한국해양대, 강철 부식 방지 새 합금 코팅 기술 개발

한국해양대 연구팀들이 강철이 더 이상 녹슬지 않도록 보호하는 새로운 합금 코팅 기술을 개발했다.

강철은 실생활에서 대단히 유용하지만 부식에 취약한 게 약점으로 꼽혀 왔다. 한국해양대 연구팀들은 표면 처리에 간단한 단계를 추가해 녹에 대한 강철의 저항을 향상시키는 새로운 합금 코팅 기술을 개발했다.

강철은 종종 내식성을 개선하기 위해 다른 금속으로 코팅되지만 소금기가 많은 해양 환경은 추가적인 과제를 안고 있다. 알루미늄은 일반적인 부식 방지 코팅이지만 바닷물과 녹에서 염화물 이온과 쉽게 반응하는 경향이 있다.

한국해양대 연구팀들은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘(Al-Mg-Si)으로 새로운 합금 코팅 기술을 개발한 것으로 알려졌다.
연구팀은 알루미늄으로 된 강철로 시작했는데, 이것은 알루미늄 욕조에 용융된 강철과 그것을 코팅할 실리콘이다. 빠진 성분인 마그네슘은 이 방법을 통해 적용할 수 없었다. 그래서 이 팀은 물리적 증기 증착물을 사용하여 강철을 코팅했다. 마지막으로 코팅은 375°C(707°F)의 고온에 서로 다른 양으로 노출되었다.

그런 다음 연구팀은 새 코팅에 표준 소금을 적용하여 부식 저항성을 테스트했다. 0으로 가열된 새로운 합금의 버전을 비교했다. 일반 알루미늄 도금 강판과 아연도금 강판은 5분 또는 30분 정도 소요되었다.

실험 결과 새로운 코팅은 다른 재료들보다 훨씬 더 좋은 성능을 보였다. 새 코팅에 대해 표준 염분 분사 시험을 실시하여 내식성을 시험했다. 그들은 0분, 5분, 30분 동안 가열된 새로운 합금의 버전뿐만 아니라 알루미늄으로 코팅된 일반 강판과 아연도금 강판에도 내식성을 시험했다.

알루미늄 도금 및 아연도금 강판은 800시간 동안 소금 스프레이에 노출된 후 상당한 녹이 슬었다. 비열처리 된 새로운 합금은 더 나아졌지만 1600시간 동안 크게 부식되었다. 30분 동안 열처리된 합금은 2000시간까지 녹이 거의 없었다. 그러나 분명히 눈에 띄는 것은 5분 동안 가열 된 합금이었다. 2400시간 후에 테스트가 끝났을 때에도 부식이 거의 발생하지 않았다.


면밀한 검사를 통해 연구팀은 코팅의 부식 방지 특성 뒤에 있는 메커니즘을 확인했다. 부식 제품은 두 개의 층을 형성했다. 표면 근처에 있는 것들은 주로 알루미늄 기반이었다,

그 깊은 아래로 알루미늄으로 구성된 동안, 마그네슘과 실리콘의 내부 층은 강철을 부식으로부터 더 오래 보호하는 차폐 효과를 만들었다. 샘플의 초기 가열은 마그네슘이 재료로 더 깊이 이동하도록 함으로써 이 과정을 가능하게 했다.

염분 부문 테스트는 실제 부식율과 직접적인 상관관계가 없다는 점에 유의해야 한다. 결국, 정상적인 환경에서 수년 또는 수십 년이 걸릴 수 있는 프로세스를 가속화하도록 설계된 농축 된 폭발이다.

또한 습윤 및 건조 주기 및 일반 바닷물 외에 다른 부식성 제재와 같은 모든 요인을 고려할 수 없다. 그러나 결과는 새로운 합금 코팅이 큰 잠재력을 가지고 있음을 시사한다.

이 연구의 수석 저자인 이명훈 교수는 "우리의 연구는 표면 처리 프로토콜의 간단한 변화를 통해 부식방지 강재를 어떻게 생산할 수 있는지를 보여 준다"며 "이는 에너지와 환경 자원을 보존하는 데 매우 의미가 있다"고 말했다.


김진영 글로벌이코노믹 기자