철제유물 보존처리에 사용되는 부식억제제 연구 = (A)study on corrosion inhibitors used in conservation for iron artifact

국문 초록 (Abstract)

철제유물의 안정화처리는 부식억제제 투입 보다는 부식인자용출처리에 중점을 두고 있는 실정이다. 하지만 부식인자용출처리를 할 여건이 안되는 경우 부식억제제 처리를 해야 하지만 철제유물에 적용하는 대표적인 부식억제제가 없으며 어떤 약품이 가장 효과가 좋은지 밝혀진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 기존의 부식억제제의 실효성을 검증하고 철제유물에 적합한 부식억제제를 제시하는데 그 목적이 있다.
본 연구에서 비교실험한 부식억제제는 금속유물 보존처리에 가장 많이 사용되는 부식억제제로 1.2.3-Benzotriazole(BTA), Dicyclohexyl Ammonium Nitrite(DAN)과 문화재보존 분야에서는 현재까지는 사용되지 않은 Monoethanolamine(MEA), Triethanolamine(TEA)를 선정하였으며, 분극시험, 접촉각, XPS를 이용하여 실험하였다.
그 결과 분극시험과 접촉각 실험에서 부식억제처리한 모든 시편이 소수성의 피막을 형성하며, 부식저항성이 높아져 부식억제제의 실효성을 검증하였다. 또한 부식억제제의 농도 0.3% 보다 3%의 결과가 좋게 나와 농도가 높을 수록 부식억제 효과가 좋아지는 것을 확인할 수 있었다. 분극시험의 경우 DAN과 MEA의 효과가 뛰어난 것으로 확인되었으며, 접촉각 실험 결과 MEA가 우수한 피막효과를 나타내었다. 또한 XPS 결과 농도가 높을 수록 C1s, N1s의 검출량이 높게 나와 피막이 두텁게 형성 되었음을 알 수 있었다. BTA와 DAN은 3%의 농도에서 좋은 효과를 나
타냈으며, MEA와 TEA는 0.3%의 저농도에서도 사용이 가능할 것으로 보인다.
BTA는 XPS실험에서 부식성물질을 차단하는 성분인 C-H 결합 피크의 함량이 높게 나와 분극시험에서 부식전위가 매우 높게 나오는 효과를 보이는 것으로 판단된다. 에탄올아민에서 TEA 보다는 MEA가 더욱 우수하였으며, MEA는 소수성인 피막을 가져 야외 철제유물의 부식억제제로 적합할 것으로 보인다.
본 연구에서는 철제유물에서 부식억제 처리의 실효성과 필요성을 제시하였다. 또한 모든 실험을 종합하였을 때, 실내에 위치한 철제유물은 BTA를, 실외에 위치한 철제유물은 MEA를 적합한 부식억제제로 제시할수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Stabilization of iron artifacts is focused on desalination rather than corrosion inhibitor. However artifacts are not condition of desalination treatment must be applied to corrosion inhibitor. But iron artifacts is not representative of inhibitors which drug is most effective qualities have not been identified. Therefore in this study validates the
effectiveness of existing inhibitors and its purpose is to suggest corrosion inhibitors for iron artifacts.
In this study, Comparative experiment of corrosion inhibitors in metal artifacts conservation, the most commonly used corrosion inhibitor BTA, DAN, and cultural preservation in the field so far has not been used MEA, TEA selected. This study was studied using Corrosion resistance test, Contact angle, XPS.
As a result, in Polarization tests and contact angle experiments, all the samples treated with corrosion inhibitor was formed hydrophobic coating and was rising corrosion resistance. Therefore, this study verified the effectiveness of corrosion inhibitor. Also, the concentration
of corrosion inhibitor 3% was better than 0.3% in both experiments Polarization test and Contact angle. In the Polarization test, DAN and MEA was found to be highly effective. In Contact angle test, MEA showed excellent coating effect.
In XPS test, C1s and N1s shown higher production the higher concentration of inhibitors. Thus the higher concentration of inhibitors form a thick film. BTA and DAN are showed a good effect 3% more than the 0.3% concentration. MEA and TEA are likely to be useful
even at low concentrations of 0.3%.
BTA in the XPS experiment, the corrosive material to block the CH bond of the peak concentration was highly. This is considered corrosion potential is very high to see out the effect in the polarization experiment. Ethanolamine was superior to the MEA rather than in the TEA. MEA is likely to be appropriate in an outdoor iron artifacts seem to be suitable as corrosion inhibitors.
Because MEA is to have a hydrophobic film.
In this study is proposed effectiveness of treatment and the need for corrosion inhibition of iron artifacts. The overall results that indoor iron artifact can be present BTA and outdoor iron artifact can be present MEA as appropriate corrosion inhibitor.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 연구목적 1
• Ⅱ. 이론적 배경 3
• 2. 1 철제유물의 부식 3
• 2. 2 부식억제제 6
• 2. 2. 1 양극․음극 억제제 8
• 2. 2. 2 무기․유기화합물 억제제 10
• 2. 2. 3 기화성 억제제 11
• 2. 3 부식억제력 측정 12
• 2. 3. 1 분극시험 12
• 2. 3. 2 접촉각 13
• 2. 3. 3 XPS 14
• Ⅲ. 실험재료 및 방법 16
• 3. 1 재료 16
• 3.1.1 BTA 16
• 3.1.2 DAN 18
• 3.1.3 Ethanolamine계 20
• 3. 2 실험 방법 22
• 3.2.1 분극시험 22
• 3.2.2 접촉각 23
• 3.2.3 XPS 24
• 3. 3 시편 준비 25
• Ⅳ. 결과 및 고찰 27
• 4. 1 분극시험 27
• 4. 2 접촉각 34
• 4. 3 XPS 37
• Ⅴ. 결론 45
• 주 47
• 참고문헌 50
• ABSTRACK 54