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습식도금기술과 관련된 기술을 정리한 노트로, 책을 보듯 그대로 읽으면서 링크를 클릭하면 됩니다.

수정수소취성

Hydrogen Emblittlement

 

수소취성은 공정에 의해 생긴 수소가 금속 특히 철강 제품에 침투함으로써 이로 인해서 부러지거나 깨지기 쉽고, 갈라지는 현상을 유발 하는 것을 말한다. 이것은 강의 경우 항복강도가 낮은 강철일 때 흡수된 수소가 강의 개재물(介在物) 속에 모여서 이들 수소 분자의 압력으로 크랙(crack)의 원인이 되는데 특히 MnS, Al203, SiO2 등의 개재물이 균열의 기점이 된다.

 

수소취성은 재료의 강도가 클수록 극미량의 수소에 의해서도 취성이 생기며, 공식부위를 기점으로 하여 발생하기 쉽다.

 

수정수소취성이 생기는 이유

 

수소가 원자 중 가장 작아서 (1.06 Å) 금속격자 (2∼3 Å) 사이를 쉽게 원자상태로 뚫고 들어가기 때문이다. 소재 표면에 수소원자가 모이면, 소재의 빈공간으로 수소원자의 침투가 일어나게 된다. 이로 인해 소재표면이 갈라지게 되며, 급기야 인장응력을 이기지 못해 깨지는 현상이 발생하게 된다.

 

 

수정수소취성의 방지

 

음극전해탈지, 산세, 전기도금 등에서 생기는 수소는 이것을 방지하기 위해 많은 노력을 하고 있습니다.

 

수정수소취성 방지방법 (발생전)

  • 전해탈지에서는 철강의 경우 양극탈지를 택하도록 한다.
  • 산처리를 할 때는 되도록 짧은 시간에 산세하도록 하며 산억제제(inhibitor등)을 첨가한다.
  • 고탄소강 등 수소취성이 많이 생기는 물건은 산처리 대신 블라스팅 등 기계적 녹제거나 특수 알칼리 탈청방법을 선택한다.
  • 아연도금에서는 산성아연도금이나 특히 매커니컬(mechanical)도금을 하도록 합니다.
  • 구리도금에서는 시안화 구리보다 피로인산 구리도금이 가볍게 생긴다.

 

수정수소취성 방지방법 (발생후)

  • 산세 후 가열된 알칼리용액에 넣어서 침입한 수소를 도금하기 전에 제거한다.
  • 200 ℃정도에서 4시간 가령 베이킹 (baking) 을 시킨다. 이 베이킹은 금속의 종류, 피막상태, 도금의 종류, 소재의 두께 등에 따라서 다르다.

    예를 들어 아연 도금층은 수소가 통과하기 힘들고 같은 아연이라도 광택도금이 또 두께가 두꺼운 도금이면 수소의 방출이 힘들므로 베이킹 시간이 길어야 한다.

 

수정참고