녹이 슬지 않고 싶은 장면에서 사용할 부품의 재료 선정 시 항상 같은 재료를 선택하지 않았나요?
방청은 재료 유지 보수에 드는 비용 절감이나 내구성 저하로 수명이 짧아지는 것을 막는 중요한 요소입니다. 방청에는 녹이 잘 슬지 않는 금속을 사용하거나 금속 표면에 피막을 형성하는 방청 처리를 하거나 여러 가지 방법이 있습니다.녹이 잘 슬지 않는 금속과 방청 처리의 종류를 해설하고, 방청으로 특히 추천하는 재료 9가지의 특징과 차이점, 주의점을 소개합니다.
비용과 납기 이외의 점도 참고해서 선정해 보세요!
목차
녹이 자주 발생하는 금속과 녹이 잘 발생하지 않는 금속
금속은 기본적으로 녹이 발생하지만, 금속의 종류에 따라 녹이 더 자주 발생하는 소재가 있습니다. 또한 금속의 녹이 발생 하는 것은, 예를 들어 비가 맞는 장소나 해수가 걸리는 장소 등, 환경에 따라서도 크게 변화합니다.
녹이란 금속이 공기 중의 산소와 결합하여 산화한 것
금속은 물에 닿으면 이온화 되어 산소와 반응하기 쉬운 상태가 됩니다. 그리고 공기 중의 산소와 결합하여 산화가 시작됩니다. 즉, 금속의 녹이 발생하는 것은, 이온화 용이성(이온화 경향)에 의해서 좌우되는 것입니다. 고등학교의 화학 등에서도 배우는 금속의 이온화 경향을 그림으로 하면 다음과 같습니다. 즉 기본적으로는 리튬이나 칼륨 같은 이온화 경향이 높은 금속일수록 녹이 잘 슬고, 금이나 백금 등 이온화 경향이 낮은 금속일수록 녹이 잘 슬지 않습니다.
녹슬지 않는 금속의 3가지 패턴
기본적으로 금속은 녹이 잘 슬지만 이온화 경향 뿐만 아니라 금속의 성질에 따라 녹이 덜 발생할 수 있습니다. 일반적으로 ‘녹슬지 않는다’ 라고 하는 상태에도 3가지 패턴이 있습니다.각각의 패턴은 다음과 같습니다.
- 녹슬지 않는 금속 (금, 백금)
원래 이온화 경향이 낮기 때문에 금속 자체가 녹슬지 않습니다. 이러한 금속은 귀금속이라고 불립니다. 녹이 슬지는 않지만 단가도 비싸기 때문에 사용에 주의가 필요합니다. - 부동태 피막을 표면에 만드는 금속(알루미늄, 티타늄, 니켈, 스테인리스 등)
부동태 피막이란 산화 피막이라고도 하며 녹슨 금속에 의해 만들어집니다. 알루미늄이나 티타늄 등의 금속은 공기 중의 산소에 닿으면 매우 치밀하고 얇은 산화 피막을 표면에 생깁니다. 이 산화 피막은 산소나 산 등의 다른 원소와 반응하기 어려운 성질을 가지고 있기 때문에 부동태라고 불리며 안의 금속을 지키는 층이 됩니다. 긁힘 등에 의해 부동태 피막이 제거되어도 노출된 내부 표면이 바로 부동태 피막을 형성하기 때문에 결과적으로 녹이 잘 슬지 않는 금속이 됩니다. 스테인리스가 녹슬지 않는 것은 철에 첨가된 크롬이 부동태 피막을 만들기 때문입니다. - 녹이 보호막이 되는 금속(구리, 아연)
산화한 금속의 표면이 내부를 보호한다는 의미에서는 부동태 피막을 만드는 금속과 구조는 비슷합니다. 그러나 산화에 의해 형성된 피막은 부동태 피막 만큼의 강도를 갖지 않는 것이 여기에 해당합니다. 예를 들어 10엔 동전의 칙칙한 갈색 색조는 산화 구리 색이지만, 이 피막은 식초와 같은 산에 의해 간단히 제거되어 버립니다. 또 피막이 제거된 후에 다시 피막을 걸치기까지는 조금 시간이 걸립니다. 흑피재의 흑피도 이 보호막에 해당합니다.
금속을 쉽게 녹슬지 않게 하는 방청 처리의 종류
쉽게 녹이 슬 수 있는 금속을 공업적으로 사용하기 위해서는 녹이 잘 슬지 않도록 처리해야 합니다.이 처리를 방청 처리라고 합니다. 가장 많이 사용되는 방청 처리는 금속 표면에 별도로 피막을 형성해 금속이 공기 중의 산소나 물에 닿지 않게 하는 방법입니다. 피막에 의한 방청은 피막의 재질에 따라 유기 피막과 무기 피막으로 분류됩니다.
유기 피막에 의한 방청
대표적인 유기 피막은 도장입니다. 또한 기름을 도포하거나 도선처럼 고무나 플라스틱 피막으로 덮거나 하는 것도 유기 피막에 의한 방청입니다.
무기 피막에 의한 방청
대표적인 무기피막은 도금입니다.도금이란 금속재료의 표면에 다른 금속의 피막을 형성하는 방법으로, 예를 들어 크롬처럼 부동태 피막을 만드는 금속이나 아연처럼 안의 금속보다 먼저 녹이 슬어 내부를 보호하는 성질을 가진 금속 등이 사용됩니다.
또한 화성 처리도 많이 사용됩니다. 약제에 의해 산화되기 어려운 피막을 형성하는 방법으로 크로메이트 처리나 알루마이트 등이 이에 해당합니다.
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