이트륨 첨가에 따른 타이타늄의 부식특성
Corrosion properties of titanium with addition of yttrium
- 주제(키워드) 도움말 판형 열교환기 , 입계편석 , 타이타늄 이트륨 합금 , 부식특성
- 발행기관 강릉원주대학교
- 지도교수 도움말 하태권, 민석홍
- 심사위원 박광석, 하태권, 민석홍
- 발행년도 2018
- 제출일 2018-06-26
- 학위수여년월 2018. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 신소재공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000010254
- UCI I804:42001-000000010254
- 본문언어 한국어
- 저작권 강릉원주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약 도움말
해수용 판형 열교환기는 전열판 사이를 흐르는 두 유체사이의 열전달을 이용해 냉각 및 가열 기능을 수행하는 장치이다. 일반적으로 전열판의 소재로는 해수에 대한 내식성과 주름 형상의 가공을 위해 타이타늄 소재 중 내식성과 연신율이 가장 우수한 순수 타이타늄이 사용되고 있다. 하지만, 순수 타이타늄의 부족한 강도는 열교환기의 효율 증대에 제약이 되기 때문에 결정립 미세화를 통해 연신율은 유지시키면서 소재의 고강도화를 이루고자 하였다. 결정립 미세화를 위한 방법으로 입계편석 기술이 적용되었고, 이를 위해 이트륨을 편석원소로 첨가하였다. 연구에 사용된 타이타늄 합금은 진공아크용해 장비로 이트륨 함량을 각각 0.1, 0.5, 3 wt%로 달리하여, 압연을 거쳐 600 ㎛ 두께의 판재로 제조되었다. 이트륨 첨가에 따른 고강도화는 확인되었으나, 이트륨 첨가에 따른 미세조직적 변화는 타이타늄 소재의 부식특성을 변화시킬 수 있어 이를 확인하고자 하였다. 타이타늄 대비 낮은 전위를 가지는 이트륨의 첨가는 부식전위(Corrosion potential, Ecorr)를 낮춤과 함께 부식전류밀도(Corrosion current density, Icorr)를 증가시켰다. 입계편석 외에 잉여 이트륨은 석출물 형태로 존재하였고, 이는 타이타늄과 마이크로 갈바닉 셀(Micro galvanic cell)을 형성하였다. 이에 이트륨 첨가는 국부적인 부식이 가속화 시켰으며, 특히, 이트륨 첨가가 3 wt% 일 때는 타이타늄 표면에 형성된 부동태 피막이 연속적이지 않는 불균일한 형태로 형성되었다. 결과적으로, 강도 증대와 함께 부식특성을 유지하는 측면에서는 이트륨 첨가량을 0.1 wt% 이내로 제한하는 것이 적절하다는 결과를 도출할 수 있었다.
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목 차
I. 서 론
1. 연구 배경 및 목적 1
II. 이론적 배경
1. 입계편석에 의한 결정립미세화 3
2. 타이타늄의 부식특성 6
1) 합금원소에 따른 부식특성 7
2) 미세조직에 따른 부식특성 8
3. 갈바닉 부식 11
4. 부식 측정법
1) 동전위분극곡선 15
2) 전기화학적 임피던스 분광법 20
III. 실험방법
1. 합금제조 공정 27
2. 미세조직 분석 29
3. 동전위분극시험 29
4. 침지시험 32
5. 전기화학적 임피던스 분광법 33
IV. 실험결과 및 고찰
1. 미세조직 34
2. 부식 특성
1) 동전위분극시험 37
2) 침지 시험 41
3) 전기화학적 임피던스 분광법 50
V. 결론 54
VI. 참고문헌 55
