KR101267023B1 - Metal manifold comprising plasma electronic oxidation layer - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관은, 금속배관으로서, 상기 금속배관의 표면은 플라즈마전해산화법에 의한 산화피막이 형성되는 것을 특징으로 한다.The metal pipe including the plasma electrolytic oxide film according to the present invention is a metal pipe, and the surface of the metal pipe is characterized in that the oxide film is formed by the plasma electrolytic oxidation method.
본 발명에 의해, 수료연료와 혼합된 공기에 장시간 노출되어도 금속배관의 부식 및 박리가 방지될 수 있으며, 또한 금속배관의 무게를 가볍게 하면서도 우수한 표면 특성을 발휘할 수 있다.According to the present invention, corrosion and peeling of the metal pipe can be prevented even when exposed to air mixed with the finished fuel for a long time, and the weight of the metal pipe can be lightly exerted and excellent surface properties can be exhibited.
또한, 금속배관 코팅층의 두께를 얇게 형성하면서도 기계적 및 열충격에 강하며 또한 친환경적 제조가 가능하다.In addition, while forming a thin thickness of the metal pipe coating layer, it is resistant to mechanical and thermal shocks and is also environmentally friendly.
플라즈마, 산화피막, 배관 Plasma, anodized, piping
Description
본 발명은 금속배관에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소 연료를 이용하는 자동차의 수소 공기 공급관으로 이용되는 금속배관으로서, 수소 연료 및 공기에 장시간 노출되어도 부식, 박리가 일어나지 않으며 전기절연성을 유지할 수 있는 금속관에 관한 것이다.The present invention relates to a metal pipe, and more particularly, to a metal pipe used as a hydrogen air supply pipe of a vehicle using hydrogen fuel, a metal pipe that can maintain electrical insulation without corrosion and peeling even when exposed to hydrogen fuel and air for a long time. It is about.
연료전지는 발전용 스택에 수소 등의 원료를 공급하여 공기중의 산소와 반응시켜 전기를 직접 생산하는 기술로서 열효율이 80%에 이르며, 별다른 환경오염물질을 배출하지 않는 발전 장치로서 응용 확대가 기대되고 있다. Fuel cell is a technology that directly produces electricity by supplying raw materials such as hydrogen to the power generation stack and reacting with oxygen in the air. The thermal efficiency reaches 80%. It is expected to expand its application as a power generation device that does not emit environmental pollutants. It is becoming.
발전 방식은 용융탄산염 방식, 고체전해질방식, 고분자분리막 방식 등 여러 종류가 제안되고 있으며, 고분자분리막 방식의 경우 작동 온도가 70℃ 정도로 상대적으로 낮아, 가정용이나 자동차 등의 수송용으로 적합한 것으로 평가되고 있다.Various types of power generation methods have been proposed such as molten carbonate method, solid electrolyte method, and polymer membrane method, and the polymer membrane method has a relatively low operating temperature of about 70 ° C, which is considered to be suitable for transporting homes or automobiles. .
종래, 아노다이징 기술이 금속 표면에 산화피막을 형성시키기 위하여 15V내외의 낮은 전압을 사용하는데 비하여, 플라즈마 전해 산화법(PEO : Plasma Electronic Oxidation)은 350V~600V 부근의 높은 전압을 사용하여 금속의 표면에 산화피막을 형성시키는 기술로서, 금속과 산화피막 사이의 계면접합력을 현저히 향상시킬 수 있는 기술이다. Conventionally, anodizing technology uses a low voltage of about 15V to form an oxide film on a metal surface, whereas plasma electrooxidation (PEO) uses a high voltage around 350V to 600V to oxidize the metal surface. As a technique for forming a film, it is a technology that can significantly improve the interfacial bonding force between a metal and an oxide film.
연료전지 중 PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 것으로서, 메탄올이나 수소 등의 화학연료를 전기에너지로 직접 바꾸는 고효율, 무공해, 무소음의 미래형 발전기술의 일종이다.PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) is a kind of high-efficiency, pollution-free and noise-free future generation technology that directly converts polymer fuel with hydrogen ion exchange characteristics into electrical energy. to be.
상기 연료전지는 기존의 내연기관에 비해 1.5배 이상의 에너지변환 효율을 갖고 있을 뿐만 아니라, 유독한 대기오염 물질을 전혀 배출하지 않는 장점을 갖고 있다. The fuel cell not only has more than 1.5 times more energy conversion efficiency than conventional internal combustion engines, and has the advantage of not emitting toxic air pollutants at all.
특히, 고분자전해질 연료전지는 다른 형태의 연료전지에 비하여 전류밀도가 큰 고출력 연료전지로서, 100℃ 미만의 온도에서 작동되고 구조가 간단하며 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있는 동시에 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 연료로 사용할 수 있어, 자동차의 동력원으로서 적합한 시스템이다. In particular, the polymer electrolyte fuel cell is a high output fuel cell having a higher current density than other fuel cells. The polymer electrolyte fuel cell operates at a temperature below 100 ° C, has a simple structure, has fast start-up and response characteristics, and excellent durability. Natural gas can be used as fuel, making it a suitable system as a power source for automobiles.
이와같은 고분자전해질 연료전지는 무공해자동차의 동력원 외에도 분산형 현지설치용 발전, 군수용 전원, 우주선용 전원 등으로 응용될 수 있는 등 그 응용범위가 매우 다양하다. Such a polymer electrolyte fuel cell has a wide range of applications, such as a power source for a pollution-free vehicle, and can be applied to distributed local power generation, military power, spacecraft power, and the like.
고분자전해질 연료전지에 대한 연구는 1955년 미국의 GE에서 처음으로 시작되어, 1962년에 이미 1 kW급 고분자전해질 연료전지 스택 2개로 이루어진 모듈을 Gemini 우주선 3호부터 12호에 사용하였다. The study of polymer electrolyte fuel cells first began at GE in the United States in 1955, and in 1962, Gemini spacecraft Nos. 3 through 12 were used in modules consisting of two stacks of 1 kW polymer electrolyte fuel cells.
이후로 고분자전해질 연료전지를 연료전지자동차 등 민수용으로 응용하기 위 한 연구가 전세계적으로 활발하게 진행되고 있다.Since then, researches for applying polymer electrolyte fuel cells for civilian use such as fuel cell vehicles have been actively conducted worldwide.
자동차용의 경우에 연료로 공급되는 수소와 산소 공급원인 공기는 포화수증기압을 갖는 70℃ 부근의 고온의 기체로 공급되며, 이때 내부식성을 갖고, 내구성이 뛰어나며, 동시에 1.5kV 이상의 전기절연성을 갖는 코팅을 한 배관에 의하여 연료전지의 스택과 연결된다. In the case of automobiles, hydrogen supplied as fuel and air as an oxygen source are supplied as a high temperature gas around 70 ° C. having a saturated steam pressure, and at this time, a coating having corrosion resistance, durability, and electrical insulation of 1.5 kV or more The pipe is connected to the stack of fuel cells.
또한, 연료로서 공급된 수소의 30%는 완전히 반응이 일어나지 않기 때문에 재활용되어 사용되며, 수분을 함유한 고온의 공기 또한 그 열을 재활용하기 위하여 50% 수준의 재활용이 필요하다. In addition, 30% of the hydrogen supplied as fuel is recycled because it is not completely reacted, and hot air containing moisture also needs to be recycled at a level of 50% in order to recycle its heat.
따라서, 다소 복잡한 형태의 배관이 필요하며, 수송용 자동차의 배관은 알루미늄이나 마그네슘 등의 경량금속을 주원료로 하여 일체형 주물로서 제작되는 것이 바람직하다. Therefore, a pipe of a somewhat complicated form is required, and the pipe of the vehicle for transportation is preferably manufactured as an integral casting using light metal such as aluminum or magnesium as the main raw material.
하지만, 이런 경량금속은 내부식성이 낮기 때문에, 표면에 요철을 형성하여 코팅의 부착력을 높이는 처리를 거친 다음 테플론이나 실란, 세라믹 페인트 등을 도포하여 열처리하는 방식이 주로 사용되어 왔다. However, since these lightweight metals have low corrosion resistance, a method of forming heat and roughness on the surface to increase adhesion of the coating and then applying heat treatment by applying Teflon, silane, or ceramic paint has been mainly used.
금속 표면에 절연피막을 형성하여 사용하는 경우에는 금속표면에서의 접합력을 높이기 위하여 샌드블라스팅, 화학적 에칭(chemical etching), 아노다이징(anodizing) 등의 방법이 동원되고 있는 실정이나, 반복적인 승온과 냉각에 따른 열팽창계수 차이로 인한 접합계면의 박리가 일어나는 문제점이 있었다. When insulating films are formed on metal surfaces, sandblasting, chemical etching, and anodizing methods are used to increase the bonding strength on metal surfaces. There was a problem that peeling of the bonding interface due to the difference in thermal expansion coefficient.
균일하고 신뢰성 높은 피막을 형성하기 위한 종래의 사전처리방법인 샌드블라스팅이 배관의 내부에는 현실적으로 적용 불가능하므로 새로운 방법이 요구된다. A new method is required because sandblasting, which is a conventional pretreatment method for forming a uniform and reliable coating, is not practically applicable to the inside of a pipe.
특히, Si 성분이 많이 함유되는 주물용 Al 합금의 경우에는 아노다이징으로 표면처리가 불가능하므로, 주물로 제작되는 일체형 배관의 경우에는 적용이 불가능한 실정이다. In particular, in the case of the Al alloy for castings containing a lot of Si components it is impossible to surface treatment by anodizing, it is not applicable to the case of integral pipes made of casting.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수료연료와 혼합된 공기에 장시간 노출되어도 부식 및 박리가 방지될 수 있는 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a metal pipe comprising a plasma electrolytic oxide film that can be prevented from corrosion and peeling even when exposed to air mixed with the fuel for a long time. will be.
본 발명의 또 다른 목적은, 무게가 가벼우면서도 우수한 표면 특성을 발휘가능한 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a metal pipe including a plasma electrolytic oxide film which is light in weight and can exhibit excellent surface properties.
본 발명의 또 다른 목적은, 두께가 얇으면서도 기계적 및 열충격에도 강하며 또한 친환경적 제조가 가능한 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a metal pipe including a plasma electrolytic oxide film which is thin in thickness and strong in mechanical and thermal shocks, and which is environmentally friendly.
본 발명의 또 다른 목적은, 가벼우면서도 높은 전기절연성을 갖는 금속배관을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a metal pipe having light weight and high electrical insulation.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관은, 금속배관으로서, 상기 금속배관의 표면은 플라즈마전해산화법에 의한 산화피막이 형성되는 것을 특징으로 한다.The metal pipe including the plasma electrolytic oxide film according to the present invention for achieving the above object is a metal pipe, the surface of the metal pipe is characterized in that the oxide film is formed by the plasma electrolytic oxidation method.
바람직하게는, 상기 산화피막의 표면에는 보호코팅층이 코팅된다.Preferably, a protective coating layer is coated on the surface of the oxide film.
여기서, 상기 산화피막의 두께는 1 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.Here, the oxide film is preferably formed to a thickness of 1 ㎛ or more and 50 ㎛ or less.
바람직하게는, 상기 금속배관의 금속은 알루미늄계 합금 또는 마그네슘계 합 금 또는 티타늄계 합금 또는 지르코늄계 합금 또는 아연계 합금 또는 나이오븀계 합금 중의 어느 하나 이상을 포함하여 구성된다.Preferably, the metal of the metal pipe is composed of any one or more of aluminum alloy or magnesium alloy or titanium alloy or zirconium alloy or zinc alloy or niobium-based alloy.
바람직하게는, 상기 보호코팅층은 합성수지재로 구성된다.Preferably, the protective coating layer is made of a synthetic resin material.
여기서, 상기 합성수지재는 테프론 또는 폴리프로필렌 또는 에폭시로 구성될 수 있다.Here, the synthetic resin material may be composed of Teflon or polypropylene or epoxy.
바람직하게는 상기 합성수지는 알루미나 등의 세라믹 분말을 포함하여 구성된다.Preferably, the synthetic resin comprises a ceramic powder such as alumina.
또는, 상기 보호코팅층은 실란을 포함하여 구성될 수 있다.Alternatively, the protective coating layer may comprise a silane.
바람직하게는, 상기 실란은 세라믹 분말을 포함하여 구성된다.Preferably, the silane comprises a ceramic powder.
또는, 상기 보호코팅층은 글라스프릿(Glass Frit)을 포함하여 구성될 수 있다.Alternatively, the protective coating layer may include a glass frit.
바람직하게는, 상기 글라스프릿은 세라믹 분말을 포함하여 구성된다.Preferably, the glass frit comprises a ceramic powder.
바람직하게는, 상기 산화피막과 보호코팅층의 총 두께는 1㎛ 이상 300㎛ 이하의 두께로 형성된다.Preferably, the total thickness of the oxide film and the protective coating layer is formed to a thickness of more than 1㎛ 300㎛.
여기서, 상기 산화피막은 상기 금속배관의 내면에만 형성될 수 있다.Here, the oxide film may be formed only on the inner surface of the metal pipe.
바람직하게는, 상기 금속배관은 수소연료 자동차의 연료공기 흡배기관이다.Preferably, the metal pipe is a fuel air intake pipe of a hydrogen fueled vehicle.
본 발명에 의해, 수료연료와 혼합된 공기에 장시간 노출되어도 금속배관의 부식 및 박리가 방지될 수 있다.According to the present invention, corrosion and peeling of the metal pipe can be prevented even when exposed to air mixed with the finished fuel for a long time.
또한, 금속배관의 무게를 가볍게 하면서도 우수한 표면 특성을 발휘할 수 있 다.In addition, while reducing the weight of the metal pipe can exhibit excellent surface properties.
또한, 금속배관 코팅층의 두께를 얇게 형성하면서도 열충격에 강하며 또한 친환경적 제조가 가능하다.In addition, while forming a thin thickness of the metal pipe coating layer, it is also resistant to thermal shock and environmentally friendly manufacturing is possible.
또한, 가벼우면서도 높은 전기절연성을 갖는 금속배관을 형성할 수 있다. In addition, it is possible to form a metal pipe having a light and high electrical insulation.
이하, 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration described herein is only a preferred embodiment of the present invention, and does not represent all of the technical spirit of the present invention, there may be various equivalents and variations that can replace them at the time of the present application. Should be understood.
도 1 은 본 발명에 따른 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관의 사시도이다.1 is a perspective view of a metal pipe including a plasma electrolytic oxide film according to the present invention.
도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관은, 금속배관(10)으로서, 상기 금속배관(10)의 표면은 플라즈마전해산화법에 의한 산화피막(20, 25)이 형성되는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1, the metal pipe including the plasma electrolytic oxide film according to the present invention is a
상기 플라즈마 전해 산화법은 마이크로 아크 산화기술 또는 플라즈마 전해산 화 기술 등으로도 불리는 코팅 및 표면처리 기술로써, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속 모재에 산화피막을 형성시키는 방법이다.The plasma electrolytic oxidation method is a coating and surface treatment technique, also referred to as a micro arc oxidation technique or a plasma electrolytic oxidation technique, to form an oxide film on a metal base material such as magnesium (Mg), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like. It is a way.
상기 플라즈마 전해 산화법은 알칼리 전해질 용액 내에 장입한 금속(양극)과 스테인리스 전극(음극) 사이에 수백 볼트의 고전압을 인가하여, 금속 모재의 표면에서 플라즈마 반응을 형성시켜 초경질의 산화피막을 형성시킨다.In the plasma electrolytic oxidation method, a high voltage of several hundred volts is applied between a metal (anode) and a stainless electrode (cathode) charged in an alkaline electrolyte solution to form a plasma reaction on the surface of the metal base material to form an ultrahard oxide film.
아울러, 상기 플라즈마 전해 산화법은 기존의 양극 산화, 전기도금 혹은 플라즈마 용사 코팅법 등의 방법으로는 제조할 수 없는 정도의 두께 및 성질을 갖는 산화피막을 형성시킬 수 있으며, 약알칼리 전해질 용액을 이용하므로 환경친화적인 공법이다.In addition, the plasma electrolytic oxidation method can form an oxide film having a thickness and property that cannot be manufactured by conventional methods such as anodizing, electroplating or plasma spray coating, and using a weak alkali electrolyte solution. It is an environmentally friendly method.
또한, 상기 금속 모재의 표면에 형성되는 산화피막의 성분은 주로 금속 모재의 산화물이 차지하며, 전해질 용액의 성분 및 농도에 따라 상기 산화피막의 성분이 달라질 수 있다.In addition, the component of the oxide film formed on the surface of the metal base material is mainly occupied by the oxide of the metal base material, the components of the oxide film may vary depending on the composition and concentration of the electrolyte solution.
본 발명에 따른 상기 금속배관(10)은 알루미늄계 또는 마그네슘계 또는 아연계 또는 티타늄계 또는 지르코늄계 또는 나이오븀계 합금 등으로 마련된다.The
상기와 같은 경금속으로 상기 금속배관(10)을 형성함으로써, 전체적인 배관의 무게를 감소시켜, 수소 연료를 이용하는 자동차의 연료 공기 흡배기관에 적용될 경우 전체 장치의 무게를 감소시킬 수 있도록 한다.By forming the
수소연료를 이용하는 자동차의 연료 공기 흡배기관의 경우, 산업 현장에서는 "공분기"로도 명명되며, 수소와 공기의 혼합물을 흡기, 배기 또는 재순환 시키기 위한 관으로서, 장기간의 사용에 의해 연료에 의한 부식 및 열적 기계적 충격에 빈 번히 노출된다.In the case of fuel air intake and exhaust pipes of automobiles using hydrogen fuel, they are also referred to as "agglomerates" in the industrial field, and are tubes for intake, exhaust, or recirculation of a mixture of hydrogen and air. Frequent exposure to thermal mechanical shock.
따라서, 상기 공분기가 그 고유의 기능을 유지할 수 있기 위해서는, 공분기로서 이용되는 금속배관의 표면을 부식으로부터 방지할 필요성은 매우 크다. Therefore, in order for the conjugator to maintain its inherent function, it is very necessary to prevent the surface of the metal pipe used as the condenser from corrosion.
여기서, 금속배관(10)의 표면에 플라즈마 전해 산화법(PEO : Plasma Electronic Oxidation)에 의해 형성되는 산화피막(20, 25)을 일차로 형성시킨다.Here, the
제조공정을 단순화하면서도, 포화수증기압을 갖는 수소 및 공기에 항상 노출되는 상기 금속배관(10)의 내부를 보호하기 위해, 상기 금속배관(10)의 내부에만 전해액을 주입하면서, 배관 내부 표면에만 산화피막(25)을 형성하거나, 동일한 조건으로 배관의 외부를 플라즈마 처리 하여 배관의 내외부에 균일한 산화피막(20, 25)을 형성할 수도 있다. While simplifying the manufacturing process, in order to protect the interior of the
이때, Si 성분이 많이 포함된 주물용 알루미늄(Al) 합금의 경우에도 플라즈마 전해산화법에 의한 산화피막 형성방법이 유효하다. At this time, in the case of the aluminum (Al) alloy for castings containing a lot of Si components, the oxide film formation method by the plasma electrolytic oxidation method is effective.
이 경우, 상기 산화피막(20, 25)의 바람직한 두께는 1㎛ 이상 50㎛ 이하가 적당하다. In this case, the thickness of the
만약, 상기 산화피막의 두께가 1㎛ 보다 얇을 경우, 균일한 산화피막을 얻기가 어렵고, 만약 50㎛ 보다 두꺼우면 산화피막 표면의 기공율이 증가하여 파티클(particle)이 발생하는 등의 문제점이 있다.If the thickness of the oxide film is thinner than 1 μm, it is difficult to obtain a uniform oxide film. If the thickness of the oxide film is larger than 50 μm, there is a problem that particles are generated due to an increase in porosity on the surface of the oxide film.
PEO 산화피막이 배관 내외부에 형성된 이후, 상기 산화피막에 테플론, 폴리프로필렌, 에폭시 등의 고분자나 실란계 코팅제, 또는 글라스프릿(glass frit), 알루미나를 포함하는 글라스프릿, 또는 세라믹 페이스트(ceramic paste)를 스핀 코 팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating) 등의 다양한 방식으로 도포한 후 건조, 자외선 조사 또는 열처리하는 과정을 거쳐 보호코팅층(30, 35)을 형성한다. After the PEO oxide film is formed inside and outside the pipe, a polymer or silane-based coating agent such as Teflon, polypropylene, epoxy, glass frit, alumina, glass frit, or ceramic paste is applied to the oxide film. After coating by spin coating, dip coating, spray coating, etc., the protective coating layers 30 and 35 are formed through drying, ultraviolet irradiation, or heat treatment.
이때, 상기 고분자 및 실란계 코팅제는 실란을 주 성분으로 하되, 열전도성과 전기전도성을 향상시키기 위하여, 알루미나 분말, glass frit 등의 세라믹 분말을 추가하여 만들 수 있다.At this time, the polymer and the silane-based coating agent is a silane as a main component, in order to improve the thermal conductivity and electrical conductivity, it can be made by adding a ceramic powder, such as alumina powder, glass frit.
한편, 본 발명에 따른 금속배관(10)은 상기 플라즈마 전해 산화법에 의해 금속 모재의 표면에 형성된 산화피막에, 실란이 주성분으로 된 보호코팅층 또는 알루미나 또는 글라스프릿 등의 세라믹 분말을 실란에 첨가하여 보호코팅층으로 형성할 수도 있다.On the other hand, the
이런 과정을 거치면, 상기 금속배관은 상기 실란계 보호코팅층이 플라즈마전해산화법에 의하여 생긴 산화피막층과 강하게 결합됨으로써, 배관이 고온으로 가열되거나 반복적인 열충격이 가해지는 경우에도, 배관의 박리나 절연파괴가 일어나지 않는 안정적인 전기절연을 이룰 수 있게 된다.Through this process, the metal pipe is strongly bonded to the oxide film layer formed by the plasma electrolytic oxidation method, so that even if the pipe is heated to a high temperature or subjected to repeated thermal shock, peeling or insulation breakdown of the pipe is prevented. It is possible to achieve stable electrical insulation that does not occur.
여기서, 상기 산화피막과 보호코팅층의 두께는 모두 합하여 1㎛ 이상, 300㎛ 이하의 범위로 마련될 수 있다.Here, the thicknesses of the oxide film and the protective coating layer may be provided in a range of 1 μm or more and 300 μm or less in total.
상기 산화피막과 보호코팅층의 총 두께가 1㎛ 미만으로 형성되면, 안정적인 전기절연층을 형성시키기 어려우며, 상기 층의 두께가 300㎛ 를 초과하여 형성되면, 상기 금속 판재와 상기 산화피막을 포함하는 보호코팅층의 열팽창계수의 차이에 의하여 산화피막 또는 보호코팅층과 금속 층이 박리될 수 있다.When the total thickness of the oxide film and the protective coating layer is formed to less than 1㎛, it is difficult to form a stable electrical insulating layer, when the thickness of the layer is formed to exceed 300㎛, the protection including the metal plate and the oxide film The oxide film or the protective coating layer and the metal layer may be peeled off by the difference in the coefficient of thermal expansion of the coating layer.
본 발명에 따른 금속배관에 의해, 포화수증기압을 갖는 수소연료와 공기에 장시간 노출되어도 금속배관의 부식 및 박리가 방지될 수 있으며, 금속배관의 무게를 가볍게 하면서도 우수한 표면 특성을 발휘할 수 있다.By the metal pipe according to the present invention, corrosion and peeling of the metal pipe can be prevented even when exposed to hydrogen fuel and air having a saturated steam pressure for a long time, and can exert excellent surface properties while reducing the weight of the metal pipe.
또한, 금속배관 코팅층의 두께를 얇게 형성하면서도 기계적 및 열충격에 강하며 또한 친환경적 제조가 가능하며, 가벼우면서도 높은 전기절연성을 갖는 금속배관을 형성할 수 있다.In addition, while forming a thin thickness of the metal pipe coating layer, it is resistant to mechanical and thermal shock, and can be manufactured in an environmentally friendly manner, and can form a metal pipe having light weight and high electrical insulation.
이상, 본 발명은 비록 전술한 바와 같은 한정된 내용에 대해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described with respect to the above-described limited content, the technical idea of the present invention is not limited to the above, and by those skilled in the art to which the present invention pertains, Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
도 1 은 본 발명에 따른 플라즈마전해산화피막을 포함하는 금속배관의 사시도이다.1 is a perspective view of a metal pipe including a plasma electrolytic oxide film according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 금속배관 20, 25: 산화피막10: metal piping 20, 25: oxide film
30, 35: 보호코팅층30, 35: protective coating layer
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06182873A (en) * | 1992-12-15 | 1994-07-05 | Yoshida S K T:Kk | Coating method for inner surface of metal pipe |
| JPH06316787A (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-15 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | Treatment of surface of anodized alminum layer |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06182873A (en) * | 1992-12-15 | 1994-07-05 | Yoshida S K T:Kk | Coating method for inner surface of metal pipe |
| JPH06316787A (en) * | 1993-04-28 | 1994-11-15 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | Treatment of surface of anodized alminum layer |
| KR20090079896A (en) * | 2006-09-27 | 2009-07-22 | 지프로 가부시키가이샤 | Ceramic coated metal material and production method thereof |
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