직류 및 펄스 전착에 의해 제조된 나노결정성의 Ni-W 합금의 특성

초록

전기증착에 의하여 제조된 Ni-W 합금은 강도, 부식저항성, 내마모성 및 내열성등에 있어서 우수한 성질을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. Hall-Petch식에 의하면, 다결정 물질에 있어서 grain의 크기가 작아질수록 그에 따라 물질의 강도가 증가함을 알 수 있다. 그 중에서도 10∼100㎚ 범위의 매우 작은 크기의 grain을 갖는 물질은, 고밀도의 결정경계와 기존과 다른 형태의 격자결함으로 인하여 전형적인 마이크로 크기의 grain을 갖는 물질보다 여러 가지 물성에 있어서 우수한 성질을 갖는다고 보고되고 있다. 또한 일반적인 DC(Direct Current) 전착에서는 이온이 음극시편 주위의 용액층에서 감소하여 전류밀도가 증가함에 따라 전착이온 농도가 감소하는 경향이 있다. 반면에 PC(Pulse Current) 전착에서는 감소된 이온이 toff 동안 도금 표면층으로 재확산 할 수 있는 기회를 주어 DC 도금에 비해 높은 전류밀도의 전착이 가능하게 된다. 이러한 특성으로 인하여 PC 도금은 DC 도금에 비해 균일한 합금도금, 미세균열 감소 및 전류효율 증가 등의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 나노결정구조를 갖는 Ni-W 합금을 제조하기 위하여 다양한 조건을 가지고 실험하였다. 음극의 시편으로 Cu, 상대전극으로는 Pt, 참조전극으로는 포화칼로멜전극(SCE)을 사용하였고, 전류는 Potentiostat/Galvanostat 273A를 이용하여 제어하였다. XRD, SEM 및 TEM등의 방법을 이용하여 다양한 전류밀도 및 전착시간에 따른 Ni-W 합금의 grain 크기 및 형태를 분석하였다. 또한 동일한 조건하에서 DC 전착과 PC 전착으로 제조된 Ni-W 합금의 특성차이를 조사하였다.