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2원/3원 Mg 합금의 MAO(미소방전산화) 피막의 상대경도와 부식거동

전문가 제언: ○ 마그네슘 합금은 자동차, 항공우주, 전자통신 장치 등에 널리 사용되지만, 합금 자체로는 내식성이 불량하다는 문제를 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 여러 방법들 중 MAO(또는 PEO)라 불리는 미소방전산화에 의한 합금의 코팅은 내식성과 내마모성을 동시에 제공하는 유용한 방법이다. MAO 피막의 생성속도나 성질에 영향을 미치는 여러 요소들 중에서 합금의 조성도 큰 몫을 차지한다. 본고에서는 그중 Mg의 중요한 합금원소인 Al과 Zn의 역할을 설명한다.

○ 순수 Mg, 3종의 상업용 3원합금(AZ31, AZ61, AZ91) 및 3종의 2원합금(Mg-3, 6, 9wt.%Al)에 대해 동일한 조건에서 MAO를 실시하여 Al과 Zn이 피막의 생성속도와 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 상대내식성(RCR: Relative Corrosion Resistance)과 상대경도(RH: Relative Hardness)라는 개념을 도입하여, 3원합금이 우수한 RCR을 보이려면 3～6wt.%의 Al이 필요하고, RH를 높이려면 6～9wt.%의 Al이 필요하다는 것을 보였다. Zn은 Al의 존재 하에서 내식성을 향상시키는 보조적 역할을 한다.

○ MAO의 주요 연구대상은 Al이었으나 최근에는 그 초점이 Mg로 이동하고 있다. 일반적으로 Mg 합금 표면의 MAO 피막은 기공과 미세균열을 포함하는 불균질한 형상을 보인다. 이런 문제의 해결책으로 전해액의 조성과 공정의 전기적 변수의 조절이 제시되었지만, 현재는 합금의 조성도 중요한 요소라는 것이 인식되고 있다. AZ 계열의 합금에서 더 매끄럽고 치밀한 MAO 피막을 얻을 수 있는 것이 알려졌으나 각 합금원소의 역할에 대해서는 상세히 알려진 바가 없다.

○ NTIS에 의하면 국내에서의 MAO 관련 연구결과는 국내외 학술지에 28건(국외 21건, 국내 7건)의 논문이 발표되었고, 정부지원에 의한 연구과제 4건이 진행 중이거나 또는 종료되었다. 기업체에 의한 연구보고서도 1건 발표된 바 있다. 그러나 본고에 소개한 Mg 합금의 조성이 MAO에 미치는 영향에 대해 조사한 것은 1건도 없다. 이 분야의 연구도 중요하므로 연구자들이 관심을 기울일 필요가 있다.

저자: L. Rama Krishna, G. Poshal, A. Jyothirmayi, G. Sundararajan
자료유형: 니즈학술정보