KR101912043B1 - 내식성이 우수한 산화물 나노입자가 코팅된 금속의 제조 방법 및 이를 이용한 산화물 나노입자 코팅 금속 - Google Patents

내식성이 우수한 산화물 나노입자가 코팅된 금속의 제조 방법 및 이를 이용한 산화물 나노입자 코팅 금속 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 a) 금속 표면에 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 코팅하는 단계; 및 b) 코팅된 금속을 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계시, 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다.
[관계식 1]
8460 ≤ LMP ≤ 10100
(상기 관계식 1에서, LMP = T(logtr + C) 이고, 여기서 T 는 온도(K), tr 은 시간(hr), C 는 상수 20이다.)

Description

내식성이 우수한 산화물 나노입자가 코팅된 금속의 제조 방법 및 이를 이용한 산화물 나노입자 코팅 금속 {Oxide nanoparticle coated metal having excellent corrosion and oxide nanoparticle coated metal using the same}
본 발명은 내식성이 우수한 산화물 나노입자가 코팅된 금속의 제조 방법 및 이를 이용한 산화물 나노입자 코팅 금속에 관한 것이다.
일반적으로 철 등의 금속재료는 제조 후 저장하거나 취급 중에 금속의 표면에 부식 또는 스크래치가 발생하게 되고, 이는 금속재료의 수명을 단축시키고, 재료가 사용된 구조물에 내구성 문제가 발생하기도 한다. 또한, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 비철금속은 그 경도가 매우 약하기 때문에 가공 등의 취급 시 스크래치의 발생이 쉽고, 이로 인하여 상품가치가 떨어질 가능성이 매우 높다.
이를 보완하기 위하여, 금속재료의 표면에 아연 도금을 실시하거나 기능성 코팅막을 형성하여 표면의 산화를 방지하거나, 표면경도를 향상시키는 방법이 사용되어 왔다. 금속 표면에 아연 도금을 실시하는 경우, 아연 금속이 저렴하며, 철강 재료 상에서 희생적으로 부식되는 특징을 가지고 있어 널리 사용되었으나, 아연 도금시 발생되는 유해한 중금속에 의한 환경오염 및 강한 산성용액 등의 사용으로 취급의 어려움이 있는 문제가 있다.
또한, 금속 표면에 기능성 코팅막을 형성하는 방법으로는 크롬산 염 처리법(chromating), 오르가닉 피복법(coating) 등이 있다. 크롬산 염 처리법은 우수한 부식방지 특성을 가지고 있으나, 크롬산 염 처리에 사용되는 6가 크롬과 3가 크롬이 맹독성을 나타내어 인체에 치명적이라는 심각한 문제점이 있으며, 오르가닉 피복법은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 변석 에폭시 수지, 우레판 수지 및 멜라민 수지 등과 같은 다양한 수용성 수지를 이용하여 금속 표면에 코팅하는 방법이 사용되고 있으나, 열에 의하여 코팅막이 열화되거나, 내용제성, 내식성, 밀착성 등에 있어서 많은 문제가 발생하여 실제 적용에 어려움이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1348344호(특허문헌 1)에는 졸-겔 반응에 의하여 생성된 비수용성 나노세라믹을 함유하는 코팅조성물을 금속 표면에 코팅하여 내식성을 부여하는 방법에 관한 것을 기재하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 따른 코팅조성물을 금속표면에 코팅하는 경우, 5% 이하의 염산 환경하에서 우수한 내식성을 보이나, 10% 이상의 고농도, 고부식성의 염산 환경하에서는 그 내식성이 급격하게 저하되는 문제점을 보였다.
한국등록특허 제10-1348344호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 고부식성의 환경하에서 내식성이 우수한 산화물 나노입자가 코팅된 금속의 제조 방법을 제공함에 있다.
또한 본 발명은 상술한 제조 방법을 이용한 산화물 나노입자 코팅 금속을 제공한다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가로 고려될 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 a) 알루미늄계 금속 표면에 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 코팅하는 단계; b) 코팅된 금속을 건조하는 단계; 및 c) 건조된 금속을 150 내지 200℃에서 열처리하는 단계를 포함하며, 상기 c) 단계시, 하기 관계식 1을 만족하며, 하기 수학식 1로 표현되는 무게 감소율이 3.7% 이하인 것을 특징으로 한다:
[관계식 1]
8460 ≤ LMP ≤ 9460
(상기 관계식 1에서, LMP = T(logtr + C) 이고, 여기서 T 는 온도(K), tr 은 시간(hr), C 는 상수 20이다.)
[수학식 1]
((w0 - w1)/w0)Х100
(상기 수학식 1에서, w0는 부식 테스트에 사용된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속의 무게이며, w1는 부식 테스트를 수행한 후 측정된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속의 무게로, 부식 테스트는 상기 산화물 나노입자 코팅 금속을 15% 염산 용액에 담근 후 상온에서 60 분 방치한 후 부식된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속을 회수하여 그 무게를 측정한다.)
삭제
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본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액의 고형분 함량은 10 중량% 이하(0 미포함)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자는 상호 독립적으로 그 평균 입경이 10 nm 이하(0 미포함)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 a) 단계시, a1) 상기 금속을 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에 1 내지 60 mm/min 속도로 하강 또는 상승하고, a2) 상기 금속을 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에서 5 내지 20 초 동안 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 a1) 단계 및 a2) 단계를 일 단위 공정으로 하고, 상기 단위 공정을 10 내지 100 회 수행할 수 있다.
삭제
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 c) 단계시, 불활성 가스, 환원성 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 함유한 분위기에서 수행할 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 고부식성의 환경하에서 내식성이 우수한 코팅 금속재를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 부식이 심한 핵연료 피복관 등에 응용될 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법의 공정 순서도이다.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
고부식성 환경에 금속재를 노출시킬 경우, 산화, 부식 등에 취약하다. 본 출원인은 고부식성 환경하에서 내식성, 내산화성 등이 우수한 금속재를 오랜 기간동안 연구하였다.
본 출원인은 금속 표면에 산화물을 형성하는 경우, 놀랍게도, 고농도의 10% 이상의 염산 용액 내에서 금속의 내식성이 크게 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 특이하게도 금속 표면에 산화물 나노입자가 단순히 건조되어 형성되는 경우 보다, 상기 금속의 재결정화 온도 미만에서 열처리하는 경우 그 내식성이 급격히 향상되는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 a) 금속 표면에 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 코팅하는 단계; 및 b) 코팅된 금속을 열처리하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 b) 단계시, 하기 관계식 1을 만족하는 것을 특징으로 한다:
[관계식 1]
8460 ≤ LMP ≤ 10100
(상기 관계식 1에서, LMP = T(logtr + C) 이고, 여기서 T 는 온도(K), tr 은 시간(hr), C 는 상수 20이다.)
상세하게, 상기 LMP 값이 8460 미만인 경우에는 단순 건조한 경우에 비해 내식성이 크게 향상되지 않으며, 상기 LMP 값이 10100 초과인 경우에는 과도한 열에너지의 인가로 인해 금속 표면과 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 간에 형성된 경계면(boundary)에 크립(creep), 물리적 또는 화학적 변형 등을 가져올 수 있으므로, 오히려 내식성이 크게 저하될 수 있다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법의 공정 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 코팅 단계(S100), 건조 단계(S150) 및 열처리 단계(S200)를 포함할 수 있다.
상기 코팅 단계(S100)는 미리 준비된 금속 표면에 상술한 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 코팅하는 단계를 의미할 수 있다.
여기서, 금속은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 족하다. 구체적인 일 예로서, 상기 금속은 철계 금속, 비철계 금속 등일 수 있다. 보다 구체적인 일 예로서, 상기 금속은 철계 금속 또는 알루미늄계 금속일 수 있다.
또한, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액은 졸 상태 또는 겔 상태일 수 있다. 또한 상기 세리아 및 이트리아 나노입자는 비극성 용매에 분산된 콜로이드 상태일 수 있다. 또한 상기 세리아 및 이트리아 나노입자는 상호 독립적으로 구형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액의 고형분 함량은 10 중량% 이하(0 미포함)일 수 있다. 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액이 상기 고형분 함량의 범주를 만족하는 경우, 상기 금속 표면에 상기 세리아 및 이트리아 나노입자가 균일하게 코팅될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 고형분 함량은 5 중량% 이하, 또는 3 중량% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자는 상호 독립적으로 그 평균 입경이 10 nm 이하(0 미포함)일 수 있다. 상기 세리아 및 이트리아 나노입자가 상기 평균 입경을 만족하는 경우, 반데발스 결합에 의해 상술한 금속표면에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 코팅단계(S100) 시, 코팅 방법으로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이면 족하다. 구체적인 일 예를 들자면, 상기 코팅 방법은 딥(dip) 코팅 방법을 이용할 수 있다.
상세하게, 상기 딥 코팅 방법은 상술한 금속을 상기 혼합액에 1 내지 60 mm/min 속도로 하강 또는 상승하고, 상기 금속을 상기 혼합액에 담근 후 5 내지 20 초 동안 유지할 수 있다.
또한, 상기 딥 코팅 방법은 상기한 딥 코팅 방법을 일 단위 공정으로 하여 상기 단위 공정을 10 내지 100 회 수행할 수 있다. 이에 따라, 상술한 금속 표면 일부 또는 전체에 상기 세리아 및 이트리아 나노입자로 된 코팅층이 형성될 수 있다. 이때, 상기 코팅층의 두께는 대략 10 nm 이하일 수 있다.
다음으로, 건조 단계(S150)에 대해 설명한다.
상기 건조 단계(S150)는 상술한 코팅 단계(S100)에서 코팅된 금속을 건조하여, 상술한 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에 있는 용매를 제거하는 단계를 의미할 수 있다. 이때, 건조하는 방법은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이면 족하며, 건조시 온도는 약 50 내지 100℃ 일 수 있다.
마지막으로, 열처리 단계(S200)에 대해 설명한다.
상기 열처리 단계(S200)는 상술한 건조 단계(S150)에서 건조된 금속을 열처리하여 상술한 세리아 및 이트리아 나노입자를 상기 금속 표면에 결합시키는 단계를 의미할 수 잇다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법에 있어, 상기 열처리 단계(S200) 시, 그 분위기는 불활성 가스, 환원성 가스, 또는 이들의 혼합가스를 함유한 분위기에서 수행할 수 있다.
구체적이고 비한정적인 일 예를 들자면, 상기 불활성 가스는 아르곤, 질소 등을 함유한 가스이며, 상기 환원성 가스는 수소를 함유한 가스를 의미할 수 있다.
또한, 상기 열처리 단계(S200)는 상기한 분위기에서 하기 관계식 1을 만족하는 조건으로 열처리할 수 있다.
[관계식 1]
8460 ≤ LMP ≤ 10100
(상기 관계식 1에서, LMP = T(logtr + C) 이고, 여기서 T 는 온도(K), tr 은 시간(hr), C 는 상수 20이다.)
이와 같이, 본 발명에 따른 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법은 상술한 코팅 단계(S100), 건조 단계(S150) 및 열처리 단계(S200)를 포함함으로써, 하기 관계식 2를 만족할 수 있다:
[관계식 2]
0.001 ≤ (w0 - w1)/w0 ≤ 0.05
(상기 관계식 2에서, w0는 부식 테스트에 사용된 나노입자 코팅 금속의 무게이며, w1는 부식 테스트를 수행한 후 측정된 나노입자 코팅 금속의 무게로, 부식 테스트는 나노입자 코팅 금속을 15% 염산 용액에 담근 후 상온에서 60 분 방치한 후 부식된 나노입자 코팅 금속을 회수하여 그 무게를 측정한다.)
이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
톨루엔 50ml에 계면활성제(소듐 2-에틸헥실 설포서시네이트) 4g을 첨가한 후 상온에서 혼합하였다.
위와는 별도로, 증류수 100g에 질산세륨수화물(Ce(NO3)2·6H2O) 6g과 염화이트륨수화물(YCl3·6H2O) 4g을 첨가한 후 상온에서 혼합하였다.
이후, 혼합된 증류수를 혼합된 톨루엔에 적가하면서 혼합하였다.
다음으로, 혼합된 용액에 포름알데히드 5 ml를 첨가하면서 혼합하여 세리아 나노입자와 이트리아 나노입자가 생성되었다. 이때, 상기 세리아 나노입자와 이트리아 나노입자의 평균입경은 약 2~3nm 이었다.
이후, 세리아 및 이트리아가 생성된 혼합액을 분별용 비커에 넣은 후 24시간 유지하였다. 24시간이 지나면 용액이 비극성층과 극성층으로 나누어지는데, 극성층은 배출하여 폐기하고, 비극성층만 수득하여 본 발명에 따른 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 제조하였다.
이와 같이 제조된 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에 Al 금속을 딥코팅 방법을 이용하여 코팅하였다. 이때, Al 금속은 5 mm/min 속도로 상기 세리아 및 이트리아 혼합액에 하강 또는 상승하고, 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에서 약 15 초 동안 유지하였다. 이러한 딥코팅을 수행한 후 적외선 건조기를 이용하여 건조하였다.
상기한 세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 아르곤 분위기에서 150 ℃로 열처리를 수행하여 최종 산화물 나노입자 코팅 금속을 제조하였다. 상기 열처리 시, 상술한 관계식 1의 LMP 값은 8460 이었다.
실시예 2
세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 아르곤 분위기에서 200 ℃로 열처리를 수행하였고, 상기 열처리 시 LMP 값이 9460 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 아르곤 분위기에서 230 ℃로 열처리를 수행하였고, 상기 열처리 시 LMP 값은 10060 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
실시예 1에 기재된 세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 제조하였으며, 실시예 1에 기재된 열처리는 실시하지 않았다.
비교예 2
세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 아르곤 분위기에서 130 ℃로 열처리를 수행하였고, 상기 열처리 시 LMP 값이 8060 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 3
세리아 및 이트리아 나노입자가 건조된 Al 금속을 아르곤 분위기에서 250 ℃로 열처리를 수행하였고, 상기 열처리 시 LMP 값이 10460 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
측정예
상기 실시예와 비교예에서 제조한 산화물 나노입자 코팅 금속을 1mm×1mm×1mm 크기로 절단한 후 15% 염산에 담궈 하기 수학식 1로 표현되는 무게 감소율을 표 1에 수록하였다.
[수학식 1]
((w0 - w1)/w0)×100
(상기 수학식 1에서, w0는 부식 테스트에 사용된 나노입자 코팅 금속의 무게이며, w1는 부식 테스트를 수행한 후 측정된 나노입자 코팅 금속의 무게로, 부식 테스트는 나노입자 코팅 금속을 15% 염산 용액에 담근 후 상온에서 60 분 방치한 후 부식된 나노입자 코팅 금속을 회수하여 그 무게를 측정한다.)
[표 1]
Figure 112017047375266-pat00001
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. a) 알루미늄계 금속 표면에 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액을 코팅하는 단계;
    b) 코팅된 금속을 건조하는 단계; 및
    c) 건조된 금속을 150 내지 200℃에서 열처리하는 단계를 포함하며,
    상기 c) 단계시, 하기 관계식 1을 만족하며,
    하기 수학식 1로 표현되는 무게 감소율이 3.7% 이하인 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법:
    [관계식 1]
    8460 ≤ LMP ≤ 9460
    (상기 관계식 1에서, LMP = T(logtr + C) 이고, 여기서 T 는 온도(K), tr 은 시간(hr), C 는 상수 20이다.)
    [수학식 1]
    ((w0 - w1)/w0)×100
    (상기 수학식 1에서, w0는 부식 테스트에 사용된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속의 무게이며, w1는 부식 테스트를 수행한 후 측정된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속의 무게로, 부식 테스트는 상기 산화물 나노입자 코팅 금속을 15% 염산 용액에 담근 후 상온에서 60 분 방치한 후 부식된 상기 산화물 나노입자 코팅 금속을 회수하여 그 무게를 측정한다.)
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액의 고형분 함량은 10 중량% 이하(0 미포함)인 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 세리아 및 이트리아 나노입자는 상호 독립적으로 그 평균 입경이 10 nm 이하(0 미포함)인 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 a) 단계시, a1) 상기 금속을 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에 1 내지 60 mm/min 속도로 하강 또는 상승하고,
    a2) 상기 금속을 상기 세리아 및 이트리아 나노입자 혼합액에서 5 내지 20 초 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 a1) 단계 및 a2) 단계를 일 단위 공정으로 하고,
    상기 단위 공정을 10 내지 100 회 수행하는 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 c) 단계시,
    불활성 가스, 환원성 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 함유한 분위기에서 수행하는 것을 특징으로 하는 산화물 나노입자 코팅 금속의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010067239A (ko) * 1999-12-21 2001-07-12 김순택 희토류 산화물이 코팅된 형광체 및 그의 제조방법
KR20130080228A (ko) * 2012-01-04 2013-07-12 공주대학교 산학협력단 세리아와 이트리아를 이용한 금속 산화 방지용 코팅액 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 코팅액

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010067239A (ko) * 1999-12-21 2001-07-12 김순택 희토류 산화물이 코팅된 형광체 및 그의 제조방법
KR20130080228A (ko) * 2012-01-04 2013-07-12 공주대학교 산학협력단 세리아와 이트리아를 이용한 금속 산화 방지용 코팅액 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 코팅액
KR101348344B1 (ko) 2012-01-04 2014-01-08 공주대학교 산학협력단 세리아와 이트리아를 이용한 금속 산화 방지용 코팅액 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 코팅액

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