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한국해양대학교 부식방식-표면공학연구센터 이명훈 교수와 박재혁 박사가 금속재료(Metallurgy & Metallurgical Engineering) 분야 세계적인 학술권위지인 ‘Corrosion Science’ 저널에 논문을 게재했다. Corrosion Science 저널은 세계금속 분야 대표 90개저널 중 3위, Impact Factor 7.205, 세계 부식방식 분야 중 1위로 알려진 유명 학술지다.
논문은 POSCO 기술연구소 고경필 박사 소속팀과의 공동 개발연구 주제인 ‘PVD법에 의해 제작한 아연-마그네슘 다층코팅강판의 고내식보유 메커니즘 규명’에 대한 핵심적인 성과를 골자로 한다.
2022년 4월 25일 게재된 이 논문의 제목은 ‘Effect of Zn-Mg interlayer on the corrosion resistance of multilayer Zn-based coating fabricated by physical vapor deposition process’이다.
연구팀은 이 논문으로 POSCO 기술연구원에서 무공해 플라즈마-진공코팅 프로세스를 이용해 새롭게 개발한 ‘다층 아연계 코팅강판’이 중간층에 삽입한 아연-마그네슘성분의 기여에 의해 환경 중 균일·치밀하게 형성된 부식생성물로 안정화 효과를 지속하며 강력한 고내식성(高耐蝕性)을 나타낸다는 핵심 메커니즘을 규명했다.
이명훈 교수 연구팀은 다층코팅의 부식과정을 단계적으로 분석함으로써 아연-마그네슘 중간층에서 우선적으로 용출된 마그네슘이 다공성 부식생성물 층을 형성하고, 이층이 선택적으로 염화물을 코팅 내부로 투과시켜 전체 코팅을 고내식성을 갖는 구조로 변화시키는 것을 밝혀냈다.
연구는 진공코팅법으로 제조되는 아연계 다층코팅의 제작 및 구조설계에 관련 유효한 핵심 응용지침을 제시한 것으로 평가받는다. 또한 다층 코팅강판과 관련 기술은 자동차, 가전, 건축 등의 자재에 사용되는 철강재의 내부식성 향상을 위해 사용되는 기존 아연도금강판과 비교해 동일 두께 기준 약 10배에 가까운 고내식성을 나타낸다.
또한 수백도의 높은 온도에서 제조되는 기존 도금 프로세스와는 달리, 실온에 가까운 낮은 온도에서도 제작이 가능하다. 수소취성(수소가 금속 내부로 확산돼 금속을 파괴시키는 현상) 및 도금폐수의 발생 또한 없기 때문에 ‘환경-자원-에너지’ 측면에서 유리할 뿐만 아니라 친환경적인 저탄소 사회를 위한 차세대 표면처리 원천기술로써 향후 세계를 선도할 것으로 주목받고 있다.
한편 이명훈 교수 연구팀은 그동안 POSCO 기술연구원과 공동으로 신개념 표면처리강재 개발연구를 수행했고, 이미 지난 연구개발 성과의 일부가 학술지 Scientific Reports(2018년) 및 Corrosion Science(2021년) 등 세계적 저널에 게재된 바 있다.
박재혁 박사는 2014년 한국해양대 기관공학부를 졸업하고 동 대학원 재료전기화학-부식방식전공으로 석사학위 취득했다. 이후 일본 나고야대학에서 재료전기화학 전공으로 박사학위를 조기 취득하고 현재 동 대학 미래사회창조기구-연구소의 특임 조교수로 선임돼 부식방식분야는 물론 전기화학·표면처리 및 수소연료전지 등 분야에서 연구를 수행하고 있다.
해양한국 komares@chol.com
