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[금속] 크롬도금 평가C아쉬워요

Ⅰ. 서 론크롬도금이 실용(實用)되게 된 것은 1925년경에 미국의 Sargent 씨가 크롬산욕조성을 발표한 후부터이고, 현재까지 이 기본액(基本液)에서 이탈(離脫)되지 못하고 있다.크롬도금은 장식용(裝飾用) 및 공업용(工業用)으로 널리 실용되고 있는데, 경도(硬度)와 내마모성(耐磨耗性)이 크고 반사능력이 좋고, 또 상온·고온에서 대기부식(大氣腐蝕)에 강한 특성이 있으며, 염산(鹽酸) 이외의 산(酸)에 대해서 부식(腐蝕)되지 않아 많은 도금제품의 마지막 마무리 도금으로 사용되고 있다.도금층(鍍金層)의 두께에 따라 쓰이는 용도(用度)도 다른데 크게 나누어 두 가지이며, 그 중 하나는 중간도금을 하고 그 위에 얇은 크롬도금을 하면 외관이 좋고, 변색이 없으며, 내식성(耐蝕性)과 내구성(耐久性)이 좋아 장식용(裝飾用)으로 쓰이고, 다른 하나는 경질(硬質) 크롬도금이라 하여 도금층 두께가 5㎛이상의 두꺼운 도금을 말하며 공업용(工業用)으로 쓰인다. 이렇게 실용화(實用化)되어 쓰이고 있는 크롬도금에서의 도금층 두께변화에 큰 영향을 주는 요인은 도금액(鍍金液)의 온도(溫度)와 전류밀도(電流密度)라고 알려져 있다.경질(硬質) 크롬도금이 공업적으로 이용되는 이유는 경도(硬度)가 커서 마찰계수(摩擦係數)가 작아져 내마모성(耐磨耗性)이 우수하기 때문에, 기계부품류 등으로 응용하는데는 그 성능을 유감없이 발휘하는데, 다른 표면처리법과 비교했을 때, 특필(特筆)해야 할 점은, 소지금속(素地金屬)으로서 철강만에 한정되지 않고, 동합금(銅合金), 알미늄합금 혹은 아연합금(亞鉛合金) 등에도 시공할 수 있는 것이다. 공업용 크롬도금은 장식(裝飾)크롬도금과 같이 본질적으로는 하등 변함이 없는 것이지만, 억지로 말하면 용도(用度)가 틀리기 때문에 도금 두께가 틀리는 것이다.국내(國內)에서도 경질(硬質) 크롬도금(工業用 크롬도금)의 경우는 KSD 0212 규격에 따라 제지, 방직, 인쇄용 로울러 및 개솔린, 디젤 및 가스엔진의 실린더와 라이너, 고분자 화합물 성형용 금형(金型), 의약 및 식품)된 것이 확인되었다. 물론 여기에서는 밑바탕 니켈도금이 내식성(耐蝕性)에 기인起因) 함에 첨언(添言)해 두어야 하겠다.광택(光澤), 무균열(無龜裂) 크롬 도금층에는 스트레스가 잔류(殘留)되어 있어 상 용중에 균열(龜裂)이 발생하고 도금층의 부식(腐蝕)을 촉진(促進)시킬 수 있다. 따 라서 Seyb는 2중 크롬도금에 의한 미세균열(micro-cracked) 크롬도금법을 개발하 였다.이 방법은 니켈도금 위에 광택, 무균열 크롬도금을 하고 다음에 SRHS도금으로 단단하고 광택이 좋은 미세크롬도금을 거듭한다. 전체가 미세한 망목상(茫目狀)의 소위 미세균열 크롬도금이 형성된다. 이것은 수많은 미세균열 때문에 부식환경에서 의 전지작용이 분산되어 내식성(耐蝕性)이 극히 양호하게 된다.Safrance등은 도금에 소량의 세렌산을 첨가(添加)하여 미세균열 크롬도금층을 얻 는 방법을 고안하였다. 또, 화란의 Odekerken은 도금표면에 다수의 미세공(微細孔) 이 있는 소위 미세다공(micro-porous) 크롬도금을 얻는 방법을 개발하였다. 이 방 법은 크롬의 두께가 0.25∼0.5㎛로 충분하고, 또한 내식성(耐蝕性)은 2중 크롬과 거 의 동등하다. 또 다른 새로운 방법으로서, 밑바탕에 고응력(高應力)의 니켈 스트라 이크 도금을 하고 이 니켈도금 위에 미세균열(微細龜裂) 방법으로 도금하는 방법이 나와 있다. 현재 보급되고 있는 미세다공(微細多孔) 크롬도금은 Udylite의 상품이 다. 이러한 도금법(鍍金法)이 개발됨에 따라 종래 부식(腐蝕)의 위험성이 컸던 환경 에서도 장식(裝飾) 크롬도금의 신뢰성(信賴性)을 확보할 수 있게 되었다.미국의 Forestek Plating & Manufacfuring Co에서의 저(低)마찰계수 및 미점착 성의 공업용(工業用) 크롬도금법을 개발해서 TEFLOK라는 명칭아래 상품화 하였 다. 이 방법은 도금면에 미세한 균열을 형성해 놓은 후 200℃로 가열하고 -70℃까 지 냉각(冷却)시킨 테플론미립자를 이 균열에 충전한 것으로 크롬도금의 특성과 테크롬산 농도가 160g/ℓ 이하(以下)에서는 높은 전압(10V)이상을 유지하여 주는 것이 좋 다.3. 크롬 도금1 크롬도금의 성분과 작용1 크 롬 산크롬산은 크롬도금의 금속원이어서 음극면(陰極面)으로 환원되어 금속의 크롬을 석출(析出)하는 작용을 한다. 크롬산은 크롬원자에서 얻어지는 원자 가의 최고수의 6가( )를 가지고 있어서 전해(電解)에 의해 환원(還元)되어 3가( ) 크롬으로 되고 다음에 중간적인 2가( ) 크롬의 상태를 지나서 금속 크롬으로 된다. 즉, Cr+6⇒Cr+3⇒(Cr+2)⇒Cr(금속)의 변화를 한다.2 3가( )크롬3가( ) 크롬은 크롬도금에 필요한 성분(成分)으로 6가( ) 크롬(크롬산)은 이 상태를 지나서 크롬으로 환원(還元)된다. 3가( ) 크롬의 표준량은 3∼5g/ ℓ로 많아지는 경우에는 액의 저항(抵抗)을 증가시켜 전착성(電着性)이 나빠 지고 광택 범위가 좁아진다. 또 적은 경우에는 접착이나 광택이 나빠진다. 3 가( ) 크롬이 많아지면 욕의 색이 검어진다.도금욕을 만들때에는 3가( ) 크롬이 없으므로 전해법(電解法)이나 蓚酸(수 산)등을 첨가(添加)하는 방법에 의해서 크롬산을 환원(還元)시켜 일정량을 생 성시킨다. 전해법, 수산법의 여러 가지 화학변화를 식으로 표시하면 다음과 같다..전해법 : CrO3 + 3H2 → Cr2O3 + 6CO3 + 3H2O.수산법 : 2CrO3 + 3r(COOH)2 = Cr2O3 + 6CO3 + 3H2O3 황 산황산은 크롬도금의 촉매(觸媒)로서 중요한 작용을 하는 성분이다. 황산의 양은 도금의 전류효율(電流效率), 광택 전류밀도 범위, 전착(電着) 등에 대단 한 영향을 준다. 황산과잉이 됐을 때는 탄산바륨을 가해서 황산바륨으로서 침전(寢殿)시킨다. 1g의 탄산바륨이 0.5g의 황산에 해당한다.4 계면활성제액체와 기체가 접촉되어 있을 때, 이 액체의 장력(張力)을 표면장력(表面張力)이라고 하고 액체가 다른 액체나 고체와 접촉해 있을 때는 일반적으로 물 질간의 경계면에서 적용한다고 해서 계면장력(界面張力` sec} ~=~ 26.8`` A·hㄴ 1 F는 Avogadro 수에 해당하는 전자의 전하이므로F = L·e (L : Avogadro 수, e : 전자 1개가 가진 전하){e ~=~ F OVER L ~=~ 1.6``×``10^-19`` C4 전류 밀도단위면적에 흐르는 전류의 세기{전류~밀도 ~=~{전~~류``(A)} OVER {단위면적``(dm^2 )} ~~[단위 ``:`` A/dm^2 ]5 전류 효율목적한 전기(電氣) 화학(化學) 반응(反應)에 이용된 전기량(예:도금량)과 전 기량계로부터 구한 전체 통과 전기량(예:이론 석출량)의 비로 C.E (Current Efficiency)로 표기※ 양극 전류 효율 (Effa) = 음극 전류 효율 (Effc){전류`` 효율~ C.E(%) ~&=~ {목적한~ 전기화학~ 반응에~ 이용된~ 전기량} OVER {이론~ 석출량} ~×~ 100##&=~ {실제의~ 석출량(도금량)} OVER {이론~ 석출량} ~×~1004. 연마(硏磨)연마[(grinding and polishing(영국), polishing and buffing(미국)]라고 하는 술어 는 정확한 정의는 없으므로 여기서 엄밀히 생각할 필요는 없다. 일반적으로 연마 (硏磨)라는 말은 연삭(硏削)과 대비해서 생각할 때, 연삭은 정척(定尺), 즉 규격 (size)의 필요성을 절대조건으로 하는데 비하여 연마(硏磨)는 규격보다는 외관미를 더 중요시하고 있다는 감이 든다.연마(硏磨)는 전기도금(電氣鍍金)의 전처리(前處理)로서 중요한 단계(段階)이며, 조연마[組硏磨: grinding, bobing(영), polishing(美)와 피니싱(finishing)]연마[中연마 와 光연마, polishing(영), buffing(미)]로 분류(分類)할 수 있다.1 조연마조연마는 천(Cloth). 펠트(felt), 가죽 등으로 만든 회전체[polishing wheel, buff(미), mop(영)]에 연마제용융알루미나, 에머리(emery) 등]를 아교, 아브레시 브 시멘트 등의 접착제로 유한 수용액은 용 제층과 영원히 에멀션을 만들지 않게 한 것이다. 어떤 것은 용제가 상층 에 있는(석유계용제)것도 있으나 이것보다 더욱 좋은 것은 버프할 때, 유 지가 탄화(炭化)층을 제거하는 용제(페인트의 박리용)와 같은 크롬계용제 (보통 메틸렌클로라이드)가 사용되며, 이때 용제는 하층에 있게 된다.이와 같은 이중층은 1알칼리 클리너인 수용액층과 용제층의 두 층을 연속적으로 접촉하므로 탈지효과가 크고, 2상층의 수용액층은 용제의 증 발을 방지해 주며, 3물의 층은 물건을 부착된 용제를 회수해주고, 물건표 면에 쉽게 수세될 수 있는 유화성 피막으로 대치시켜준다.이 액은 가열하면 휘발하기 때문에 상온에서 사용한다. 또 이 액은 알 칼리성인 크로메이트액으로 되어 있어 물건을 부식으로부터 방지해주고 있다. 또한 때로는 왁스같은 것으로 용제의 층에 떠있게 해서 용재의 휘 발을 방지해 주며, 이 왁스는 수세 때 유화제가 있어서 이 왁스가 제거되 도록 되어 있다.c) 에멀션 탈지제(emulsion cleaners) : 이 액의 성분은 위의 두 가지와 같으 나 유화제(乳化劑)와 결합제(coupling agent)가 더 많이 들어 있다. 따라서 물에 농축에멀션탈지제를 첨가(添加)하면 안정된 에멀션이 자연적(自然的) 으로 생겨야 한다. 즉 미세한 용제립(溶劑粒)이 물속에 분산(分散)되어야 한다. 이것은 비교적 더러움이 엷은 물건에 사용된다. 또한 침지나 스프레 이로 탈지할 수 있고, 온도는 50∼70℃가 좋다.3 알칼리 탈지(alkaline cleaning)알칼리는 스테아린산과 다음과 같이 반응하여 물에 불용성(不溶性)인 기름 이 수용성(水溶性)인 비누로 변한다. 이것을 비누화라고 한다.CH2OㆍOH35C18 CH2OH｜｜CH OㆍOH35C18 + 3NaOH = 3C17H35COONa + CH OH｜（비누）｜CH2OㆍOH35C18 CH2OH(스테아린산) (글리세린)그러나 더러움이 수용성이 되더라도 제거되려면 습윤, 침투, 분산, 유화의 각 작용을 가질 필요가 있다. 즉ㄱ있다.

공학/기술| 2001.10.30| 41페이지| 1,000원| 조회(955)

재료, 실험, 기계, 금속

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