열 피로에 미치는 알루미늄 양극산화 제조방법의 융합연구

Abstract

알루미늄의 양극산화는 황산법, 수산법과 황산과 수산을 활용한 혼산법 등이 있다. 산업체에서 만들어지는 양극산화는 황산법으로 전해액속의 황산농도가 15~20 wt %이다. 연질 양극산화피막을 생성할 경우는 전해액의 온도가 <TEX>$20{\sim}30^{\circ}C$</TEX> 범위에서 생산되고 있으며, 생산 전압은 직류전압으로 13~15 V 이내가 가장 많이 사용된다. 경질 양극산화피막을 생성할 경우는 전해액의 온도가 <TEX>$0{\sim}-5^{\circ}C$</TEX>에서 생산되어지고 있다. 본 연구에서는 황산법과 수산법을 이용하여 <TEX>$50{\mu}m$</TEX> 두께의 양극산화피막(알루미나)를 제작하였다. 황산법과 수산법에 의해 시편을 제조하여 열 피로시험을 수행하였다. 황산법과 수산법의 균열발생온도는 <TEX>$500^{\circ}C$</TEX>와 <TEX>$600^{\circ}C$</TEX>이었다. 황산법의 균열발생온도는 수산법의 균열발생온도보다 낮았다. 시험결과 수산법의 열 피로는 황산법의 열 피로 특성보다 좋았다. 그 이유를 알루미늄과 알루미나의 열팽창계수와 제조온도로 설명하였다. 고온에서 사용되는 양극산화제품의 제조방법을 여기서의 융합 연구를 통해 제안 가능하게 되었다. Anodic oxidation of aluminum has a sulfuric acid method and a oxalic acid method. Sulfuric acid concentration of the sulfuric acid method is 15~20 wt%. In the case of soft anodizing used in the <TEX>$20{\sim}30^{\circ}C$</TEX> range, and voltage is the most used within a DC voltage 13~15V. In the case of hard anodizing used in the <TEX>$0{\sim}-5^{\circ}C$</TEX> range. An aluminum oxide layer is made using sulfuric acid and oxalic acid. In this study, thermal fatigue of aluminum oxide layer which is made using sulfuric acid and oxalic acid is compared. Crack generating temperature of a sulfuric acid method and a oxalic acid method is <TEX>$500^{\circ}C$</TEX> and <TEX>$600^{\circ}C$</TEX>. Thermal fatigue of aluminum oxide layer which is made using oxalic acid is better than thermal fatigue of aluminum oxide layer which is made using sulfuric acid. The characteristic of thermal fatigue can be explained by using thermal expansion coefficient of Al and Al2O3 and manufacturing temperature on Al anodizing. It was made possible through the convergent study to propose the manufacturing method of the anodic oxidation product used at a high temperature.