Formation Behavior and Properties of PEO Films on AZ91 Mg Alloy in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF Solution Containing Various Na₂SiO₃ Concentrations

한국표면공학회지 J. Korean Inst. Surf. Eng.

Vol. 53, No. 2, 2020.

https://doi.org/10.5695/JKISE.2020.53.2.59

<연구논문>

ISSN 1225-8024(Print) ISSN 2288-8403(Online)

AZ91 마그네슘 합금의 플라즈마 전해산화 피막 형성 및 물성에 미치는 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액 중 Na

2

3

권두영^1,2,, 송풍근^2*,문성모^1,3*

1재료연구소 표면기술연구본부 전기화학 연구실

2부산대학교 재료공학부, ³과학기술연합대학원대학교 신소재공학과

Formation Behavior and Properties of PEO Films on AZ91 Mg Alloy in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF Solution Containing Various Na ₂ SiO ₃

Concentrations

Duyoung Kwon^1,2,, Pung-Keun Song^2*, and Sungmo Moon^1,3*

1

Surface Technology Division, Korea Institute of Materials Science, Republic of Korea

2

Department of Materials Science and Engineering, Pusan National University, Republic of Korea

3

Advanced Materials Engineering, Korea University of Science and Technology, Republic of Korea (Received 5 March, 2020 ; revised 22 April, 2020 ; accepted 26 April, 2020)

Abstract

Effects of Na

SiO

concentration added into 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution on the formation behavior and properties of PEO films on AZ91 Mg alloy were investigated under 1200 Hz of alternating current (AC) by voltage-time curves, in-situ observation of arc generation behavior and measurements of film thickness, surface roughness and micro vickers hardness. In the absence of Na

SiO

in the 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution, about 4

m thick PEO film was formed within 1 min and then PEO film did not grow but white spots were formed by local burning. Addition of Na

SiO

up to 0.2 M caused more increased formation voltage and growth of PEO film with uniform generation of arcs. Addition of Na

SiO

from 0.2 M to 0.4 M showed nearly the same voltage-time behavior and uniform arc generation. Addition of Na

SiO

more than 0.5 M resulted in a decrease of formation voltage and non-uniform arc generation due to local burning.

PEO film growth rate increased with increasing added Na

SiO

concentration but maximum PEO film thickness was limited by local burning if added Na

SiO

concentration is higher than 0.5 M. Surface roughness of PEO film increased with increasing added Na

SiO

concentration and appeared to be proportional to the PEO film thickness. PEO film hardness increased with increasing added Na

SiO

concentration and reached a steady- state value of about 930 H

at more than 0.5 M of added Na

SiO

concentration.

Keywords: AZ91 Mg alloy, Plasma electrolytic oxidation, Na

SiO

concentration, Burning

1. 서 론

마그네슘 합금은 구조용 금속재료 중 가장 가벼

우며 우수한 물리적 특성으로 인하여 많은 관심을 받고 있다. 특히 자동차 산업 및 항공우주산업에서 에너지 효율을 향상시키기 위한 경량화 소재로 적 용하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 그러 나 마그네슘 합금은 활성이 매우 높은 금속으로 대 기 중에서 쉽게 부식되는 단점을 가지고 있다. 따 라서 마그네슘 합금의 산업적 적용을 확대하기 위 해서는 부식을 억제할 수 있는 표면처리 기술의 개

*

Corresponding Author: Sungmo Moon

Surface Technology Division, Korea Institute of Materials Science

Tel: +82-55-280-3549 ; Fax: +82-55-280-3570

E-mail:

서 세계적으로 많은 연구자들에 의해 연구되고 있 다[1].

플라즈마 전해산화법은 산화피막의 국부적인 유 전체 파괴에 의해 형성된 통로를 통하여 전해액 내 에 존재하는 음이온 및 물이 유입되어 양극반응으로 만들어진 금속이온들과 반응함으로써 금속 표면에 두꺼운 산화피막을 형성시키는 표면처리법이다. 플 라즈마 전해산화 피막의 성장은 피막의 국부적 유 전 파괴와 피막의 생성이 반복되면서 일어나며, 전 해질의 조성, 농도, 인가전류의 형태 등에 영향을 받는다[1]. 따라서 플라즈마 전해산화공정을 제어하 기 위해서는 이러한 인자들에 대한 연구가 충분하 게 이루어 져야한다. 현재 다양한 전해질 조건에서 의 플라즈마 전해산화피막의 형성 및 특성에 관한 연구가 이루어져 왔으며, 인산염[2,3], 규산염[3,4], 탄산염[5], 불소[6] 및 알루미나[7], 이산화티타늄[8], 이산화규소[9]와 같은 유·무기 화합물, 산화물 등 다 양한 조성에서의 플라즈마 전해산화 피막의 형성에 대한 결과가 발표된 바 있다. 하지만 현재까지 많 은 연구결과가 발표되고 있음에도 불구하고 AZ91 마그네슘 합금 표면에서 전해질에 존재하는 이온들 이 PEO 피막의 형성에 미치는 역할에 대한 이해는 부족하고, 산업적 적용을 위한 PEO 피막의 물성 향 상을 위해서 더 많은 연구가 필요한 실정이다.

본 연구에서는 불소이온이 함유된 0.1 M 수산화 나트륨(NaOH) + 0.05 M 불화나트륨(NaF) 용액에 0.1 M ~ 1 M 농도의 규산나트륨(Na2SiO₃)을 첨가하 여 1200 Hz의 교류를 인가하여 AZ91 마그네슘 합금 표면에 플라즈마 전해산화피막을 형성하였으며, 규 산나트륨의 농도가 플라즈마 전해산화피막의 형성 전압, 아크발생거동, 표면구조, 피막두께, 피막 표면 거칠기 및 표면경도에 미치는 영향에 대하여 체계 적으로 고찰하였다.

2. 실험방법

본 연구에서는 두께 0.8 mm의 난연성 AZ91 마 그네슘 합금 (SEN alloy, KMI)을 약 19 mm × 38 mm 크기로 절단한 후 SiC 연마지 #2000까지 연

전극법으로 상대전극으로 PEO 피막 형성과정에서 양극용해가 일어나지 않는 스테인리스 판을 사용하 였으며, 1200 Hz, 200 mArms/cm²의 교류를 5분 동안 인가하였다. 플라즈마 전해산화처리하는 동안 피막 형성 전압을 시간에 따라 기록하였고, 발생된 아크 는 디지털 카메라를 이용하여 촬영하였다. 플라즈 마 전해산화 처리된 시편은 증류수로 세척한 후 에 어건으로 건조시켰으며, 그 후 디지털 카메라를 이 용하여 시편의 표면 사진을 촬영하였다. 플라즈마 전해산화 피막의 표면구조는 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscopy, JSM-6610LV)를 사 용하여 관찰하였으며, 피막의 두께는 eddy 전류 측 정방식의 피막 두께 측정기(Fisher, ISOSCOPE FMP10)를 이용하여 측정하였다. 피막의 표면 거칠기 및 경도는 Surface roughness tester (MITUTOYO, SJ-400)와 Vickers hardness tester (BAREISS, V- Test II)를 사용하여 측정되었다.

3. 결과 및 고찰

0.1 M 수산화나트륨 + 0.05 M 불화나트륨 용액에 규산나트륨을 0.1 M ~ 1 M 범위로 첨가 후 AZ91 마그네슘 합금에 1200 Hz, 200 mA/cm²의 교류를 인 가하여 얻은 전압-시간 거동을 그림 1에 나타내었 다. 일반적으로 전압-시간 곡선을 통해 피막의 성 장하는지의 여부를 알 수 있다. 처리시간에 따른 전 압이 증가하는 것은 피막이 성장함을 의미하며, 전 압의 감소는 피막이 파손되어 특정부분으로 전류가 집중되어 흐를 때 나타난다[10,11]. 그림 1에서 보 면, 첨가된 규산나트륨의 농도와 관계없이 전류를 인가한 후 초기 10 ~ 15 초 이내에 100 V 이상까 지 매우 빠른 속도로 전압이 상승하는 현상이 나타 났으며, 이는 장벽형 피막의 성장에 의해 시간에 따 라 저항이 증가되었기 때문으로 판단된다.

규산나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서의 전압거동은 초기 매우 빠 른 속도로 전압이 상승하다 점차 전압상승속도가 느려져 약 30 초 이 후 148 V 근처에서 약 2 ~ 5 V 의 상승과 하강을 반복하는 현상을 보였다. 규

산나트륨의 첨가농도를 증가시키면, 0.2 M 까지는 피막 형성전압이 증가하는 경향을 보였으나, 0.2 ~ 0.4 M에서는 피막 형성전압 거동이 크게 변하지 않 았다. 한편, 0.5 M 이상 규산나트륨이 첨가되면 그 림 1(c)에서 보는 것처럼 피막 형성전압이 오히려 감소하는 현상이 나타났다.

규산나트륨을 물에 용해시키면 식 (1) ~ (3)과 같 이 규산이온(SiO32-)과 수산화이온(OH^-)이 형성된다.

용액 중의 규산이온(SiO32-

)과 수산화이온(OH^-)은 반 응식 (4)와 (5)처럼 산화피막을 형성할 수 있다. 따 라서 첨가된 규산나트륨은 PEO피막의 형성에 기여 함으로써 그림 1과 같이 피막 형성전압을 증가시킨 다고 할 수 있다.

Na₂SiO₃ + 2H₂O = H₂SiO₃ + 2NaOH (1)

Na₂SiO₃ = 2Na⁺ + SiO₃^2- (2) NaOH = Na⁺ + OH^- (3)

Mg + SiO₃^2- = Mg₂SiO₃ + 2e (4) Mg + 2OH^- = Mg(OH)₂ + 2e (5)

수산화이온은 식 (5)와 같이 수산화피막을 형성 하는 역할과 더불어 PEO 피막형성 시 피막 내부로 침투하여 고온의 열을 발생시킴으로써 국부적으로 피막의 파괴를 조장하는 것으로 보고되어 있다 [12].

피막 내부에 발생된 고온의 열로 인해 국부적으로 피막의 저항이 감소하면 급격한 수산화이온의 이동 이 일어나고 그에 따라 아크가 발생한다. 수산화이 온에 의한 피막의 절연파괴가 일어나면 아크가 발 생하면서 피막의 형성 전압의 상승속도는 그림 1과 같이 느려진다. 따라서 플라즈마전해산화 피막의 성 장은 아크의 발생과 함께 피막 형성전압이 느리게 증가하는 구간에서 일어난다고 할 수 있다.

한편, 첨가된 규산나트륨의 농도가 0.5 M 이상이 되면 그림 1(c)와 같이 피막 형성전압이 오히려 감 소하는 현상이 나타난다. 이는 피막이 국부적으로

파손되기 때문으로 해석할 수 있다. 규산나트륨의 농도가 과다하게 높아지면 식(4)의 반응이 과다하 게 일어나 저항이 낮은 Mg2SiO₃가 형성될 수 있다.

따라서 저항이 낮은 Mg2SiO₃를 통한 국부적인 방 전이 발생한다면 아크가 동일한 부분에서 지속적으 로 발생 및 소멸을 반복하는 버닝현상이 일어나 그 림 1(c)와 같이 피막 형성전압이 감소 할 수 있다.

그림 2와 3은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액 에 규산나트륨을 0.1 M ~ 1 M 범위의 농도로 첨 가한 용액에서 플라즈마 전해산화 처리할 때 마그 네슘 합금 표면에서 발생한 아크의 모습 및 5분 동 안 처리 후 얻은 PEO피막의 표면 형상을 각각 보 여주고 있다. 규산나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서는 백색의 아크가 동일한 지점에서 생성과 소멸을 반복되는 현상이 관찰되었으며, 5분 동안 처리 후 시편의 표면에서 는 광이 나는 얇은 피막과 작은 크기의 흰색 반점 들이 관찰되었다.

0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에 규산나트륨 이 첨가됨에 따라 0.4 M 까지는 5분 동안 붉은색 의 아크가 표면 전체에 균일하게 발생하였고, 그림 3(b) ~ 3(e)에서 보는 것처럼 전체적으로 균일한 PEO 피막이 형성되었다. 규산나트륨이 0.5 M 이상 첨가되면 백색의 아크가 동일한 지점에서 생성과 소멸을 반복되는 버닝현상이 관찰되었다. 버닝이 일 어난 부분에서는 그림 3(f) ~ 3(h)에서 보는 것처럼 흰색의 반점들이 관찰되었다. 동일한 지점에서 반 복되는 아크의 생성과 소멸에 의해 형성된 흰색의 반점들의 크기는 첨가된 규산나트륨의 농도가 증가 함에 따라 그리고 PEO 처리시간이 길어짐에 따라 더 커지는 것으로 나타났다. 첨가된 규산나트륨의 농도가 높을 경우 그림 1(c)와 같이 피막 형성전압 이 감소된 이유도 식(4)에 의해 저항이 낮은Mg2SiO₃ 가 과다하게 생성되어 국부적인 버닝이 조장되었기 때문이라 할 수 있다.

Fig. 1. Voltage-time curves of AZ91 Mg alloy during PEO treatment for 5 min at 200 mA/cm

of 1200 Hz AC in 0.1 M

NaOH + 0.05 M NaF solution containing various Na

SiO

concentrations.

그림 4는 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에 0.1 M ~ 1 M 규산나트륨을 첨가한 용액에서 5분 간 형성시킨 PEO 피막 표면의 미세 구조를 보여주 는 SEM 사진이다. 규산나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서는 그림 4(a)의

좌측 중앙부위에서 관찰된 100 µm 이상의 크기를 가진 돌출된 형태의 다공성 생성물과 전 표면에서 관찰되는 10 ~ 50 µm 크기의 부분적으로 움푹 파 인 부분들이 나타났다. 규산나트륨이 첨가되지 않 은 용액에서 형성된 100 µm 이상의 크기를 가진 돌

Fig. 2. In-situ observation of arcs generated on the AZ91 alloy surface during PEO treatment for 5 min at 200 mA/cm

of 1200 Hz AC in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution containing various Na

SiO

concentrations.

Fig. 3. Photographs of PEO films formed on AZ91 Mg alloy for 5 min in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution

containing various Na

SiO

concentrations.

출된 형태의 다공성 생성물은 그림 2에서 동일한 지점에서 아크의 생성과 소멸을 반복하는 버닝현상 에 의해 만들어진 것으로 사료된다. 그림 4(a)에서 관찰된 10 ~ 50 µm 크기의 부분적으로 움푹 파인 부분들은 개수, 모양 및 크기를 골려해 볼 때 β상 의 석출물들이 우선적으로 용해되어 형성된 것으로 보인다. β상의 석출물들은 알루미늄을 다량 함유하 고 있어서 불소이온 및 수산화 이온들에 의해 알루 미늄 성분의 양극용해가 우선적으로 일어기 때문에 우선적으로 용해되는 반면, 기지인 α상은 마그네슘 의 함량이 높아서 MgF2가 형성되어 양극전압하에 서도 용해되지 않고 보호되는 것으로 사료된다. 규 산나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서 국부적 버닝 현상으로 100 µm 이상 의 크기를 가진 돌출된 형태의 다공성 생성물이 형 성되는 이유를 이해하기 위해서는 β상의 석출물들 의 크기나 군집도가 우선적인 양극용해 반응이나 피막형성 반응에 미치는 영향에 대한 추가적인 연 구가 필요하다고 생각된다.

0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에 규산나트륨 을 첨가하면 0.4 M 까지는 그림 4(b) ~ 4(e)에서 보 는 것처럼 전체적으로 균일한 피막이 형성된다. 그 러나 피막의 표면 형상을 자세하게 살펴보면 기공 과 함께 튀어 나온 노듈들이 관찰된다. PEO피막 표 면에서 관찰된 노듈의 크기는 첨가된 규산나트륨의 농도가 증가할수록 점차 커졌다. 첨가된 규산나트 륨의 량이 0.5 M이상으로 증가하면 그림 4(f) ~ 4(h)에서 보는 것처럼 국부적으로 크게 튀어나와 있 거나 뜯겨져 나간 다공성의 두꺼운 피막이 형성되 어 있음을 알 수 있다. 이러한 국부적 결함은 그림

3(f) ~ 3(h)과 같이 버닝현상에 의해 발생된 큰 흰 색반점들과 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 PEO 피막의 버닝현상은 국부적 결함의 생성을 야기 시 킬 뿐만 아니라 전류의 손실 및 PEO 피막의 성장 을 방해하므로 피해야 한다.

그림 5는 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF에 규산나 트륨을 0.1 M ~ 1 M 범위의 농도로 첨가한 용액에 서 5분 간 PEO 피막을 형성시켰을 때 처리시간에 따라 얻은 피막의 두께를 나타낸 그래프이다. 규산 나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서 PEO 피막의 성장은 초기 약 60 초 동안 약 4 µm까지 성장한 후 그 이후에는 처리시 간을 늘려도 성장하지 못하였다. 그 이유는 그림 3(a)와 4(a)에서 토의한 것처럼 대부분의 인가전류

Fig. 4. SEM surface images of PEO films formed on AZ91 Mg alloy for 5 min in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution containing various Na2SiO3 concentrations.

Fig. 5. PEO film thickness of AZ91 Mg alloy with

treatment time in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution

containing various Na

SiO

concentrations.

닝이 일어났다. 버닝이 일어날 경우, 인가전류의 손 실로 인하여 피막의 두께는 시간에 따라 더 이상 증가하지 않는다. 따라서 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에 첨가된 규산나트륨의 농도가 높아질수 록 성장시킬 수 있는 PEO피막의 최대두께는 감소 하게 된다. 결론적으로 규산나트륨의 첨가량이 증

성시킨 PEO 피막의 표면 거칠기를 처리시간의 함 수로 나타낸 그래프이다. 규산나트륨이 첨가되지 않 은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서는 형성 된 PEO 피막의 표면 거칠기가 처리시간에 따라 큰 변화가 없는 반면, 규산나트륨이 첨가된 용액에서 는 처리 시간에 따라 피막의 표면 거칠기가 점차 증가하는 경향을 보였다. 또한 동일한 시간 동안 형 성시킨 PEO 피막의 표면 거칠기는 첨가된 규산나 트륨의 량이 많을수록 더 커지는 경향을 나타내었다.

첨가된 규산나트륨의 량이 많을수록 PEO 피막의 표면 거칠기가 더 높아지는 현상을 보다 명확하게 이해하기 위하여 그림 7에 PEO 피막의 표면 거칠 기를 피막두께의 함수로 도시하였다. PEO 피막의 표면 거칠기는 대체적으로 피막의 두께에 비례하는 경향을 나타내었다. 또한 같은 두께에서 비교해 보 면 첨가된 규산나트륨의 량이 낮을수록 표면거칠기 가 더 낮아짐을 볼 수 있다. 첨가된 규산나트륨의 량이 낮으면 동일한 두께의 PEO피막에서 더 낮은 표면거칠기를 얻을 수 있으나 피막성장에 소요되는 시간이 길어진다는 단점이 있다고 할 수 있다.

그림 8은 다양한 농도의 규산나트륨이 첨가된

Fig. 6 Surface roughness of PEO films on AZ91 Mg

alloy with treatment time in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution containing various Na

SiO

concentrations.

Fig. 7 Plot of surface roughness versus thickness of PEO films on AZ91 Mg alloy. The PEO films were formed in 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF solution containing various Na

SiO

concentrations.

Fig. 8 Plot of Vickers hardness of PEO films with

added Na

SiO

concentration. The PEO films were

formed on AZ91 Mg alloy for 5min in 0.1 M NaOH +

0.05 M NaF solution containing various Na

SiO

concentrations.

0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서 5분 동안 형 성시킨 PEO 피막의 표면 경도를 첨가된 규산나트 륨의 량에 따라 나타낸 그래프이다. PEO 피막의 경 도는 첨가된 규산나트륨의 농도가 증가함에 따라 지속적으로 증가하였으나 0.5 M 이상에서는 증가 속도가 낮아져 약 930 Hv경도의 일정한 값에 도달 하였다. 규산나트륨 첨가에 따른 PEO 피막의 경도 증가는 규산이온이 피막의 성장과정에 참여하여 PEO 피막 내부에 SiO2를 형성하였기 때문으로 사 료된다. 하지만 첨가된 규산나트륨의 농도가 과하 게 높아지면 버닝 현상이 야기되어 성장시킬 수 있 는 피막의 두께가 감소하므로 주의를 요한다.

4. 결 론

본 연구에서는 0.1 M 수산화나트륨 (NaOH) + 0.05 M 불화나트륨 (NaF) 용액에 0.1 M ~ 1 M 농 도의 규산나트륨 (Na2SiO₃)을 첨가한 용액에서 AZ91 합금에 1200 Hz의 교류를 인가하여 플라즈마 전해 산화피막을 형성하였다. 플라즈마 전해산화처리 시 간에 따른 피막 형성전압 및 아크 발생 거동의 관 찰, 첨가된 규산나트륨의 농도에 따른 PEO피막의 표면 구조, 두께, 표면 거칠기 및 표면 경도 분석을 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.

1. 규산나트륨이 첨가되지 않은 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서 PEO피막의 형성전압은 처리 시간에 따라 증가하다가 약 30초 이후 약 148 V의 일정한 값에 도달 후 2 ~ 5 V 의 등락을 보였다.

발생한 아크는 동일한 부분에서 생성과 소멸을 반 복하였으며, 아크의 발생과 소멸이 반복된 부분에 서 흰색 반점들이 관찰되었다. 규산나트륨이 첨가 되지 않을 경우, PEO 피막의 성장은 초기 약 60 초 동안 약 4 µm까지 성장하였으나 그 이후는 흰 색반점을 통하여 대부분의 인가전류가 소모되어 PEO 피막의 성장이 일어나지 않았다.

2. 규산나트륨을 첨가한 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에서 PEO 피막 형성전압-시간 거동을 관 찰해 보면, 첨가된 규산나트륨의 농도가 증가함에 따라 0.2 M 까지는 상승하였지만 0.2 M ~ 0.4 M 사이에서는 큰 변화가 없었고, 0.5 M 이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타내었다. 규산나트륨이 첨가된 용액에서 PEO 피막은 0.4 M 규산나트륨 농 도까지는 5분 동안 균일하게 성장하였으나 0.5 M 이상이 첨가되면 동일한 부분에서 아크의 발생과 소멸이 반복하는 버닝 현상이 나타났다. 버닝이 일 어나는 시간은 첨가된 규산나트륨의 농도가 높아질 수록 단축되었으며, 버닝이 일어난 부분에서는 흰

색 반점들이 관찰되었다.

3. 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액에 첨가된 규산나트륨의 농도가 높아질수록 PEO 피막의 성장 속도는 증가하였다. 그러나 규산나트륨의 농도가 과 다하게 높아지면 쉽게 버닝이 일어나고, 버닝이 일 어날 경우 피막의 두께는 시간에 따라 더 이상 증 가하지 않았다. 0.1 M NaOH + 0.05 M NaF 용액 에 첨가된 규산나트륨의 농도가 높아질수록 성장시 킬 수 있는 PEO피막의 최대두께는 감소하였다.

4. 동일한 시간 동안 형성된 PEO 피막의 표면거 칠기는 첨가된 규산나트륨 농도가 증가할수록 더 높아졌다. 이는 형성된 PEO 피막의 표면거칠기가 피막의 두께와 비례하기 때문으로 해석된다.

5. 형성된 PEO 피막의 경도는 첨가된 규산나트 륨의 농도가 증가할수록 증가하였고, 0.5 M 이상에 서는 약 930 HV의 일정한 값에 도달하였다. 첨가된 규산나트륨의 농도에 따라 PEO 피막의 경도가 높 아지는 현상은 규산이온이 SiO2를 형성하여 PEO피 막 형성에 기여하기 때문으로 사료된다.

감사의 글

This research was financially supported by a research grant of KIMS (PNK7110).

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