아노다이징(AnodizingProcess)이란 무엇인가?
아노다이징(양극산화법)은 이름 그대로 알미늄 부품을 전해액에서 양극으로 하고 통전하면 양극에 발생하는 산소에 의해서 알미늄면이 산화되어 산화 알미늄(Al2O3)의 피막이 생기게 된다.
이 피막은 대단히 단단하고,내식성이 크며 극히 작은 유공성,섬유상이 되어 여러가지 색으로 염색을 할 수 있어,내식.내마모성의 실용성과 미관상의 처리가 많다.
일본에서는 직교류를 이용한 수산법으로 많이 행하여져서 알루마이트(Alumite)라고 부르며 우리나라 및 구미에서는 직류 유산법, 원명인 아노다이징(Anodizing)이라 부르게 되었다.
일반적으로 행해지는 아노다이징은 유산(황산법)법으로 유산농도가 15~20(wt %) 연질인 경우에서는 20~30 ℃ 범위에서 고루 사용되고 있으며 전압은 DC13 ?15 V 이내가 가장 많이 사용된다.
경질인 경우에는 온도가 0~ -5 ℃ 에서 말기에는 40V이상 행해질 수 있다는 것을 염두에 두어야 한다. 초기에는 수동으로 2V씩 상승시켜 가다가 (안정기) 일정시간이 지나면 자동으로 콘트롤할 수 있다.
이것은 초기에는 안정기를 거쳐 말기가 되면 표면적에 부도체 상태가 되면서 전압은 상승하고 전류는 어느 수준까지 감소하는 것을 의미한다.
탱크는 양쪽으로 -극이 형성되며 -는 납판으로 가장 많이 사용하며 순도가 좋은 알미늄판을 사용할 수 있다.
+ 극은 물론 알미늄 제품이 걸리는 것은 두말할 나위가 없다.
아노다이징(anodizing) 피막의 생성원리
양극산화 피막도 전해의 일정이므로 Faraday의 법칙을 따르게 된다.
그러나 공업적 양극산화법에 사용하는 전해액은 전부 산화 알미늄을 용해하는 성질을 가지고 있으므로 산화피막 생성의 전류 효율은 100%로 될수가 없다. Faraday의 법칙에 따르면 1㎠ 의 양극 알미늄에 1A.min(分)의 Al2
O3로서 다음의 중량만큼 생성된다.
2Al + 3O3 = A/2O3 2 * 3 가 = 6F 27 * 2 + 16 * 3 = 102
즉, 6Faraday에 대해 A/2 O3가 102g 생성하므로 60초간에는 (102 * 60 ) / (6*96.494 ) = 0.1057g = 10.57 mg
만일 Al2 O3 의 피막의 밀도가 3.1 이라 하면 (0.01057) / (3.1) = 3.14 * 10-3 Cm = 341 마이크로론이 된다. 또한 알미늄의 산화에 의한 감소는,Al의 비중이 2.7 이므로 (27 * 60) / (3*2.7*96494) = 2.07 * 10-3 Cm = 20.7 이 된다.
만일 피막이 가수(加水)되어 Al2O3 . H2O 또는 A100H 로 된다고 가정하고 3.1의 밀도를 가지게 되면 1 ㎠ 당 1A.min의 전기량에 대해 39.7μ 가 되는 셈이 된다. 그러나 이것은 이상적인 경우이며,설계와는 대단한 거리가 있는 것을 알 수 있다.
