Pulse(reverse) anodizing을 이용한 ALDC12종의 표면특성에 관한 연구

Abstract

알루미늄(Aluminum)의 아노다이징(anodizing)은 산화피막 층의 계면 부근에 얇은 장벽층과 다공성층의 이중구조를 갖는 구조로서, 화학적 도금 법에 비해 우수한 특성을 가지고 있지만 밀착성 내 마모성, 내 부식성 등에 대한 단점 보완이 필요하다. 이에 비해 펄스 전류(pulse current)를 이용한 아노다이징 공법은 일반 아노다이징이 가지고 있는 단점을 보완하기에 적절한 공정으로서 최근 전기, 전자 공학의 발달과 함께 고용량의 펄스 전류를 정밀하게 제어할 수 있게 됨에 따라 더욱 많은 연구가 진행되고 있다.

펄스 전류(pulse current) 공정은 이전의 직류 도금 법에 비하여 표면 처리 층 전 구간에 걸친 균일한 층을 얻을 수 있으며 결정립을 미세화 할 수 있는데, 이것은 펄스(pulse) 인가 시간 중에 형성된 확산층 내의 금속이온의 농도 저하가 펄스 휴지시간(off time)중에 완화되기 때문이다. 또한 역 펄스 전류(reverse current or peridic reversal current)를 사용할 경우 충전 능력이 매우 뛰어나 핵 생성의 치밀도 및 밀착성이 크게 향상된다.

본 연구에서는 역 펄스 전류(reverse current)를 이용한 세 가지 조건(duty cycle) 0.4-0.2, 0.4-0.4, 0.4-0.6에 대한 역 펄스 아노다이징에 대한 표면 특성을 비교 평가 하였다. 연구를 통하여 0.4-0.2의 역 펄스 duty cycle의 조건에서 SEM 형상, 표면 거칠기(roughness)등의 표면 특성과, 산화층의 두께 측정, 부식 저항특성(mpy)의 비교 특성 결과에서 가장 우수한 결과를 나타내었다. 이는 off time 시 핵 생성의 증가가 치밀도 및 밀착성이 우수한 표면 산화층 구조를 갖게 해주며, 또한 역 펄스 전류(reverse pulse) 인가 시 높은 전류 밀도에서 보다 낮은 전류 밀도에서 영향이 크다는 것을 알 수 있다.

펄스 전류(pulse current) 및 역 펄스 전류(reverse pulse current) 인가 시 사용되는 duty cycle의 조건은 아직 기준 값이 없는 경험을 바탕으로 한 공정 조건이 많고, 적용이 가능한 재료의 제한도 있다. 따라서 앞으로 펄스 전류 및 역 펄스 전류에 대한 체계적인 연구가 필요하다고 생각한다.