KR20230095260A - 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 초미세결정립 티타늄 판재 및 이를 포함하는 수전해용 전극 - Google Patents
초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 초미세결정립 티타늄 판재 및 이를 포함하는 수전해용 전극 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은, 티타늄 판재를 준비하는 단계; 상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행되며, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 수행될 수 있다.
Description
본 발명은 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법, 구체적으로 내식성이 우수한 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 초미세결정립 티타늄 판재 및 이를 포함하는 수전해용 전극에 관한 것이다.
티타늄은 우수한 내식성으로 전극 등의 용도에 이용되고 있으나, 표면의 절연성 혹은 부동태 TiO2 막으로 인하여 통전재로서의 성능이 열화되는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여 티타늄 표면에 금, 백금 등의 귀금속 피막을 형성하여 내식성을 확보하고 도전성을 향상시키는 방법이 제안되었다.
그러나 귀금속 피막을 형성하는 경우에는 비용이 매우 증가하는 문제가 있고, 티타늄의 산화 피막에 있어서는 도전성 및 내식성이 불충분하기 때문에 가혹한 환경 하에서 사용하는 부재로서 적용할 수 없는 문제가 있다.
따라서 내식성에 특히 우수하고 가혹한 부식 환경 하에서도 사용 가능한 티타늄 판재의 제조방법이 요구되는 실정이다.
본 발명은 내식성이 우수하고, 가혹한 부식 환경 하에서도 사용 가능한 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 수전해용 전극의 부재로서 활용시 유용한 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법으로 제조된, 결정립도가 우수한 티타늄 판재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 티타늄 판재를 부재로서 포함하는 수전해용 전극을 제공하고자 한다.
본 발명은 티타늄 판재를 준비하는 단계; 상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행되며, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 수행되는 것인, 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 평균 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재를 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 초미세결정립 티타늄 판재를 부재로서 포함하는 수전해용 전극을 제공한다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은 연속 소둔 산세라인을 이용함으로써 내식성에 특히 우수하고, 가혹한 부식 환경 하에서도 사용 가능한 초미세결정립 티타늄 판재를 제조할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법으로 제조된 초미세결정립 티타늄 판재는 평균 결정립도가 크기 때문에 내식성이 우수한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재는 수전해용 전극의 부재로서 유용하게 적용 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재를 부재로서 포함하는 수전해용 전극은 내식성이 우수한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시형태에 따라 제조된 초미세결정립 티타늄 판재 표면의 광학현미경 이미지이다.
도 2는 종래의 방법에 따라 제조된 티타늄 판재 표면의 광학현미경 이미지이다.
도 2는 종래의 방법에 따라 제조된 티타늄 판재 표면의 광학현미경 이미지이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
<초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법>
본 발명의 한 양태는, 티타늄 판재를 준비하는 단계; 상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행되며, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 수행되는 것인, 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은 연속 소둔 산세 라인을 이용함으로써 상대적으로 평균 결정립도가 크고, 내식성이 우수한 초미세결정립 티타늄 판재를 제조할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 있어서, “평균 결정립도”는 화상 분석기(Imager Analyzer)를 이용하여 측정된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은 티타늄 판재를 준비하는 단계를 포함한다.
상기 티타늄 판재는 순티타늄 판재를 일컬을 수 있으며, 상기 순티타늄이란 ASTM 규격상 Fe 2000ppm 이하, O 1800ppm 이하이다.
본 명세서에서 순티타늄 판재는 Fe 250~500ppm, 및 O 250~400ppm을 포함한다.
상기 티타늄 판재는 열간압연 및 냉간압연된 것일 수 있다.
예컨대, 상기 티타늄 판재는 티타늄 잉곳을 분괴 단조 또는 압연하여 티타늄 슬라브(slab)를 제조한 후 상기 티타늄 슬라브를 가열 및 열간압연하여 얻은 열연코일을 냉간압연한 것일 수 있다.
상기 티타늄 슬라브를 가열 및 열간압연하는 공정은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 900℃ 이상에서 가열한 슬라브를 변태 온도 이하의 온도, 예컨대 850 내지 890℃의 온도범위에서 압연하여 두께 3 내지 4mm 정도의 박판 열연코일을 얻을 수 있다.
본 실시예에서 상기 티타늄 판재는 냉간 압연기를 이용하여 열간 압연 후 두께 3 내지 4mm 정도인 판재를 최종 두께 0.4mm 내지 0.6mm까지 냉간 압연하여 얻어진 냉연 강판일 수 있다.
본 발명에 있어서, 각 압연의 압하율 등을 한정하지는 않는다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은, 상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하며, 상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행된다.
이론에 의해 제한되는 것을 바라지는 않으나, 티타늄의 수용액내에서 반응은 금속 표면의 불균일성때문에 양극부위와 음극부위가 형성되어 국부전지 작용에 의해 전기화학적 부식이 진행된다. 즉, 티타늄의 부식반응은 티타늄의 산화반응과 용액 내의 환원반응으로 구성되며, 환원반응은 용액 내에 존재하는 용존산소의 환원 반응과 수소이온의 환원에 의한 수소 발생 영역으로 구분된다.
티타늄의 내식성은, 결정립 크기, 전위밀도, 집합조직, 제2상의 분포와 분율 등과 같은 미세구조 인자들에 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 결정립의 크기는 수용액 내에서의 금속 표면 불균일성에 직접 영향을 끼치므로 중요한 요소이다.
통상의 순티타늄 냉간 압연재는 진공소둔 공정(VAF)을 통하여 소재 내의 잔류 응력을 제거하는데, 이때의 온도는 약 500 내지 600℃이고, 유지시간은 50시간 이상이다. 이러한 진공소둔 공정에 의한 재결정의 평균 결정립도(GSN)는 약 4 내지 7로 구성되는데, 결정립도가 7 이하인 경우 표면 오렌지 필(orange feel)을 야기하여 이로 인한 표면 요철이 육안으로 식별 가능할 정도로 표면이 거칠어지는 문제가 있다. 따라서 큰 결정립을 갖는 티타늄 표면의 귀금속 피막은 내식성 불충분을 야기하는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법은, 미세결정립을 형성시키기 위해 연속 소둔 산세 라인(AP)을 이용하여 연속적으로 소둔 및 탈스케일을 실시함으로써, 큰 결정립도를 가지고, 내식성이 우수한 초미세결정립 티타늄 판재를 얻을 수 있는 이점이 있다.
상기 소둔은 소둔로에서 이루어질 수 있으며, 상기 소둔로는 일반적으로 탄화수소 가스를 연료로 하는 터널형 연소 가열로일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 소둔은 티타늄의 재결정 온도 이상의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 1분 이하로 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 650℃의 온도에서 20초 이상 40초 이하로 수행되는 것일 수 있다.
요컨대, 상기 티타늄 판재가 상기 소둔로를 통과하는 동안의 온도는 티타늄의 재결정 온도 이상인 600 내지 750℃일 수 있고, 반응 시간은 20초 이상 1분 이하일 수 있다.
상기 소둔 처리하는 단계가 상기 온도 및 상기 시간 범위를 만족하는 경우 공정 시간이 단축되면서도 결정립도가 우수한, 구체적으로 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재를 얻을 수 있으므로 상기 범위 내로 수행하는 것이 바람직하다.
상기 소둔 처리된 상기 티타늄 판재는 연속적으로 산세 처리된다. 상기 산세 처리는 상기 소둔 공정 중 상기 티타늄 판재의 표면에 생성되는 스케일의 제거를 위하여 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 산세 처리하는 단계는, 상기 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 알칼리 용융염욕에서 1차 처리하는 단계; 및 1차 처리된 상기 티타늄 판재를 질산 및 불산을 포함하는 혼합 산세액으로 2차 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 산세 처리는 상기 소둔 공정 중 상기 티타늄 판재의 표면에 생성된 스케일의 제거를 위하여 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 알칼리 용융염욕은 NaOH 및 Na2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 용융염욕이 NaOH 및 Na2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 경우 상기 티타늄 판재의 표면에 생성된 스케일의 제거가 더욱 용이하므로 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 알칼리 용융염욕은 NaNO3 및 KNO3로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 산화제를 더 포함할 수 있다. 예컨대 상기 알칼리 용융염욕은 NaOH를 주성분으로 하고, NaNO3, KNO3 등의 산화제를 더 포함한 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 알칼리 용융염욕은 450 내지 500℃일 수 있다. 상기 알칼리 용융염욕의 온도가 상기 범위 내인 경우 산세 처리가 우수하면서도 공정적인 비용 및 시간을 줄일 수 있어 바람직하다.
상기 알칼리 용융염욕에서의 처리 시간은 당업자가 적절히 조절하여 사용 가능하다.
1차 처리된 상기 티타늄 판재는 질산 및 불산을 포함하는 혼합 산세액에서 2차 처리될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 질산의 농도는 5 내지 6 중량%일 수 있다.
상기 질산의 농도가 상기 범위 내인 미려한 표면의 초미세결정립 티타늄 판재를 제조할 수 있는 이점이 있으므로 상기 범위 내로 만족하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 불산의 농도는 0.5 내지 1 중량%일 수 있다.
상기 불산의 농도가 상기 범위 내인 경우 산세 처리가 우수하여 미려한 표면, 구체적으로 표면조도가 0.4㎛ 이하인 초미세결정립 티타늄 판제를 제조할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 “표면조도”는 조도기를 사용하여 측정된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 혼합 산세액의 온도는 30 내지 40℃일 수 있다. 상기 혼합 산세액의 온도가 상기 범위 내인 경우 산세성이 우수하고, NOx가 과다 발생되는 문제를 억제할 수 있으며, 표면 스케일 제거 및 우수한 기계적 특성의 부여가 가능하므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산세 처리하는 단계는 필요에 따라 2회 이상 포함될 수도 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 산세 처리하는 단계 이후에 상기 티타늄 판재의 표면 잔류 스케일 및 오염물을 제거하기 위하여 수세하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수세는 나일론 브러쉬 롤 및 고압 수세조를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 수세하는 단계를 거친 상기 티타늄 판재는 건조됨으로써 최종적으로 미려한 표면, 구체적으로 표면조도가 0.4㎛ 이하인 초미세결정립 티타늄 판재로 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 초미세결정립 티타늄 판재는 결정립도가 7 내지 12일 수 있으며, 구체적으로 8 내지 12, 더욱 구체적으로 11 내지 12일 수 있다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재는 평균 결정립도가 7 내지 12를 만족함으로써 내식성에 특히 우수해 가혹한 부식 환경 하에서도 사용 가능하기 때문에 수전해용 전극의 부재로서 유용하게 적용 가능하다.
<초미세결정립 티타늄 판재>
본 발명의 다른 양태는, 평균 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 다른 양태는, 전술한 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법으로 제조되고, 평균 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재에 관한 것이다.
더욱 구체적으로 본 발명의 다른 양태는, 티타늄 판재를 준비하는 단계; 상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행되며, 상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 수행되는 것인, 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법으로 제조되고, 평균 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재는 연속 소둔 산세 라인을 이용하여 연속적으로 소둔 및 탈스케일이 실시되었기 때문에 평균 결정립도가 매우 큰 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 초미세결정립 티타늄 판재는 부식 전류 밀도 값이 30㎂/cm2 이하일 수 있고, 구체적으로 20㎂/cm2 이하, 더욱 구체적으로 17㎂/cm2 이하일 수 있다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재는 내부식성이 높기 때문에, 특히 수전해 전극에 유용하게 적용 가능한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 초미세결정립 티타늄 판재는 상기 평균 결정립도가 8 내지 12일 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 초미세결정립 티타늄 판재는 평균 결정립도가 11 내지 12일 수 있다.
본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재는 연속 소둔 산세 라인으로서, 고온 단시간 열처리를 통하여 제조되었기 때문에 상대적으로 평균 결정립도가 큰 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시예는 전술한 초미세결정립 티타늄 판재를 부재로서 포함하는 수전해용 전극에 관한 것이다. 상기 수전해용 전극은 본 발명에 따른 초미세결정립 티타늄 판재를 부재로서 포함하기 때문에 내부식성이 매우 우수한 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 “%” 및 “부”는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 및 비교예
실시예 1
티타늄 판재(포스코社 소재)를 600℃의 온도, 반응시간(유지시간) 20초로 진공소둔처리 하여 초미세결정립 티타늄 판재를 제조하였다.
실시예 2
소둔 온도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 초미세결정립 티타늄 판재를 제조하였다.
비교예 1
티타늄 판재 (포스코社 소재)를 500℃의 온도, 반응시간(유지시간) 180,000초로 진공소둔로를 이용하여 소둔 처리하였다.
진공소둔에서는 코일을 로에 장입한 후에 10-5torr 또는 이보다 높은 수준의 진공이 되도록 하고 불활성 가스인 아르곤가스로 치환하여 소둔 종료시까지 분위기를 유지한다. 진공소둔의 경우에는 진공 분위기 또는 불활성가스 분위기에서 소둔을 완료하는 공정으로 소둔 후에는 별도의 산화층 제거를 위한 공정이 없다.
비교예 2
소둔 온도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 티타늄 판재를 제조하였다.
| 구분 | 소둔온도(℃) | 유지시간(sec) | 평균 결정립도 | Corrosion current density(㎂/cm2) | Corrosion potential(V) |
| 비교예1 | 500 | 180,000 | 6 | 31.5 | -0.719 |
| 비교예2 | 550 | 180,000 | 5 | 32.5 | -0.719 |
| 실시예1 | 600 | 20 | 12 | 15.4 | -0.715 |
| 실시예2 | 650 | 20 | 11 | 16.8 | -0.715 |
실험예
(1) 결정립도
실시예 및 비교예에 따라 제조된 티타늄 판재의 평균 결정립도를 광학 촬영 후 화상 분석기(Imager Analyzer)로 분석하여 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 티타늄 판재의 표면을 광학 촬영기를 이용하여 측정한 후 그 결과를 도 1 및 2에 각각 나타내었다.
(2) 부식특성
실시예 및 비교예에 따라 제조된 티타늄 판재의 부식 시험은 potentiostat/galanostat(GAMRY series, type G300) 부식시험기를 이용하여 실온의 1몰 H2SO4 용액 조성에서 행하였다.
실험 전 아르곤 가스 분위기 하에서 1시간동안 교반하여 용존산소의 영향을 최소화하였다.
표준전극으로 포화 감흥전극(saturated calomel electrode, SCE)을 사용하였고, 보조전극으로는 탄소 막대봉을 사용하였다.
부식 속도는 부식 전후의 무게 변화를 측정하여 환산하여 얻었으며, 부식 속도 측정용 시편은 길이 10 mm 폭 10 mm의 크기를 갖도록 제작하여 사용하였으며, 25도의 온도로 유지된 부식 셀에 1200시간 동안 침지 전·후의 무게변화를 측정하여 부식속도를 산출하였다.
부식속도 산출 결과, 실시예 1의 무게감량은 0.78g/m2h, 비교예 1의 무게감량은 0.85g/m2h 였다.
표 1을 살펴보면, 부식 전류 밀도 값은 미세결정립인 실시예의 경우 비교예보다 향상되었음을 확인할 수 있다. 즉, 미세구조의 조대화는 부식특성을 저해함을 알 수 있다. 티타늄과 같이 안정한 표면 절연성막을 형성하는 경우 아결정립의 형성에 의한 결정립 미세화는 표면 절연성 핵생성 자리의 증가에 기인하여 부식전위 값이 증가하고 양극의 용출속도를 감소시킬 수 있다.
또한, 도 1을 참고하면 실시예 1에 따라 제조된 초미세결정립 티타늄 판재의 경우 약 11 내지 12의 평균 결정립도를 나타내는 반면, 비교예 1에 따라 제조된 티타늄 판재의 경우 약 5 내지 6의 평균 결정립도를 나타낸다.
티타늄의 경우 소재 내에 내재된 응력과 전위 등에 의해 우선방위의 변화가 발생할 수 있다. 표면 방위가 (002)의 경우 (100) 및 (101)면 보다 조밀 면으로 가장 낮은 표면 에너지를 가지므로 부식 용액에서 노출된 표면에 평행한 (002) 면이 느린 속도로 용출될 수 있어 높은 부식 저항성을 가지게 된다. 도 1 및 2를 참고하면, 표면 우선방위는 모두 (002)로 관찰되었으며, 이로부터 미세결정립이 부식특성을 향상시키는 인자임을 확인하였다.
Claims (16)
- 티타늄 판재를 준비하는 단계;
상기 티타늄 판재를 소둔 처리하는 단계; 및
소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 산세 처리하는 단계;를 포함하고,
상기 소둔 처리하는 단계 및 상기 산세 처리하는 단계는 연속적으로 수행되며,
상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 수행되는 것인,
초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 초미세결정립 티타늄 판재는 평균 결정립도가 7 내지 12인 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 산세 처리하는 단계는,
상기 소둔 처리된 상기 티타늄 판재를 알칼리 용융염욕에서 1차 처리하는 단계; 및
1차 처리된 상기 티타늄 판재를 질산 및 불산을 포함하는 혼합 산세액으로 2차 처리하는 단계;
를 포함하는 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 750℃의 온도에서 20초 이상 1분 이하로 수행되는 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제4에 있어서,
상기 소둔 처리하는 단계는 600 내지 650℃의 온도에서 20초 이상 40초 이하로 수행되는 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 알칼리 용융염욕은 NaOH 및 Na2CO3로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 알칼리 용융염욕은 NaNO3 및 KNO3로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 산화제를 더 포함하는 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 알칼리 용융염욕은 450 내지 500℃인 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 질산의 농도는 5 내지 6 중량%인 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 불산의 농도는 0.5 내지 1 중량%인 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 제3항에 있어서,
상기 혼합 산세액의 온도는 40 내지 50℃인 것인 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법. - 평균 결정립도가 7 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재.
- 제12항에 있어서,
상기 초미세결정립 티타늄 판재는 부식 전류 밀도 값이 30㎂/cm2 이하인 것인 초미세결정립 티타늄 판재. - 제12항에 있어서,
상기 평균 결정립도가 8 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재. - 제14항에 있어서,
상기 평균 결정립도가 11 내지 12인 초미세결정립 티타늄 판재. - 제12항에 따른 초미세결정립 티타늄 판재를 부재로서 포함하는 수전해용 전극.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210184553A KR20230095260A (ko) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 초미세결정립 티타늄 판재의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 초미세결정립 티타늄 판재 및 이를 포함하는 수전해용 전극 |
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