In this study, aluminum surface with superior corrosion resistance and hydrophobic properties was prepared by simple and low cost method. Aluminum surfaces were fabricated by hydrochloric acid etching, hydrogen peroxide passivation, and stearic acid modification treatment. The hydrogen peroxide treatment increased the amount of oxygen on the oxide layer of aluminum surface and improved the corrosion resistance. A rough and hierarchical structure was formed on aluminum surface by hydrochloric acid etching, and the alkyl chain of stearic acid was chemically grafted onto the aluminum surface, which changes the hydrophilic surface to hydrophobic. The hydrophobic properties of aluminum were analyzed by measuring the water contact angle, and the results showed that the water contact angle increased significantly to 143˚compared to that of the untreated specimen. Finally, corrosion resistance of fabricated aluminum surface was analyzed by potentiodynamic test and electrochemical impedance spectroscopy in sea water condition. As a result, corrosion resistance of the aluminum modified with hydrogen peroxide and stearic acid was improved 25 times compared to untreated specimens in a sea water environment.
본 연구에서는 알루미늄 표면에 염산 에칭과 과산화수소 부동태화 처리, 스테아르산 침지를 통해 내식성이 우수하고 소수성의 성격을 가지는 알루미늄을 제조하였다. 소수성 표면은 연잎이 물에 젖지 않는 ‘연잎 효과’를 이용하여 연잎 표면에 존재하는 돌기와 그 소수성 성분을 각각 염산 에칭과 스테아르산 침지를 통해 알루미늄 표면에 그 특성을 구현하였다. 3 M 염산용액에 알루미늄을 20분간 침지한 결과 약 22 μm 높이의 돌기가 형성되었고, 스테아르산의 탄화수소 사슬이 알루미늄 표면과 화학적으로 결합하여 친수성 표면을 소수성 표면으로 변화시켰다. 알루미늄의 소수성은 물방울의 알루미늄 표면 접촉각을 측정하여 분석하였으며, 그 결과 접촉각은 무처리 시편의 56˚에서 143˚로 현저히 증가한 것으로 나타났다. 과산화수소 용액은 알루미늄 표면과 접촉 시 물과 산소로 쉽게 분해되었으며, 발생한 산소로 조성된 산화성 분위기는 알루미늄 표면에 치밀한 산화피막을 형성시켰다. 최종적으로 제조된 알루미늄 표면의 내부식성은 해수 조건에서의 분극 실험 및 전기 화학적 임피던스 측정에 의해 분석되었다. 결과적으로, 가공된 알루미늄은 해수 환경에서 무처리 시편에 비해 내식성이 25배 향상되었고, 산화피막과 소수성 특성에 의해 임피던스 값이 28배 증가하였다.
