[논문 리뷰] Surface and Mechanical studies of Bismaleimide coatings

A. S. Bhattacharyya, D.R. Paul외 2명|arXiv (Cornell University)|2015. 09. 03.

Tribology and Wear Analysis참고 문헌 5인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 알루미늄 및 마일드 스틸 기반재에 대한 고온 보호를 위한 비스마레일라미드(BMI) 코팅의 성능을 조사하며, 표면 및 기계적 성질을 평가한다. XRD, 접촉각 측정 및 Ringer 용액에서의 부식 시험을 통해 연구는 BMI 코팅이 결정구조를 가지며, 수성성 표면 특성을 띠고 있으며, 효과적인 부식 억제 성능을 보임을 입증한다. 주요 결과로는 금속 기반재에 대한 보호성과 부착력 향상이 확인되었다.

ABSTRACT

Bismaleimide (BMI) resins are a new breed of thermosetting resins used mainly for high temperature applications and have major usage in aerospace. BMI polymer coatings were deposited on aluminum and mild steel substrates. The effect of corrosion on mild steel and aluminum by Ringers Solution and there protection using BMI coatings were observed. X-ray diffraction studies showed crystalline nature of the BMI coatings. Surface contact angle measurements were carried out using goniometer.

연구 동기 및 목표

• 알루미늄 및 마일드 스틸 기반재에 도포된 비스마레일라미드(BMI) 코팅의 표면 및 기계적 성질을 평가하기 위해.
• Ringer 용액 환경에서 BMI 코팅의 부식 보호 성능을 평가하기 위해.
• X선 회절 및 접촉각 측정을 통해 BMI 코팅의 결정구조 및 표면 습윤성 특성을 분석하기 위해.
• 부식 조건 하에서 기반재의 내구성을 향상시키는 데 BMI 코팅의 효과를 규명하기 위해.
• 코팅 미세구조와 보호 성능 간의 상관관계를 설정하기 위해.

제안 방법

• 제어된 공정을 통해 알루미늄 및 마일드 스틸 기반재에 BMI 수지 코팅을 도포하였다.
• BMI 코팅의 결정성 특성을 확인하기 위해 X선 회절(XRD) 분석을 수행하였다.
• 기하학적 측정기(goniometer)를 이용해 표면 접촉각 측정을 수행하여 수성성 및 표면 에너지 수준을 평가하였다.
• 코팅 및 비코팅 기반재를 Ringer 용액에 노출시어 부식 환경을 시뮬레이션 하였다.
• 코팅 및 비코팅 시료 간의 부식 속도 및 부식 패턴을 비교 분석하였다.
• 형상 및 구조적 평가를 통해 인터페이스 부착력 및 코팅의 구조적 안정성을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 BMI 코팅의 결정구조가 기계적 성능 및 보호 성능에 미치는 영향는 어떠한가?
• RQ2 BMI 코팅은 Ringer 용액에서 알루미늄 및 마일드 스틸의 부식 속도를 어느 정도 감소시키는가?
• RQ3 BMI 코팅의 표면 습윤성은 무엇이며, 이는 부착력 및 부식 저항성과 어떻게 관련이 있는가?
• RQ4 코팅 두께 및 균일성은 BMI 코팅의 보호 효율성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 부식 조건 하에서 BMI 코팅과 금속 기반재 간의 인터페이스 안정성은 어떠한가?

주요 결과

• X선 회절(XRD) 분석을 통해 BMI 코팅이 결정구조를 가지며 확인되었다.
• 표면 접촉각 측정 결과, 수성성 특성이 나타나 표면 에너지가 양호하고 물을 밀어내는 잠재력이 있음을 시사하였다.
• Ringer 용액에서 알루미늄 및 마일드 스틸 기반재에 도포된 BMI 코팅이 부식 속도를 크게 감소시켰다.
• 코팅 처리된 마일드 스틸 및 알루미늄 기반재는 비코팅 대조군 대비 뚜렷한 부식 저항성을 보였다.
• 코팅은 양호한 부착력과 구조적 안정성을 보였으며, 고온 및 부식 환경에서의 적용 가능성을 뒷받침하였다.
• 본 연구는 BMI 코팅이 공격적인 환경에서 금속 기반재의 내구성을 향상시키는 데 효과적임을 확인하였다.