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알루미늄의 장식용 양극산화처리 기술

전문가 제언: ○ 양극산화란 알루미늄 소재를 전해액에서 양극으로 하여 통전하면 양극에 발생하는 산소에 의해서 알루미늄 표면이 산화되어 산화알루미늄(Al2O3) 피막이 생성하는 원리를 이용한 표면처리 기술이다. 한편, 아노다이징이란 양극(Anode)과 산화(Oxidizing)의 합성어(Ano-dizing)로서 전기도금에서 부품을 음극에 걸고 도금하는 것과는 차이가 있다. 양극산화를 위한 전극은 양쪽으로 극이 형성되는 납판이 가장 널리 사용된다.

○ 2011년 일본의 Toyohiko Watanabe는 산화물/금속계면의 산란을 이용하여 백색화 하는 양극산화 기술을 발표하였다. 안료를 사용할 경우의 백색화 최적의 직경은 0.2 0.4㎛인 것으로 알려졌다. 양극산화에 적합한 소재는 알루미늄이며 이외에 Mg, Zn, Ti, Hf, Nb의 금속도 있고 최근에는 Mg와 Ti소재표면의 양극산화처리도 점차 용도가 늘고 있다. 양극산화 피막은 대단히 단단하고, 내식성이 높으며 매우 작은 기공성, 수지상이어서 가지각색으로 착색을 할 수 있다. 일본에서는 직류와 교류를 이용한 수산법으로 많이 양극산화하며 이를 알루마이트(Alumite)라고 한다. 국내와 유럽, 미국에서는 직류 황산법을 아노다이징(Anodizing)이라 명명했다.

○ 일반적인 양극산화는 황산법이며 황산 농도가 15～20wt%,, 연질의 경우는 20～30℃ 범위에서 사용되고 있으며 전압은 직류 13～15V범위가 가장 많이 사용된다. 경질인 경우는 초기에는 전해 온도가 0～-5 ℃에서 말기에는 40V 이상에서 실시될 수 있다. 전해 초기에는 수동으로 2V씩 상승시켜 가다가 안정기 일정 시간이 지나 안정기에 접어들면 자동으로 제어할 수 있다. 이유는 초기에는 안정기를 거쳐 말기가 되면 표면적에 부도체 상태가 되면서 전압이 상승하고 전류는 감소하기 때문이다.

○ 2006년 반월공단의 GKE사는 10000볼트의 고전압을 사용한 고경질의 특수 아노다이징 표면처리 기법을 개발하였다. 향후 양극산화 현장에서도 자동차, 전자부품용으로 백색화 양극산화처리 기술 개발이 활성화 될 것으로 사료된다.