in Natural Seawater

Photo 4.1 Experimental system of electronic deposition in natural sea water 48 °C ··· 87 Photo 4.2 SEM pictures of electrodeposition films formed in different currents.

연구배경 및 목적

즉, 환경친화적인 표면 코팅 소재의 개발이 하루빨리 해결해야 할 과제로 요구된다. 한편, 이러한 모든 침전물에 대한 포괄적인 표면 코팅 공정과 관련하여 해결해야 할 과제가 많다는 결론을 얻었습니다.

연구내용

도포 도막의 설계 및 실제 제작을 통해 전착도장 공정에 대한 도포 설계 가이드라인을 제시하였다. 6장에서는 결론적으로 이상의 연구를 통해 얻은 결과를 종합적으로 요약하였다.

해수의 일반적 특성

화학적 조성

해수의 온도 및 유속

바다의 다른 부분에서는 부식 속도가 그리 크지 않습니다. 각 조건에 따른 전착물의 석출량 변화를 분석하기 위해 전자저울(형식: AEX-200G)을 이용하여 전착량을 측정하고, 이를 석출률로 환산하였다. 2) 구성성분 분석.

Table 2.1 Chemical composition of natural seawater

부식특성

해수 중 부식과 방식의 원리 및 종류

부식의 정의 및 원리

이때, 이 전류를 부식전류라 하고, 이 전류의 근원이 되는 전지를 부식셀이라 한다. 2) 양극 및 음극. 양극 : 금속에서 용액으로 일정한 전류가 흐르는 전극 음극 : 용액에서 금속으로 일정한 전류가 흐르는 전극이라고 할 수 있습니다.

부식의 종류

이는 금속 표면이 부식될 때 발생하는 부식으로 부분적으로 오목하고 볼록한 부분이 뚜렷하게 보입니다. 이는 자동차의 통풍 배터리로 인해 발생하는 부식입니다.

Fig. 2.6 Schematic summary of the various forms of corrosion

방식의 원리 및 종류

이는 보호 대상 금속에 대해 전위가 낮은 피복이 양극이기 때문에 보호 대상 금속을 음극 방식으로 보호하는 방법입니다. 그 자체로 금속 코팅보다 내식성이 뛰어나 무기 코팅이라고 합니다.

해수 중 강구조물의 부식과 방식

커버 금속은 보호된 금속보다 더 고귀한 잠재력을 가지고 있습니다. 이 중 가장 일반적으로 사용되는 방청공법은 수면에 코팅하는 방식과 수중부에 전기적으로 코팅하는 방식이다.

Fig. 2.7 Effect of seawater depth on corrosion of port and harbor steel structure

해수 중 선박의 부식과 방식

외부 동력 방식은 흐름이 변화하는 선체 및 해양 구조물에 자주 사용됩니다. 그림 2는 외부 전력 시스템이 설치된 선박의 예를 개략적으로 보여줍니다.

Fig. 2.8 The damage rate according to ship's type and structure part

해수 중 음극방식의 원리 및 특징

즉, 음극방식(전기적 보호)은 이러한 부식원리를 역으로 활용한 것으로 볼 수 있다. 따라서 음극 보호에는 적절한 부식 방지 전류 ip를 보호 재료 A에 공급하여 금속의 평형 전위인 E4에 음극화하는 작업이 포함됩니다.

Fig. 2.13 The principle diagram of cathodic protection method

해수 중 형성된 전착물의 관련자료 분석

전착물의 형태와 용해

해양의 pH는 대기 중 CO2 용해 반응에 의해 조절됩니다. 따라서 표면층에 형성된 CaCO3가 용해됩니다.

Fig. 2.14 Distribution of dissolved carbon species in seawater as a function of pH.

해수 조건에 따른 전착물의 형성 영향

또한, 온도가 증가함에 따라 이온의 이동도 증가하므로 전착물을 형성하는 핵의 형성 및 석출 속도가 빨라진다. 영국에서는 전착이 압력에 미치는 영향을 연구했습니다.

Fig. 2.16 pH decay of seawater sample with Na 2 CO 3 addition

일반용액 중 석출 코팅막의 형성관련 기본이해

전류밀도는 단위 면적당 흐르는 전류의 세기를 말한다. 전착시 낮은 전류밀도에서 이온방전이 천천히 진행되면서 새로운 결정핵이 생성되기보다는 기존 결정의 성장속도가 빨라져 비교적 조대한 결정이 형성되기 쉽다.

해수 중 전착코팅막 형성을 위한 진행 방향

반면, 온도가 증가하면 결정 성장 속도가 빨라지므로 입자가 거칠어지기 쉽습니다. 또한, 온도가 증가함에 따라 수소의 과전압이 감소하여 종종 가스 및 그에 수반되는 염기성 금속염이 형성됩니다.

서 론

실험방법

시험용 재료 및 전착조건

또한, SEM(Scanning Electron Microscopy), EDS(Energy Dispersive Spectroscopy), XRD(X-Ray Diffractor)를 이용하여 각 전착 조건에서 증착된 석회석막의 표면 형태, 조성 및 구조를 분석하였다.

Table 3.2 Chemical composition of synthetic solutions

실험결과 및 고찰

천연해수 중 전위변화에 따라 형성한 화합물의 조성원소 분석

이는 궁극적으로 전류밀도가 증가함에 따라 Mg 성분은 증가하고 Ca 성분은 감소하는 경향을 나타낸다[36]. 따라서, 비전위가 높을수록 Fe 성분이 나타날 확률이 낮아진다고 가정됩니다.

Table 3.4 Result of EDS analysis of calcareous deposit films formed at different potentials in natural seawater for 10 hours

각종 용액 및 전위조건에서 형성한 화합물의 몰포로지 관찰

따라서 측면 성장이 억제된 꽃 모양의 구조가 형태적으로 나타난다. 이온은 측면 성장을 억제하므로 전체적으로 기둥 모양의 구조를 갖습니다.

각종 용액 및 전위조건에서 형성한 화합물의 결정구조 분석

따라서, 이러한 형성 특성을 나타내는 전해막의 형성 메커니즘을 정리하여 도 1에 개략적으로 나타내었다. 즉, 금속 표면과 용액 계면 사이의 확산층에서는 OH 이온의 활성 형성으로 인해 pH가 증가하고 H가 감소합니다.

Fig. 3.6 X-ray powder diffraction peaks of electrodeposit films formed in Mg-free solution

일반적으로 모재에 형성된 전착은 용존산소의 이동과 확산을 억제하여 금속표면의 음극반응보다는 양극반응을 증가시켜 부식전위를 증가시키고 부식전류를 감소시킨다. 따라서 장기간 전착을 하면 시간이 지남에 따라 부식전위가 증가하게 된다.

Fig. 3.12 Variation of corrosion potential with time during electrodeposition in various solutions

결과요약

서 론

실험방법

본 실험에서는 전착재료의 주성분인 Ca와 Mg의 정량분석을 수행하였다. 본 실험에서 제작된 전착도막의 표면 형태를 주사전자현미경(SEM, Model: JEOL JSM-54)을 이용하여 관찰하였다.

Fig. 4.2 Schematic diagram of electrodeposition experiment in 48 °C natural seawater

실험결과 및 고찰

전착 코팅막의 석출량 분석

즉, 전착 도막의 석출량은 전착 시간에 비례하여 증가하는 경향이 있다. 또한, 전류밀도가 증가할수록 전착도막의 총 증착량이 증가하는 경향을 보였다.

Table 4.3 Weight gain with time for electrodeposit films formed at various current densities in 48 °C natural seawater (No-mesh & Mesh specimen)

전착 코팅막의 조성 원소 분석

따라서 메쉬가 설치된 시험편의 경우, 전착시간이 동일하더라도 Ca와 Mg의 조성비가 감소하는 것으로 생각된다. 메쉬가 설치된 시험편의 경우 전착기간 내내 Ca와 Mg의 조성비가 낮아지는 경향이 있다.

Table 4.4 EDS analysis of electrodeposit films formed in 48 °C natural seawater at various current densities

전착 코팅막의 몰포로지 관찰

단지가 많이 성장한 것을 볼 수 있습니다. 따라서 전착기간 내내 CaCO3 화합물보다 Mg(OH)2 화합물이 더 많이 생성되는 것으로 생각된다.

전착 코팅막의 결정구조 분석

5 A/m2 A: Aragonite B: Brucite C: Calcite 4.13XRD patterns of electrodeposition films formed at different current densities in 48℃ natural seawater (24 hours, mesh samples). A C A : Aragonite B : Brucite C : Calcite 4.15 XRD patterns of electrodeposition films formed at different current densities in 48℃ natural seawater (72 hours, mask samples).

결과요약

서 론

실험방법

전극 위치의 성분은 20keV의 가속 전압에서 분석되었습니다. 본 실험에서 제작된 전착도막의 표면 형태를 관찰하기 위해 주사전자현미경(SEM, Model: JEOL JSM-54)을 사용하였다.

실험결과 및 고찰

전착 코팅막의 석출량 분석

전착 코팅막의 조성 원소 분석

그러나 전착시간에 따라 메쉬가 부착되지 않은 시험편에 비해 Mg 성분에 대한 Ca 성분의 함량비가 감소하는 경향이 있다. 따라서 그리드 시험의 경우 전착 시간이 동일하더라도 Ca와 Mg의 조성비가 감소하는 것으로 생각된다.

Table 5.5 EDS analysis of electrodeposit films formed in 28 °C and 48 °C natural seawater at various current densities (No-mesh specimens)

전착 코팅막의 몰포로지 관찰

Photo 5.1 SEM photographs of the electrodeposition films formed at different current densities in natural seawater at 28 °C (× 200, sample without mesh). Photo 5.2 SEM photographs of the electrodeposition films formed at different current densities in natural seawater at 28 °C (× 1,000, sample without mesh).

전착 코팅막의 결정구조 분석

C B A A : Aragonite B : Brusite C : Calcite 5.13XRD patterns of electrode deposition films formed with different current densities in 28℃ natural seawater (48 hours, no-mesh samples). A AAAAAAAAAAA A : Aragonite B : Brucite C : Calcite 5.19XRD patterns of electrode deposition films formed with different current densities in 28℃ natural seawater (72 hours, mesh samples).

Fig. 5.22 XRD patterns of electrodeposit films formed at various current densities in 28 °C natural seawater (Mesh & No-mesh specimens)

천연해수 중 응용 제작한 전착 코팅막

또한, 콘크리트 표면에 전착도장을 실시하면 해수에 존재하는 Cl 이온이 콘크리트로 확산되는 것을 억제하여 콘크리트 내부 철근의 부식을 방지할 수 있는 것으로 판단된다[32,39]. 사진 5.16 천연해수에서 전착기술을 이용하여 철근콘크리트 건축물에 전류밀도 5A/m2로 형성된 석회질 퇴적막 사진.

결과요약

중성수라도 저염 수돗물은 비저항이 5000Ω·cm 정도여서 바닷물은 민물보다 부식성 배터리를 형성할 가능성이 높은 전해액이다. 해저 아래는 바다 한가운데에 비해 산소공급이 어려워 부식률이 가장 낮은 지역이며, 또한 오염의 영향에 따라 황산염균이 존재할 수도 있다.