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용융아연도금의 이해

1용융아연도금

우리사회에서 꼭 필요한 철강은 기계적 성질, 물리적 성질이 우수하고 열처리에 의해 적정한 강도 및 경도를 얻을 수가 있고, 니켈, 크롬 등을 첨가하면 우수한 기계적 성질을 발휘하는 특수강도 제조할 수 있는 등 타 금속에 비하여 많은 특성을 가진 금속이다.
그리고 지하의 매장량도 무한하여 경제적으로 대량 생산됨으로 인류가 가장 많이 사용하고 있는 유일한 금속이다.
그러나 이 우수성을 가진 철강은 부식이 잘 되는 큰 약점이 있다.
부식이 잘 되는 철강을 부식에서 막아 낼 방법으로 표면 처리가 필요하며, 표면처리 하는 방법으로 (1)전기도금 (2)화학도금 (3)용사법 (4)중착법 (5)압착법 (6)침투법 (7)용융도금등 여러가지가 있으나 경제적이고 장시간 부식을 방지하는 것은 용융 도금이라 할 수 있다.

1-1용융아연도금의 특성

  • 1용융아연도금은 내식성이 우수하다. 도금 피막 표면에 생기는 치밀한 보호 피막은 전기 화학적 방식 작용에 의해 대기중, 수중에서 철강을 녹에서 보호하게 된다.

  • 2용융아연도금은 밀착성이 우수하다. 소지 철과 아연의 합금 반응으로 밀착하고 있으므로 약간의 충격 또는 마찰에 의해서도 박리되지 않는다.

  • 3용융아연도금은 파이프 내면이나 탱크의 내부 등 눈에 보이지 않고 손이 닿지 않는 부분까지 도금이 가능하다. (전기도금의 경우는 파이프 내부 등 전기 방전이 안되는 곳은 도금이 불가능하다.) 용융아연도금의 피막 위에 화성 처리를 할 수 있으며, 아연 표면에 특수한 피막을 형성하여 한층 내식성을 향상시키고 도장성을 개선 할 수 있다.

2아연에 대하여

용융아연도금을 하는데 사용되는 원재료인 아연은 동과의 합금, 황동으로 예로부터 알려져 있다.
아연의 제조법에는 산화물의 환원에 의한 방법, 전기 분해법, 정제 방법 등이 있다.
이러한 제조법으로 제조된 아연은 청백색의 금속이며 적도의 유산성과 경도를 가진 육방조밀 결정이다.

2-1아연의 물리적 성질

아연의 물리적 성질은 불순물에 의한 영향이 적지 않다. 아연의 원자량은 65.38이며, 비중은 7.14, 용융점이 419.5℃, 비등점이 90/℃, 항장력 11.4~13.5kg/㎟, 산율 30~70%, 표준전극 전위가 -0.763V이다.

2-2아연의 화학적 성질

아연은 주기율표 제2족B 이족에 속하며 아연, 카드뮴, 수은의 3금속 원소가 포함되어 있다.
Mg에 비하여 활성이 약간 떨어지나, 아연도 활성 금속이다.

  • 1건조한 공기 중에서는 변화하지 않는다. 그러나 가열하면 산화 아연이 된다.
    (Zn + ½O2 - Zno)460℃ 정도에서 용융아연도금 작업을 실시하고 있을 때, 용융아연표면의 산화 아연을 걷어낼 때 단시간 내로 산화 피막이 형성되는 것을 볼 수 있다.

  • 2비산화성의 산(염산, 황산 등)과 반응하여 용해되어 염이 생기고, 수소가 발생된다.

  • 3알칼리와 작용해도 수소가 발생된다. Zn + OH +H2O → HZnO2 + H2

  • 4암모니아수와 반응하면 착이온이 생긴다.

  • 5아연반응에 의해서, 염화아연, 산화아연, 수산화아연, 탄산아연, 유화아연 등이 생성된다.

2-3아연의 희생적 방식 작용

아연은 철에 대하여 희생적 방식 작용을 하므로 기계적 손상 기타 무도금 등으로 아연도금 일부의 철이 노출되어(2㎜ 한도 내) 습기 기타 전도성의 용액으로써 그 결손 개소는 전기 화학적인 작용으로 활성화되어, 아연은 양극이 되고 철은 음극이 되어 부식을 방지하는 전기가 구성된다.
이것은 철강을 보호하기 위하여 아연이 희생되므로 희생적 방식 작용이라고 말하고 아연도금의 가장 큰 특징이라고 말할 수 있다.

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