문에서는 전해액에 점토입자를 함유시켜 PEO코팅층의 형태와 상(phase) 성분을 조절하여 열화가 방지되는 PEO코팅기술을 확립시켰다.

○ 본 연구에 적용된 점토입자는 약 100%의 벤토나이트이며 점토의 일종으로 Na-mont-monillonite가 주성분이고 약간의 석영, 장석 등을 포함한 것이 많으며, 발견지인 미국 와이오밍주의 지층(포트벤토층)에 연유하였다. 백색, 회색, 담록색, 담갈색을 띄고 있으며 물을 흡수하여 팽창하고 양이온 교환성이 뚜렷하다. 향후 국내에서도 품질이 양호한 점토입자를 이용한 PEO공정기술 개발이 활성화되길 기대한다.

○ 금속에 전해산화처리하는 종래의 양극산화(anodizing) 기술은 마그네슘의 표면에 다공성의 수산화피막을 형성시키므로 부식방지 및 마모저항성에 미흡하여, 이를 개선하기 위하여 최근에 환경친화적인 미량첨가물질이 함유된 PEO처리기술이 마그네슘합금의 표면처리기술 개발에 널리 연구되고 있다. PEO처리는 산화층 형성, 절연파괴, 기 형성된 산화층의 용해, 가스방출 등이 동시에 일어나는 복잡한 과정으로 진행된다.특히 PEO처리시 전류밀도는 산화피막층 형성에 중요한 역할을 하고, 금속표면에서의 양극전류는 산화층의 두께의 균일도 및 표면품질 특성에 결정적인 역할을 하기 때문에 향후 이에 대한 연구가 필수적이다.

○ 마그네슘은 뛰어난 생체적합성, 기계적인 성질, 생분해성으로 인하여 향후 임플란트재료로서 상당한 주목을 받고 있다. 국내에서도 2015년에 고려대에서 PEO코팅을 통한 생체분해성 마그네슘합금의 부식저항성 향상에 관한 연구와, 2015년에 한양대학교에서 PEO공정에 의해 생성된 마그네슘합금의 고내식성 피막의 색상 구현에 대한 연구가 발표되었다.

저자: Xiaopeng Lu, et al.
자료유형: 니즈학술정보