KR101470922B1 - Composite steel sheet having excellent corrosion resistance at high temperature and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 치밀한 조직으로 피막된 세라믹 코팅층이 형성되어 우수한 고온 내식성을 갖는 복합 강판 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite steel sheet having a high-temperature corrosion resistance formed by forming a ceramic coating layer coated with a dense structure, and a manufacturing method thereof.
공업적으로 사용되는 금속재료의 내식성(내약품성) 등은 산업현장에서 요구하는 특성치에 비해 상당수준 열악하여 이를 보완하기 위해 특수성능을 갖는 피막재료를 기본소재표면에 적용하여 기본소재의 수명 및 성능을 향상시키고 있다.The corrosion resistance (chemical resistance) of the metal materials used industrially is considerably lower than that required in the industrial field. To compensate for this, the coating material having a special performance is applied to the surface of the base material, .
내식성을 갖는 일반재료로는 스테인레스 스틸(SUS) 등이 있으며 부식성이 약한 대상물질이 접촉하는 환경에서는 잘 적용이 되고 있는 반면, 내식성이 강한 화학약품에 접촉되는 환경에서는 내식 특성이 부족하여 재료의 표면에 특수한 내식기능재료를 코팅하여 사용하거나, 별도로 개발한 고성능 내식 합금을 사용하고 있다.As a general material having corrosion resistance, stainless steel (SUS) and the like are well applied in an environment in which a corrosive substance is in contact with the environment. However, in an environment where the chemical substance is in contact with a corrosion resistant chemical, , Special corrosion-resistant materials are coated or used, or high-performance corrosion-resistant alloys developed separately are used.
별도의 내식성을 부여하기 위해 사용하는 피막재료의 대부분은, 폴리머 재료로 구성되는 유기물질(테프론, 고무, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에스테르, 페놀 등)임에 따라 저온에서는 사용목적에 부합되나, 고온에서는 내열성의 부족으로 인해 적용이 어렵다.Most of the coating materials used for imparting the different corrosion resistance are organic materials composed of a polymer material (Teflon, rubber, polyethylene, polyvinyl chloride, polyester, phenol, etc.) At high temperatures, it is difficult to apply due to the lack of heat resistance.
산업환경에서 배출되는 부식성 가스 및 용액의 온도는 매우 높아, 고온환경 대응용에 해당하는 내식 피막 재료가 절실히 요구되고 있다. The corrosive gas and the solution discharged from the industrial environment are very high in temperature, and therefore there is a strong demand for a corrosion resistant material suitable for high temperature environment applications.
고온에서 내식 특성을 유지하는 재료로는 금속계열의 스테인레스 스틸 계열, 인코넬 합금, 파스텔로이 등이 있으며, 세라믹 피막재료로는 에나멜의 법랑, 알루미나, 실리카계열 및 혼합산화물 등 다양한 재료가 사용되고 있다. 특히 최근에는 세라믹 분말도포기술의 발전에 따라 용사코팅 등의 기술이 다양하게 적용되고 있다.Various materials such as enamel enamel, alumina, silica-based and mixed oxide materials are used as the ceramic coating materials. Examples of the material that maintains the corrosion resistance at high temperatures include stainless steel series, inconel alloy, pasteloid, and the like. In recent years, techniques such as spray coating have been applied variously according to the development of ceramic powder coating technology.
반도체공정에 사용되는 케미칼(용액 및 가스, HNO3, HF, Na2SO4, NH4F, CF4 등)은 대부분이 금속 및 산화물의 에칭 및 식각에 사용되는 강부식성 가스로 부식성이 매우 높다. 사용 후 배출되는 이러한 독성가스의 정화처리를 위해 배출가스를 스크러버로 연결하여 소각처리하고 있다.Most of the chemicals used in semiconductor processes (such as solutions and gases, HNO 3 , HF, Na 2 SO 4 , NH 4 F, and CF 4 ) are highly corrosive with highly corrosive gases used for etching and etching metals and oxides . In order to purify the toxic gas discharged after use, the exhaust gas is connected to a scrubber and incinerated.
특히 기후협약에 의해 반도체 및 LCD라인에 있어서의 배출가스 규제가 강화됨으로써 효율적인 가스정화를 위한 소각조건이 고온화되는 경향으로 고온 내식 재료의 적용은 매우 시급하다.Particularly, due to the tightening of regulations on exhaust gas in semiconductor and LCD lines by climate agreement, the incineration conditions for efficient gas purification tend to be high, and application of high temperature corrosion resistant materials is very urgent.
반도체 제조의 전공정(Pre-fabrication)에 있어서 한 대당 정화를 위해 스크러버 1-2대를 적용하고 있으므로, 반도체 제조의 전체공정에 적용되는 스크러버의 규모는 수 천대의 수준이다. In the pre-fabrication of semiconductors, one or two scrubbers are used for purification, so the scale of the scrubber applied to the entire process of semiconductor manufacturing is on the order of thousands.
스크러버 내부의 부품 중 부식성 가스에 가장 영향을 많이 받는 부위는 몰드 히터 및 봉 히터 내부에 설치하는 내부 배관부위로 가스분해온도 800도를 형성하기 위해 발열체온도 약 1000도를 유지하고 있다. 고온에서 부식가스와 접촉하는 이 같은 가혹한 부식환경에서 히터 부위의 보호 및 내구성 확보를 위해서는 인코넬 합금이 유일한 내식 재료로 평가되어 적용되고 있다. The part of the inside of the scrubber which is most affected by the corrosive gas is the inner pipe part installed inside the mold heater and the rod heater, and the temperature of the heating element is maintained at about 1000 degrees to form the gas decomposition temperature of 800 degrees. In order to protect the heater area and ensure durability in such a severe corrosive environment, which is in contact with corrosive gas at high temperature, Inconel alloy is evaluated and applied as the only corrosion resistant material.
상용되는 인코넬 합금도 스크러버 내부의 초부식 환경에는 사용유지기간이 길지 않으며 일반적인 가동환경에서의 사용기간은 약 8개월 전후이다. 가혹 및 이상공정의 조건에서는 약 6개월 전후에 불과하여 이의 보수 및 대체를 위한 부수적인 유지비용 및 시간이 반복 투자되고 있다. 또한 예기치 않은 부식파괴로 인해서는, 스크러버 내부 설치용 히터도 동반파손되어 매년 십 억원 내외의 교체비용이 발생하고 있는 점을 감안하면 고온에서의 초내식 특성을 갖는 코팅기술 및 공정기술의 개발은 매우 시급히 요구된다. Inconel alloy, which is commonly used, does not have a long maintenance life in the super-corrosive environment inside the scrubber, and it is used for about 8 months in general operating environment. In the case of severe and abnormal process, it is only about 6 months later, and additional maintenance cost and time for repairing and replacement thereof are repeatedly invested. In addition, due to unexpected corrosion damage, the heater for installation inside the scrubber is also damaged, resulting in a replacement cost of about KRW 1 billion each year. Therefore, development of coating technology and process technology having super-corrosion resistance at high temperatures is urgently required Is required.
대한민국 특허공개 제2012-0096198호는 에어로졸 증착법으로 세라믹 코팅하는 방법 및 모재와 세라믹 코팅의 사이에 비정질 합금 버퍼층을 포함하는 내식성 부재를 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0096198 discloses a method of ceramic coating by an aerosol deposition method and a corrosion resistant member including an amorphous alloy buffer layer between a base material and a ceramic coating.
이와 같이, 최근 세라믹 코팅 등의 기술이 적용되고 있으나 세라믹 박막재료의 치밀성 부족 및 그로 인한 박리 파괴 등을 현상으로 인해 동 제품에의 적용은 불가한 상황이므로, 이와 같은 분야에의 적용이 가능한 고온 내식 특성을 갖는 세라믹 코팅재료의 개발이 시급하다. However, since the ceramic thin film material is inferior in the denseness of the ceramic thin film material and the peeling and destruction thereof, it is impossible to apply it to the product. Therefore, the high temperature corrosion resistant It is urgent to develop a ceramic coating material.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 우수한 고온에서의 내식성을 갖도록 치밀한 조직의 세라믹 코팅층이 형성된 복합 강판 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a composite steel sheet in which a ceramic coating layer of dense texture is formed so as to have excellent corrosion resistance at a high temperature and a method of manufacturing the composite steel sheet.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은In order to achieve the above object,
강판; 및Steel plate; And
상기 강판의 적어도 일면에 형성된 알루미노실리케이트를 함유하는 세라믹 코팅층 A ceramic coating layer containing aluminosilicate formed on at least one surface of the steel sheet
을 포함하는 복합 강판을 제공한다.And a composite steel sheet.
또한 본 발명은 Also,
강판을 준비하는 단계;Preparing a steel sheet;
알루미늄 분말, 실리카 전구체, 유기아민 주형체, 염기 및 물을 포함하는 세라믹 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;Preparing a composition for forming a ceramic coating layer comprising aluminum powder, a silica precursor, an organic amine mold, a base and water;
상기 세라믹 코팅층 형성용 조성물에 강판을 침지한 후 수열반응을 진행하는 단계A step of immersing the steel sheet in the composition for forming a ceramic coating layer followed by hydrothermal reaction
를 포함하는 복합 강판 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for manufacturing a composite steel sheet.
또한 본 발명은 상기한 복합 강판으로 이루어진 히팅튜브를 포함하는 반도체용 스크러버를 제공한다. The present invention also provides a scrubber for a semiconductor including a heating tube made of the composite steel sheet.
본 발명에 따른 복합 강판은 내식 환경에서 부식의 원인이 되는 염산, 불산, 암모니아 등의 화학용액에 고온 노출시 우수한 내식 특성을 나타낸다.The composite steel sheet according to the present invention exhibits excellent corrosion resistance when exposed to chemical solutions such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and ammonia which cause corrosion in a corrosion-resistant environment.
따라서, 고온에서의 내식성이 요구되는 화학용액 폐가스 등의 제조공정용 부품, 가스터빈, 원자력 발전부품, 방산용도, 스크러버의 고 부식성 환경에서의 적절한 대응재료로서 적용되어, 자재 및 부품의 내식성을 향상시킴으로써 수명을 증대시킬 수 있다. Therefore, it is applied as an appropriate material in manufacturing process parts such as chemical solution waste gas which requires high temperature corrosion resistance, gas turbine, nuclear power generation parts, defense use, and corrosive environment of scrubber, thereby improving the corrosion resistance of materials and parts Thereby increasing the service life.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 사용되는 강판의 외형형상을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 복합강판의 전자현미경사진이다( a) 평면 이미지, b), c) 경사이미지).
도 3은 본 발명의 실시예 1 복합강판과 일반 강판에 대한 염수분무실험 결과를 나타낸 사진이다.
도 4 내지 도 6 염산, 불산, 암모니아용액에 의한 부식촉진실험 후 복합 강판의 표면을 촬영한 사진이다.1 shows an outer shape of a steel sheet used in Example 1 of the present invention.
2 is an electron micrograph of the composite steel sheet produced in Example 1 of the present invention (a) a planar image, b), and c) a gradient image).
FIG. 3 is a photograph showing the results of a salt spray test on a composite steel sheet and a general steel sheet according to Example 1 of the present invention. FIG.
FIG. 4 to FIG. 6 are photographs of the surface of the composite steel sheet after the corrosion accelerated experiment by hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and ammonia solution.
본 발명은 내식성이 요구되는 강판에 대하여 내식 환경에서 부식의 원인이 되는 염산, 불산, 암모니아 등의 화학용액에 대한 고온 내식성을 부여하기 위해 세라믹 코팅층을 형성한다. The present invention forms a ceramic coating layer on a steel sheet requiring corrosion resistance in order to impart high temperature corrosion resistance to chemical solutions such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and ammonia, which cause corrosion in the corrosion-resistant environment.
세라믹 코팅층은 강판의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. The ceramic coating layer may be formed on one or both surfaces of the steel sheet.
이때 세라믹 코팅층은 알루미노실리케이트를 함유한다. 바람직하기로 알루미노실리케이트는 이산화규소: 산화알루미늄의 중량비가 9:1 이상이다. At this time, the ceramic coating layer contains aluminosilicate. Preferably, the aluminosilicate has a weight ratio of silicon dioxide: aluminum oxide of at least 9: 1.
상기 세라믹 코팅층의 두께는 3 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 만약 상기 코팅층의 두께가 상기 범위 미만이면 피막 특성이 부족하고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하면 코팅층의 상호 응력으로 신뢰성이 부족하여 고온에서의 장시간 노출시 크랙 발생으로 박리현상이 발생하는 문제점이 있다. The thickness of the ceramic coating layer is preferably 3 to 10 mu m. If the thickness of the coating layer is less than the above range, the coating properties are insufficient. On the contrary, if the thickness exceeds the above range, there is a problem that peeling phenomenon occurs due to cracking during prolonged exposure at a high temperature due to lack of reliability due to mutual stress of the coating layer.
본 발명에 의한 세라믹 코팅층은 어떠한 내식성이 요구되는 강판에 적용될 수 있으며, 이로써 한정되는 것은 아니나, 그 예로는 알루미늄 강판, 탄소강판, 스테인레스 스틸 강판, 아연강판 및 아연-니켈 합금강판이 가능하다.
The ceramic coating layer according to the present invention may be applied to a steel sheet requiring any corrosion resistance, and examples thereof include, but are not limited to, an aluminum steel plate, a carbon steel plate, a stainless steel plate, a zinc steel plate and a zinc-nickel alloy steel plate.
특히, 본 발명의 복합 강판은 강판에 알루미노실리케이트를 직접 성장시킴으로써 치밀한 구조를 갖는 세라믹 코팅층을 형성한다. In particular, the composite steel sheet of the present invention forms a ceramic coating layer having a dense structure by directly growing an aluminosilicate on a steel sheet.
구체적으로 복합 강판은Specifically, the composite steel sheet
강판을 준비하는 단계;Preparing a steel sheet;
알루미늄 분말, 실리카 전구체, 유기아민 주형체, 염기 및 물을 포함하는 세라믹 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;Preparing a composition for forming a ceramic coating layer comprising aluminum powder, a silica precursor, an organic amine mold, a base and water;
상기 세라믹 코팅층 형성용 조성물에 강판을 침지한 후 수열반응을 진행하는 단계를 거쳐 제조된다.Followed by hydrothermal reaction after immersing the steel sheet in the composition for forming a ceramic coating layer.
이하 단계별로 상세히 설명한다.
The steps will be described in detail below.
먼저, 강판을 준비한다.
First, prepare a steel plate.
다음으로, 알루미늄 분말, 실리카 전구체, 유기아민 주형체, 염기 및 물을 포함하는 세라믹 코팅층 형성용 조성물을 준비한다. Next, a composition for forming a ceramic coating layer containing aluminum powder, a silica precursor, an organic amine casting body, a base and water is prepared.
상기 실리카 전구체와, 유기아민 주형체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다. 대표적으로, 실리카 전구체는 테트라에틸오쏘실리케이트(TEOS), 실리카 졸, 실리카 겔, 소디움 실리케이트, 흄드실리카 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하기로 테트라에틸오르쏘실리케이트 (TEOS)를 사용한다. The silica precursor and the organic amine precursor are not particularly limited as they are generally used in the art. Typically, the silica precursor may be tetraethylorthosilicate (TEOS), silica sol, silica gel, sodium silicate, fumed silica, or mixtures thereof. Preferably tetraethylorthosilicate (TEOS) is used.
상기 유기아민 전구체는 테트라알킬암모늄 및 테트라알킬암모늄 전구체를 사용할 수 있으며, 테트라프로필암모니움 하이드록사이드가 바람직하다. The organic amine precursors may be tetraalkylammonium and tetraalkylammonium precursors, preferably tetrapropylammonium hydroxide.
상기 염기는 알로미노실리케이트 합성에 적합한 pH를 조절하기 위해 첨가되는 것으로, 수산화나트륨(NaOH)나 암모니아가 가능하다. The base is added to adjust pH suitable for synthesis of aluminosilicate, and sodium hydroxide (NaOH) or ammonia is possible.
이때 세라믹 코팅층 형성용 조성물은 실리카 전구체 1몰 : 알루미늄 분말 0.01~0.2 몰 : 염기 0.5 내지 0.8 몰 : 물 50 내지 100 몰비로 구성되는 것이 바람직하다.
At this time, the composition for forming the ceramic coating layer is preferably composed of 1 mol of the silica precursor: 0.01 to 0.2 mol of the aluminum powder: 0.5 to 0.8 mol of the base, and 50 to 100 mol of the water.
이어서, 세라믹 코팅층 형성용 조성물에 강판을 침지한 후 수열반응을 진행한다. Subsequently, the steel sheet is immersed in the composition for forming a ceramic coating layer, and hydrothermal reaction proceeds.
강판을 세라믹 코팅층 형성용 조성물에 짐지하면, 알루미노실리케이트 결정화가 일어남과 동시에 알루미노실리케이트 결정의 성장이 이루어져, 강판 위에 세라믹 코팅층이 직접 형성된다. When a steel sheet is loaded in a composition for forming a ceramic coating layer, crystallization of the aluminosilicate occurs and at the same time, the aluminosilicate crystal grows, and a ceramic coating layer is directly formed on the steel sheet.
이때 수열반응은 150 내지 200 ℃에서 1 시간 ∼ 7일 동안 수행하는바, 상기 온도가 150 ℃ 미만이면 알루미노실리케이트 합성에 시간이 너무 오래 걸리고 200 ℃를 초과하는 경우에는 생성되는 결정의 크기가 너무 커지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
In this case, the hydrothermal reaction is carried out at 150 to 200 ° C for 1 hour to 7 days. If the temperature is lower than 150 ° C, it takes too long to synthesize the aluminosilicate. If the temperature exceeds 200 ° C, So that it is preferable to keep the above range.
본 발명에 따른 복합 강판은 내식 환경에서 부식의 원인이 되는 염산, 불산, 암모니아 등의 화학용액에 고온 노출시 우수한 내식 특성을 나타낸다.The composite steel sheet according to the present invention exhibits excellent corrosion resistance when exposed to chemical solutions such as hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and ammonia which cause corrosion in a corrosion-resistant environment.
따라서, 고온에서의 내식성이 요구되는 화학용액 폐가스 등의 제조공정용 부품, 가스터빈, 원자력 발전부품, 방산용도, 스크러버의 고 부식성 환경에서의 적절한 대응재료로서 적용되어, 자재 및 부품의 내식성을 향상시킴으로써 수명을 증대시킬 수 있다. Therefore, it is applied as an appropriate material in manufacturing process parts such as chemical solution waste gas which requires high temperature corrosion resistance, gas turbine, nuclear power generation parts, defense use, and corrosive environment of scrubber, thereby improving the corrosion resistance of materials and parts Thereby increasing the service life.
이에 본 발명은 상기한 복합 강판으로 이루어진 히팅튜브를 포함하는 반도체용 스크러버를 제공한다. Accordingly, the present invention provides a scrubber for a semiconductor including a heating tube made of the composite steel sheet.
상기 스크러버는 폐가스가 유입되는 유입구와 배출구가 형성된 케이스와, 상기 유입구를 통해 유입되는 폐가스가 그 내부로 공급되도록 상기 케이스 내에 설치되는 히팅튜브와, 상기 히팅튜브와 케이스 사이에 설치되어 히팅튜브로 공급되는 폐가스가 가열산화되도록 히팅시키는 히터를 포함하여 이루어진다. 이때 스크러버의 히팅튜브를 본 발명의 복합 강판으로 제조한다. The scrubber includes a case having an inlet port and an outlet port through which waste gas flows, a heating tube installed in the case to supply waste gas introduced through the inlet port into the case, And a heater for heating the waste gas to be heated and oxidized. At this time, the heating tube of the scrubber is made of the composite steel sheet of the present invention.
이러한 스크러버는 고온 내식성이 우수한 복합 강판으로 히팅 튜브가 구성됨에 따라 그 수명이 증가한다.
Such a scrubber is a composite steel sheet excellent in high temperature corrosion resistance, and its lifetime is increased as a heating tube is constructed.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 실험예를 기재한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and experimental examples of the present invention will be described. The following examples and experimental examples are provided for the purpose of more clearly expressing the present invention, but the present invention is not limited to the following examples and experimental examples.
실시예Example 1 One
기판(금속 모재: 25 x 65 x 1 mm)은 코팅을 위한 전처리로서 세제 세정 후, 아세톤 세정(초음파 세정조 10분), 및 IPA(isopropyl alcohol) 세정(초음파 세정조 10분) 후 건조하여 사용하였다.The substrate (metal base material: 25 x 65 x 1 mm) is used as a pretreatment for coating. After cleaning the detergent, it is dried after washing with acetone (ultrasonic cleaning bath for 10 minutes), IPA (isopropyl alcohol) Respectively.
사용되는 기판(금속 모재)의 외형형상은 도 1에 나타내었다.The external shape of the substrate (metal base material) used is shown in Fig.
알루미늄(Al) 분말(0.01g)을 DI water(100g)에 충분히 교반한 후, 수산화나트륨(NaOH)(5.36g), TPAOH(tetra-propyl ammonium hydroxide)(17g) 및 DI water(236g)를 첨가하고 충분히 분산시킨 후, TEOS(tetra-ethyl ortho-silicate, 98 wt%)(43.6g)용액을 천천히 첨가하여 성반응을 위한 세라믹 코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. Aluminum (Al) powder (0.01 g) was thoroughly stirred in DI water (100 g) and then sodium hydroxide (NaOH) (5.36 g), tetra-propyl ammonium hydroxide (TPAOH) (17 g) and DI water , And then a solution of TEOS (tetra-ethyl ortho-silicate, 98 wt%) (43.6 g) was slowly added thereto to prepare a composition for forming a ceramic coating layer for the reaction.
제조된 코팅용 조성물에 상기 준비된 기판을 담가 소정의 반응온도(150도)에서 충분한 수열반응을 24시간 동안 진행한 후, 반응시간 종료 후 냉각하여 기판을 회수하였다.
The prepared substrate was immersed in the prepared coating composition, and a sufficient hydrothermal reaction was carried out at a predetermined reaction temperature (150 ° C) for 24 hours. After completion of the reaction time, the substrate was recovered by cooling.
실험예Experimental Example 1: 전자현미경사진 1: Electron microscope photograph
도 2는 실시예 1에서 제조된 복합강판의 전자현미경사진이다(a) 평면 이미지, b), c) 경사이미지).Fig. 2 is an electron microscope photograph of the composite steel sheet produced in Example 1 (a) a planar image, b), and c) a gradient image).
도 2의 a)를 참조하면, 강판 표면에 균일하게 세라믹 코팅층이 형성되었고, 일부분 부식 제거 후 경사 촬영한 사진인 c)에 의하면 매우 치밀한 세라믹 코팅층이 형성되었음을 확인할 수 있다.
Referring to FIG. 2 (a), a ceramic coating layer is uniformly formed on the surface of the steel sheet, and a photograph (c) taken on a slant after partial corrosion removal shows that a very dense ceramic coating layer is formed.
실험예Experimental Example 2: 염수노출 시험 2: Salt water exposure test
상기 실시예 1의 복합 강판에 대해 일반 강판(SAE1008)과 함께 염수분무실험(KSD9502)를 실시하였다. The composite steel sheet of Example 1 was subjected to a salt spray test (KSD9502) together with a general steel sheet (SAE1008).
도 3은 실시예 1의 복합강판과 일반 강판에 대한 염수분무실험 결과를 나타낸 사진이다. 3 is a photograph showing the result of salt water spray test for the composite steel sheet and the general steel sheet of Example 1. Fig.
도 3에 나타낸 바와 같이, 염수 분무 실험 전의 일반 강판 (a-1)과 실시예 1의 복합 강판(b-1)은 720시간 염수 분무 실험 후 일반 강판(a-2)은 표면이 많이 부식된 것과 달리 실시예 1의 복합 강판(b-2)은 표면이 부식되지 않음을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 3, the general steel sheet (a-1) before the salt spray test and the composite steel sheet (b-1) of Example 1 were subjected to salt water spray test for 720 hours. It was confirmed that the surface of the composite steel sheet (b-2) of Example 1 was not corroded.
실험예Experimental Example 3: 고온 화학약품 노출 시험 3: High temperature chemical exposure test
염산(10 wt%), 불산(5 wt%), 암모니아용액(10 wt%)에 침지 후 고온(800 ℃)에서 부식실험을 700시간 동안 실시하였다. 부식 실험에 따른 시간 별 중량 변동 값을 아래 표 1에 나타내었다.
After immersion in hydrochloric acid (10 wt%), hydrofluoric acid (5 wt%) and ammonia solution (10 wt%), corrosion test was carried out at high temperature (800 ℃) for 700 hours. Table 1 shows the weight change values by time according to the corrosion test.
도 4 내지 도 6 염산, 불산, 암모니아용액에 의한 부식촉진실험 후 복합 강판의 표면을 촬영한 사진이다.
FIG. 4 to FIG. 6 are photographs of the surface of the composite steel sheet after the corrosion accelerated experiment by hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and ammonia solution.
질산(10 wt%), 염소이온표준용액(10 v/v%)에 침지 후 고온(800 ℃)에서 부식실험을 720 시간 동안 실시하였다. 부식 실험에 따른 시간 별 중량 변동 값을 아래 표 2에 나타내었다.After immersion in nitric acid (10 wt%) and chloride ion standard solution (10 v / v%), corrosion test was carried out at high temperature (800 ℃) for 720 hours. Table 2 shows the weight change values by time according to the corrosion test.
시간144
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시간216
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시간288
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시간360
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시간432
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시간504
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시간576
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시간648
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nitric acid
부식반응이 진행하는 경우 외부형상의 변형이 수반되며 중량의 대폭적인 감소와 더불어 형상파괴형태로 진행되는 이 일반적인 현상이다. 그러나, 표 1, 2 및 도 4 내지 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 강판은 부식이 거의 발생하지 않아 매우 견고한 내식 특성을 유지하고 있음을 확인할 수 있다.When the corrosion reaction progresses, this is a general phenomenon accompanied by the deformation of the external shape and proceeding in the form of shape breakdown with a drastic decrease in weight. However, as shown in Tables 1 and 2 and Figs. 4 to 6, it can be confirmed that the composite steel sheet according to the present invention hardly causes corrosion and maintains very strong corrosion resistance.
이와 같은 결과는 세라믹 코팅층 형성을 통해 강판의 표면에서의 내식 특성이 괄목할 만한 향상 효과를 본 것으로 판단된다.These results suggest that the corrosion resistance on the surface of the steel sheet is remarkably improved by forming the ceramic coating layer.
따라서 본 발명의 결과물에 위한 세라믹 코팅막을 갖는 복합 강판은 고온에서의 내식성이 요구되는 화학용액 폐가스 등의 제조공정용 부품, 가스터빈, 원자력 발전부품, 방산용도의 고 부식성 환경에서의 적절한 대응재료로서 사용이 가능하다.
Therefore, the composite steel sheet having a ceramic coating film for the resultant product of the present invention is suitable as a material for manufacturing process parts such as a chemical solution waste gas requiring high corrosion resistance, a gas turbine, a nuclear power generating component, It is possible to use.
Claims (9)
상기 강판의 적어도 일면에 형성되며 이산화규소: 산화알루미늄의 중량비가 9:1 이상인 알루미노실리케이트를 함유하는 3~10㎛ 두께의 세라믹 코팅층으로 구성되는 복합 강판.A steel sheet selected from the group consisting of carbon steel sheet, zinc sheet and zinc-nickel alloy sheet; And
And a ceramic coating layer formed on at least one surface of the steel sheet and having a thickness of 3 to 10 mu m and containing aluminosilicate having a weight ratio of silicon dioxide: aluminum oxide of 9: 1 or more.
알루미늄 분말, 테트라에틸오르쏘실리케이트(TEOS), 테트라프로필암모니움 하이드록사이드, 염기 및 물을 포함하는 세라믹 코팅층 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 세라믹 코팅층 형성용 조성물에 강판을 침지한 후 150 ∼ 200 ℃에서 24 시간 ∼ 7일 동안 수열반응을 진행하는 단계
를 포함하는 제1항의 복합 강판 제조방법. Preparing one kind of steel sheet selected from the group consisting of carbon steel sheet, zinc sheet and zinc-nickel alloy sheet;
Preparing a composition for forming a ceramic coating layer comprising aluminum powder, tetraethylorthosilicate (TEOS), tetrapropylammonium hydroxide, a base and water;
Immersing the steel sheet in the composition for forming a ceramic coating layer, and then conducting a hydrothermal reaction at 150 to 200 ° C for 24 hours to 7 days
The composite steel sheet manufacturing method according to claim 1,
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