플라즈마 전해 산화 처리된 해양환경용 Al 합금의 캐비테이션 손상 특성

플라즈마 전해 산화 처리된 해양환경용 Al 합금의 캐비테이션 손상 특성

Cavitation damage characteristics of plasma electrolytic oxidation coatings

prepared on marine grade Al alloy

플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 Al, Ti, Mg 합금과 같은 경량 금속소재에 대한 표면처리

기술로서 주목을 받고 있다. PEO 처리에 의해 표면에 치밀하게 형성되는 세라믹 산화층은 우수한 내식성, 내마모성을 보

유하기 때문에, 이와 같은 특성이 요구되는 분야에 적용하기 위한 연구가 활발하다. 특히 PEO 세라믹 코팅층의 응착마모

(adhesive wear)와 절삭마모(abrasive wear)에 관한 연구는 상당부분 이루어지고 있으나, 캐비테이션 침식과 같은 침식마모

(erosive wear) 특성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 알루미늄 합금 소지에 제작된 PEO 코팅층의 캐비테이

션 손상 특성을 고찰하였으며, 전해액 조성이 PEO 코팅층의 미세조직과 캐비테이션 손상 특성에 미치는 영향을 살펴보았

다. PEO 처리를 위해 사용된 소재는 상용 5083-O합금 판재로서 2cm x 2cm 로 절단하여, 에머리페이퍼로 1000번까지 연

마하여 사용하였다. 사용된 전해액은 증류수에 KOH(1 g/L)을 base로 하여 Na2SiO3(2 g/L)의 첨가유무를 변수로 하였다. 시

편을 양극으로 하고 STS304를 음극으로 하여 각각 DC 전원 공급기의 +극과 –극에 연결하였으며, 정전류 조건에서 30분간

0.1A/cm2의 전류밀도를 인가하였다. PEO 처리후 시편은 SEM, EDS, XRD를 이용하여 표면 특성 평가를 실시하였다. PEO

코팅층의 캐비테이션 특성 평가는 초음파 진동식 캐비테이션 발생 장치를 이용하였으며, 캐비테이션 실험 후 시간에 따른

표면 거칠기의 변화 거동을 분석하였다.

출처: 한국표면공학회 2017