표면처리산업기사 필기 기출문제복원 (2012-08-26)

표면처리산업기사 2012-08-26 필기 기출문제 해설

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표면처리산업기사
(2012-08-26 기출문제)

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1과목: 금속재료 및 재료시험

1. 다음 중 과공석강의 탄소함량은 약 몇 wt% 인가?

  1. 0.001 ~ 0.8
  2. 0.8 ~ 2.1
  3. 2.1 ~ 4.3
  4. 4.3 ~ 6.67
(정답률: 83%)
  • 강의 탄소 함량에 따라 구분할 때, 공석점인 $0.8\text{wt}\%$를 초과하고 주철의 경계인 $2.1\text{wt}\%$ 미만인 영역을 과공석강이라고 합니다.
    $$\text{과공석강: } 0.8 \sim 2.1\text{wt}\%$$
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2. 500~600℃까지 가열해도 뜨임 효과에 의해 연화되지 않고 고온에서도 경도의 감소가 적은 것이 특징인 18%W – 4%Cr – 1%V – 0.8~0.9%C의 조성으로 된 강은?

  1. 다이스강(Dies Steel)
  2. 스테인리스강(Stainless Steel)
  3. 게이지용강(Guage Steel)
  4. 고속도공구강(High Speed Tool Steel)
(정답률: 80%)
  • 고속도공구강(High Speed Tool Steel)은 $W, Cr, V$ 등의 합금 원소를 첨가하여 고온에서도 경도가 쉽게 떨어지지 않는 내열성을 갖춘 강재입니다. 특히 $500\sim600^{\circ}C$의 고온에서도 뜨임 효과에 의해 연화되지 않는 것이 핵심 특징입니다.
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3. 비정질합금의 특성을 설명한 것 중 옳은 것은?

  1. 구조적으로 장거리의 규칙성이 없다.
  2. 불균질한 재료이고 결정이방성이 있다.
  3. 강도가 높고 연성이 커 가공경화를 일으킨다.
  4. 열에 강하며 고온에서 결정호를 일으킨다.
(정답률: 63%)
  • 비정질합금은 원자 배열이 불규칙하여 결정 구조를 갖지 않는 재료이므로, 구조적으로 장거리의 규칙성이 없는 것이 핵심 특징입니다.

    오답 노트
    불균질한 재료이고 결정이방성이 있다: 균질하며 등방성을 가짐
    가공경화를 일으킨다: 결정립계가 없어 가공경화가 거의 없음
    고온에서 결정호를 일으킨다: 고온에서 결정화(Crystallization)가 일어남
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4. 열전대로 사용되는 알루멜(alumel)의 조성은?

  1. 90%Ni - 10%Cr
  2. 91%Ni – 7%Cr – 1%Au
  3. 91%Ni – 7%Sn – 2%Fe
  4. 96%Ni – 3.5%Al – 0.5%Fe
(정답률: 84%)
  • 열전대 재료인 알루멜(alumel)의 표준 조성은 $96\%Ni$, $3.5\%Al$, $0.5\%Fe$로 구성됩니다.
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5. 순금속에 비교한 합금의 특징으로 옳은 것은?

  1. 용해점이 높아진다.
  2. 내열성 및 내식성이 감소한다.
  3. 전기전도율이나 열전도율이 커진다.
  4. 강도와 경도가 커지고 전성과 연성이 작아진다.
(정답률: 70%)
  • 합금은 순금속에 다른 원소를 첨가하여 기계적 성질을 개선한 재료입니다. 이 과정에서 결정 격자가 왜곡되어 슬립(slip)이 어려워지므로 강도와 경도가 커지며, 반대로 전성과 연성은 감소하게 됩니다.

    오답 노트
    용해점: 일반적으로 낮아짐
    내열성 및 내식성: 일반적으로 향상됨
    전기/열전도율: 불순물 첨가로 인해 감소함
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6. 특수 초경합금 중에 핍고 초경합금의 특성이 아닌 것은?

  1. 내마모성이 높다.
  2. 피삭재와 고온 반응성이 높다.
  3. 내크래이터(Crater)성과 내산화성이 우수하다.
  4. 강, 주강, 주철, 비철, 금속의 절삭에 범용으로 사용할 수 있다.
(정답률: 64%)
  • 팁고 초경합금은 내마모성, 내크래이터성, 내산화성이 우수하여 강, 주철, 비철금속 등 다양한 재료의 절삭에 범용으로 사용됩니다. 이러한 특성 덕분에 피삭재와의 고온 반응성이 낮아 공구 수명이 길어지는 것이 특징입니다.
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7. 재결정온도가 낮아지는 조건으로 틀린 것은?

  1. 순도가 낮을수록 낮아진다.
  2. 가공도가 클수록 낮아진다.
  3. 가공시간이 길수록 낮아진다.
  4. 결정입자가 미세할수록 낮아진다.
(정답률: 55%)
  • 재결정온도는 금속의 순도가 높을수록 낮아지며, 가공도가 클수록, 결정입자가 미세할수록 낮아지는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    순도가 낮을수록 낮아진다: 순도가 낮을수록(불순물이 많을수록) 재결정온도는 오히려 상승합니다.
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8. 황동에 10~20%Ni을 첨가한 것으로 탄성 및 내식성이 좋으므로 탄성재료나 화학기계용 재료에 사용되는 것은?

  1. 양은
  2. Y합금
  3. 텅갈로이
  4. 길딩메탈
(정답률: 68%)
  • 황동에 $10\sim20\%$의 $\text{Ni}$을 첨가하여 탄성과 내식성을 향상시킨 합금을 양은이라고 하며, 주로 탄성재료나 화학기계용 재료로 사용됩니다.
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9. 초경합금(sintered hard alloys)의 특성이 아닌 것은?

  1. 경도가 높다.
  2. 내마모성이 높다.
  3. 연신율이 높다.
  4. 압축강도가 높다.
(정답률: 67%)
  • 초경합금은 매우 높은 경도와 내마모성, 압축강도를 가지는 재료입니다. 일반적으로 재료의 강도와 연신율은 반비례 관계에 있으므로, 강도가 매우 높은 초경합금은 연신율이 낮아 취성이 강한 특성을 보입니다.
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10. 흑심가단주철의 1단계 흑연화 현상의 반응식으로 옳은 것은?

  1. γ → α + Fe3C
  2. 2CO → CO2 + C
  3. Fe3C → 3Fe + C
  4. Fe3C + CO2 → 3Fe + 2CO
(정답률: 74%)
  • 흑심가단주철의 1단계 흑연화는 시멘타이트가 분해되어 철과 흑연으로 변하는 과정입니다.
    $$\text{Fe}_{3}\text{C} \rightarrow 3\text{Fe} + \text{C}$$
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11. 일반적 재료시험을 정적 시험과 동적 시험 방법으로 나눌 때 동적 시험 방법에 해당되는 것은?

  1. 압축 시험
  2. 충격 시험
  3. 전단 시험
  4. 비틀림 시험
(정답률: 68%)
  • 동적 시험은 하중이 시간에 따라 급격히 변하거나 충격적인 힘을 가하는 시험을 말하며, 충격 시험이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    압축, 전단, 비틀림 시험: 하중을 서서히 가하는 정적 시험
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12. 피로시험에 대한 다음의 설명 중 틀린 것은?

  1. 직경이 큰 시험편일수록 피로한도가 높아진다.
  2. 일반적으로 온도가 올라가면 피로한도는 낮아진다.
  3. 연강의 경우 200~300℃인 때가 실온에서보다 피로한도가 높다.
  4. 시험편에 결손부나 구멍 등의 응력집중의 원인이 있으면 피로한도는 낮아진다.
(정답률: 60%)
  • 피로한도는 시험편의 크기가 커질수록 표면 결함 확률이 높아지고 응력 분포가 불균일해지므로 오히려 낮아지는 경향이 있습니다.

    오답 노트
    온도 상승: 일반적으로 피로한도 저하
    연강 특성: $200 \sim 300^{\circ}\text{C}$ 부근에서 실온보다 피로한도 상승
    응력 집중: 결손부나 구멍 존재 시 피로한도 저하
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13. 시험체의 구멍을 통과시킨 자성체에 교류 자속을 가함으로써 시험체에 유도 전류를 보내는 방법으로 선형자계를 형성하며 관 및 관 이음매에 적용하는 자화방법은?

  1. 코일법
  2. 극간법
  3. 자속 관통법
  4. 전류 관통법
(정답률: 70%)
  • 시험체의 구멍을 통해 교류 자속을 가하여 선형자계를 형성함으로써 관 및 관 이음매를 검사하는 방법은 자속 관통법입니다.

    오답 노트
    코일법: 코일 속에 시험체를 넣어 자화
    극간법: 전자석이나 영구자석 전극 사이에 넣어 자화
    전류 관통법: 시험체 구멍을 통과한 도체에 전류를 흘려 원형자계를 이용
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14. 다음 방사선 동위원소 중 반감기가 가장 긴 것은?

  1. Th-170
  2. Co-60
  3. Ra-226
  4. Cs-137
(정답률: 76%)
  • 방사선 동위원소 중 Ra-226의 반감기는 약 1,600년으로 제시된 보기 중 가장 깁니다.

    오답 노트
    Co-60: 약 5.27년
    Cs-137: 약 30년
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15. 두께가 t(mm)인 철판을 직경이 d(mm)인 원형의 펀치로 전단하여 관통시킬 때 전단응력(τ)을 계산하는 식으로 옳은 것은? (단, P = 전단하중, A = 전단면적 이다.)

(정답률: 70%)
  • 전단응력은 가해진 하중을 전단 면적으로 나눈 값입니다. 원형 펀치로 전단할 때 전단면적은 원주의 길이($\pi d$)와 판 두께($t$)의 곱으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{A} = \frac{P}{\pi d t}$ ② [숫자 대입] $$\tau = \frac{P}{\pi d t}$$ ③ [최종 결과] $$\tau = \frac{P}{\pi d t}$$
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16. 스크래치(scratch)를 이용한 경도 시험법은?

  1. 초음파 경도시험
  2. 로크웰 경도시험
  3. 마르텐스 경도시험
  4. 하버트 진자 경도시험
(정답률: 71%)
  • 마르텐스 경도시험은 다이아몬드 침으로 재료 표면을 긁어(scratch) 그 긁힌 자국의 폭을 측정하여 경도를 판정하는 시험법입니다.
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17. 금속현미경 조직사진의 배율 표시방법으로 사진의 하단에 길이 1cm의 선위에 20μm의 스케일 표시가 되어있는 경우 배율은 몇 배인가?

  1. 200배
  2. 300배
  3. 400배
  4. 500배
(정답률: 63%)
  • 배율은 실제 길이 대비 사진상에 나타난 길이의 비율로 계산합니다. 사진상의 $1\text{cm}$($10\text{mm}$)가 실제 $20\mu\text{m}$($0.02\text{mm}$)에 해당하므로 다음과 같이 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{배율} = \frac{\text{사진상 길이}}{\text{실제 길이}}$ ② [숫자 대입] $$\text{배율} = \frac{10\text{mm}}{0.02\text{mm}}$$ ③ [최종 결과] $$\text{배율} = 500$$
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18. 금속재료에서 인장시험시 사용되는 용어 중 어깨부위 반지름 정의로 옳은 것은?

  1. 연신율 측정에 기준이 되는 길이이다.
  2. 시험편의 중앙부에서 동일 단면을 갖는 부분이다.
  3. 시험편을 시험기에 설치했을 때 시험기 물리장치 사이의 시험편 길이이다.
  4. 평행부의 응력을 균일하게 분산시키기 위하여 평행부와 물림부 사이에 만든 원호 부분의 반지름이다.
(정답률: 78%)
  • 인장시험편의 어깨부위 반지름은 평행부의 응력을 균일하게 분산시키기 위하여 평행부와 물림부 사이에 만든 원호 부분의 반지름을 의미합니다.
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19. 금속재료의 현미경 조직검사에서 황동(Brass)이나 청동(Bronze)에 대한 부식용 시약으로 적합한 것은?

  1. 왕수용액
  2. 염화제2철용액
  3. 질산-알콜용액
  4. 수산화나트륨용액
(정답률: 67%)
  • 구리 합금인 황동(Brass)이나 청동(Bronze)의 조직을 관찰하기 위해서는 적절한 부식액이 필요하며, 염화제2철용액이 이들 재료의 부식용 시약으로 가장 적합합니다.
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20. 다음 재료 중 상온에서 크리프 현상이 나타나지 않으나 250℃ 이상에서 크리프 현상이 현저하게 나타나는 것은?

  1. 철강
  2. 순금속
  3. 납(Pb)
  4. 구리(Cu)
(정답률: 64%)
  • 크리프 현상은 고온에서 하중을 받았을 때 시간이 지남에 따라 변형이 증가하는 현상입니다. 철강은 융점이 높아 상온에서는 크리프가 나타나지 않으나, 약 $250^{\circ}C$이상의 고온에서부터 현저하게 나타나는 특성이 있습니다.
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2과목: 표면처리

21. 다음 중 예비탈지로 주로 사용되며, 가장 적절한 탈지법은?

  1. 용제탈지
  2. 알칼리탈지
  3. 전해탈지
  4. 초음파탈지
(정답률: 69%)
  • 예비탈지는 본격적인 탈지 전 단계에서 기름기나 오염물을 빠르게 제거하는 공정입니다. 용제탈지는 휘발성이 강한 유기 용제를 사용하여 기름을 녹여내므로 예비탈지로 가장 적합합니다.
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22. 다음 중 인산염 피막 처리액의 피막계열과 관계없는 것은?

  1. 인산 망간계
  2. 인산 칼슘계
  3. 인산 철계
  4. 인산 아연계
(정답률: 72%)
  • 인산염 피막 처리는 금속 표면에 불용성 인산염 결정을 형성시키는 공정으로, 주로 인산 망간계, 인산 철계, 인산 아연계가 사용됩니다. 인산 칼슘계는 일반적인 인산염 피막 처리 계열에 해당하지 않습니다.
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23. 다음 중 아연도금의 크로메이트 처리와 관계가 가장 적은 것은?

  1. 광택
  2. 교반속도
  3. 내식성
  4. 전류밀도
(정답률: 72%)
  • 아연도금의 크로메이트 처리는 도금 후 표면에 화학적 피막을 형성하는 공정으로, 주로 내식성 향상, 광택 조절, 교반 속도에 따른 피막 균일도 등이 주요 관리 항목입니다.
    반면, 전류밀도는 전해 도금 단계의 핵심 변수이며, 화학적 처리 과정인 크로메이트 처리와는 관계가 가장 적습니다.
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24. 음극전류효율을 Effc, 양극전류효율을 Effa라 할 때 다음 중 도금액의 금속분이 점점 희박해지는 경우는?

  1. Effc = Effa
  2. Effc ＞ Effa
  3. Effc ＜ Effa
  4. Effc ≤ 2Effa
(정답률: 71%)
  • 도금액 내 금속분 농도는 양극에서 용출되는 양과 음극에서 석출되는 양의 균형에 의해 결정됩니다.
    음극전류효율 $E_{ffc}$가 양극전류효율 $E_{ffa}$보다 크다는 것은, 양극에서 보충되는 금속량보다 음극에서 소모되는 금속량이 더 많음을 의미하므로 금속분은 점점 희박해집니다.
    $$\text{금속분 감소 조건: } E_{ffc} > E_{ffa}$$
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25. 다음 중 SRHS(Self Regulating High Speed)욕에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 액조성은 자동적으로 조절되지만 전착속도가 느리다.
  2. 장식용 크롬, 공업용 크롬, 배럴 크롬 등 다양한 부문에 이용할 수 있다.
  3. 전착 중 가공물이 부식되는 경우가 있으며, 특히 고전류 밀도부에 심하다.
  4. 사용되는 양극은 가능한 순납을 사용하며, 주석이 3%정도 함유한 납판을 사용해도 가능하다.
(정답률: 63%)
  • SRHS(Self Regulating High Speed)욕은 액조성이 자동으로 조절되는 특성이 있으며, 장식용 크롬, 공업용 크롬, 배럴 크롬 등 매우 다양한 도금 부문에 광범위하게 이용될 수 있는 효율적인 공법입니다.
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26. 다음 중 황산주석도금에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 젤라틴은 온수에서 용해하여 사용한다.
  2. 크레졸·술폰산은 주석의 침전을 방지하는 환원제이다.
  3. 고온에서는 거친 도금, 밀착불량 등의 불량이 있어 온도에 주의하여야 한다.
  4. 음극진동과 공기 교반을 반드시 실시하여야 한다.
(정답률: 58%)
  • 황산주석도금에서는 음극진동이나 공기 교반을 실시할 경우, 도금층의 품질 저하나 불균일이 발생할 수 있어 주의해야 합니다.

    오답 노트
    크레졸·술폰산: 주석의 침전을 방지하는 역할
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27. 다음 중 알칼리성 액으로 철강이나 아연 다이캐스팅 소지에 밀착성이 좋은 피로인산구리도금을 하고자 할 때의 설명으로 틀린 것은?

  1. 직접 도금이 가능하다.
  2. 우수한 평활성이 있고, 연한 도금이 된다.
  3. 시안화구리 스트라이크 또는 니켈 스트라이크를 해야 한다.
  4. 시안분이 피로인산구리 도금액에 들어가면 해롭기 때문에 수세를 철저히 해야 한다.
(정답률: 66%)
  • 피로인산구리도금은 알칼리성 액으로, 철강이나 아연 다이캐스팅 소지에 직접 도금하는 것이 불가능합니다.
    따라서 밀착성을 높이기 위해 반드시 시안화구리 스트라이크 또는 니켈 스트라이크 처리를 먼저 수행해야 합니다.
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28. 크롬도금에서 500A로 하루 5시간 연속작업을 했을 때 무수크롬산(CrO3)의 이론적 소비량은 약 얼마인가? (단, 크롬의이론석출량은 1Ah에 0.323g, 전류효율은15%이고, 산소의 분자량은 16, 크롬의 분자량은 52 이다.)

  1. 233g
  2. 333g
  3. 266g
  4. 466g
(정답률: 62%)
  • 전류량과 효율을 이용해 석출된 크롬의 질량을 구한 뒤, 크롬의 원자량과 무수크롬산의 분자량 비율을 곱해 전체 소비량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Consumption} = (\text{Current} \times \text{Time} \times \text{Efficiency} \times \text{Deposition Rate}) \times \frac{\text{Molecular Weight of } \text{CrO}_{3}}{\text{Atomic Weight of } \text{Cr}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Consumption} = (500 \times 5 \times 0.15 \times 0.323) \times \frac{52 + 16 \times 3}{52}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Consumption} = 233$$
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29. 다음 중 일반적으로 적용하는 표면처리법과 그 용도가 적절하지 않게 연결된 것은?

  1. 화성처리 – 금속의 착색
  2. 음극 스패터링 – 전자회로부품
  3. 용융도금 – 아연 및 주석 도금판
  4. 표면경화 – 플라스틱 금속 제품의 일부
(정답률: 71%)
  • 표면경화는 금속 재료의 표면 강도를 높이는 공정으로, 플라스틱 제품에는 적용할 수 없는 처리법입니다.

    오답 노트
    화성처리: 화학적 반응으로 표면에 피막을 형성하여 착색 및 내식성 부여
    음극 스패터링: 고순도 박막 증착으로 전자회로 부품에 활용
    용융도금: 용융된 아연이나 주석에 침적시켜 도금판 제작
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30. 다음 중 플라스틱상에 도금할 때 감수성 부여 처리와 가장 관계가 깊은 것은?

  1. HNO3
  2. NaCN
  3. SnCl2 · 2H2O
  4. CrO3
(정답률: 70%)
  • 플라스틱 표면에 도금을 하기 위해서는 전도성을 부여하는 감수성 처리(Catalyst treatment)가 필요하며, 이때 $\text{SnCl}_{2} \cdot 2\text{H}_{2}\text{O}$(염화주석) 용액을 사용하여 촉매를 부착시킵니다.
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31. 다음 중 연마재의 종류에 있어 적봉(rouge)과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. Fe2O3
  2. Cr2O3
  3. Al2O3
  4. SiO2
(정답률: 77%)
  • 연마봉의 색상에 따라 원료가 달라지며, 적봉은 금, 은 등의 광택 연마에 사용되는 $\text{Fe}_{2}\text{O}_{3}$가 주성분입니다.

    오답 노트
    백봉: $\text{Al}_{2}\text{O}_{3}$ 원료
    청봉: $\text{Cr}_{2}\text{O}_{3}$ 원료
    흑봉: 고무, 플라스틱용
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32. 다음 중 아노다이징(anodizing)용 재료에 가장 적합한 것은?

  1. Al
  2. Cu
  3. Si
  4. Fe
(정답률: 82%)
  • 아노다이징(anodizing)은 양극 산화 처리를 통해 표면에 단단한 산화막을 형성시키는 공정으로, 산화 피막 형성이 용이한 Al(알루미늄)이 가장 적합한 재료입니다.
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33. 다음 중 도금층에 대한 비파괴식 측정법에 해당하는 것은?

  1. 유공도 시험(pin hole test)
  2. 염수분무 시험(salt spray test)
  3. 코로드코트 시험(corrodkote test)
  4. 와전류탐상 시험(eddy current test)
(정답률: 75%)
  • 와전류탐상 시험(eddy current test)은 전자기 유도 현상을 이용하여 도금층의 두께나 결함을 측정하는 대표적인 비파괴식 측정법입니다.

    오답 노트
    유공도 시험, 염수분무 시험, 코로드코트 시험: 도금층의 손상이나 부식 상태를 확인하는 파괴적/화학적 시험법
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34. 다음 중 용융도금의 종류로만 나열한 것은?

  1. calorizing, aluminizing
  2. metalizing, chromizing
  3. galvanizing, aluminizing
  4. sheradizing, galvanizing
(정답률: 61%)
  • 용융도금은 금속을 녹인 액체 상태의 도금욕에 침적시키는 방법으로, 아연을 사용하는 galvanizing과 알루미늄을 사용하는 aluminizing이 대표적입니다.
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35. 다음 중 무전해 구리도금에서 각 성분의 역할이 틀린 것은?

  1. 착화제 – 롯셀염
  2. 환원제 – 포르말린
  3. pH 완충제 – 티오뇨소
  4. pH 조정제 – 수산화나트륨
(정답률: 73%)
  • 티오뇨소는 pH 완충제가 아니라 구리 이온의 석출을 조절하고 광택을 부여하는 착화제 역할을 합니다.

    오답 노트
    롯셀염: 착화제
    포르말린: 환원제
    수산화나트륨: pH 조정제
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36. 다음 중 이온도금에서 증발물질의 이온수를 다량으로 만드는 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. PACVD(Plasma Assisted CVD)법
  2. HCD(Hollow Cathode Discharge)법
  3. ARE(Activated Reactive Evaporation)법
  4. LPPD(Low Pressure Plasma Deposition)법
(정답률: 58%)
  • HCD(Hollow Cathode Discharge)법은 중공 음극 방전을 이용하여 증발 물질의 이온화율을 극대화함으로써 다량의 이온수를 생성하는 데 가장 적합한 방법입니다.
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37. 다음 중 크롬폐수 처리에 있어 환원제로 사용되지 않는 것은?

  1. 아황산가스(SO2)
  2. 황산제일철(FeSO4)
  3. 차아염소산나트륨(NaOCl)
  4. 산성 아황산나트륨(NaHSO3)
(정답률: 67%)
  • 크롬폐수 처리의 핵심은 6가 크롬($Cr^{6+}$)을 3가 크롬($Cr^{3+}$)으로 환원시키는 것입니다. 차아염소산나트륨($NaOCl$)은 강력한 산화제이므로 환원제로 사용할 수 없습니다.

    오답 노트
    아황산가스, 황산제일철, 산성 아황산나트륨: 대표적인 환원제
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38. 수소가 실제로 발생하는 환원전위를 , 금속이 실제 석출하는 전위를 eM라 할 때 음극에서의 금속의 석출에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 의 경우 금속만 석출하며, H2는 발생하지 않는다.
  2. 의 경우 e의 전위에서는 수소를 발생하면서 금속이 석출한다.
  3. 의 경우 실용적인 전류밀도 범위에서만 H2만 발생하고, 금속은 석출하지 않는다.
  4. eM과 이 교차하는 경우 와 동일하나 양분극곡선의 교차점 이하의 전위에서는 금속의 석출이 많아지며, H2의 발생량이 적다.
(정답률: 60%)
  • 금속의 석출 전위 $e_{M}$과 수소 발생 전위 $e_{H_{2}}$가 교차하는 경우, 교차점보다 낮은 전위(더 음극인 전위)에서는 수소 발생량이 급격히 증가하며 금속의 석출 효율이 상대적으로 떨어지게 됩니다.

    오답 노트
    교차점 이하 전위: 수소 발생량 증가, 금속 석출 상대적 감소
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39. 다음 중 수소취성의 발생과 가장 관계가 깊은 것은?

  1. 전해양극탈지
  2. 전해연마
  3. 산세
  4. 활성탄
(정답률: 58%)
  • 산세 과정에서는 금속 표면의 산화물을 제거하기 위해 강산 용액을 사용하는데, 이때 발생하는 수소가 금속 내부로 침투하여 재료가 취약해지는 수소취성이 발생하기 쉽습니다.
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40. 다음 중 Ni 도금액에 붕산을 넣는 주된 이유로 옳은 것은?

  1. 전도성을 높이기 위해서
  2. 불순물의 제거를 돕기 위해서
  3. 철분의 해를 방지하기 위해서
  4. 도금액의 pH의 변화를 완충하기 위해서
(정답률: 76%)
  • Ni 도금액에 붕산을 첨가하는 이유는 도금 과정에서 발생하는 수소 가스로 인해 pH가 상승하는 것을 막고, 도금액의 pH 변화를 일정하게 유지하는 완충 작용을 하기 위해서입니다.
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3과목: 부식방식

41. 다음 중 이온이나 분자의 농도차로 전기화학 반응이 일어나는 전극 표면에서 이온이 이동하는 주된 과정은?

  1. 전기 이동
  2. 대류
  3. 분산
  4. 확산
(정답률: 69%)
  • 전극 표면에서 이온이나 분자의 농도 차이가 존재할 때, 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 입자가 이동하여 농도 균형을 맞추려는 현상을 확산(Diffusion)이라고 합니다.
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42. 다음 중 18-8 스테인리스강의 입계부식을 일으키는 주요원인으로 옳은 것은?

  1. 수소 취성
  2. 크롬탄화물의 석출
  3. 부동태 피막 파괴
  4. 산화물 형성
(정답률: 59%)
  • 18-8 스테인리스강을 고온으로 가열하면 크롬과 탄소가 결합하여 크롬탄화물($Cr_{23}C_{6}$)이 결정립계에 석출됩니다. 이로 인해 주변의 크롬 농도가 낮아져 부동태 피막이 형성되지 못하는 크롬 결핍 영역이 생기며 입계 부식이 발생합니다.
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43. 다음 중 토중부식을 방지하는 방법으로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. 토양을 바꾼다.
  2. 금속피복을 입힌다.
  3. 양극보호를 한다.
  4. 유기 또는 무기의 피복을 입힌다.
(정답률: 57%)
  • 토중부식을 방지하기 위해서는 금속 표면을 절연하거나 전위차를 조절해야 합니다. 이때는 음극보호(Cathodic Protection)를 통해 금속을 음극으로 만들어 부식을 방지해야 하며, 양극보호를 하는 것은 오히려 부식을 촉진시키는 잘못된 방법입니다.
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44. 다음 중 입계 부식이 일어나는 금속이 아닌 것은?

  1. 알루미늄 합금
  2. 구리 합금
  3. 스테인리스강
  4. 은 합금
(정답률: 71%)
  • 입계 부식은 결정립계에 불순물이 농축되거나 합금 원소가 결핍될 때 발생하며, 주로 스테인리스강, 알루미늄 합금, 구리 합금 등에서 나타납니다. 은 합금은 일반적인 입계 부식의 대표 사례가 아닙니다.
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45. 실험실 부식시험 중 모형시험(Model Test)에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 어떤 과정 또는 적용에 알맞은 재료를 선택하거나 재료의 부식을 방지하기 위한 방법으로 연구하는 것이다.
  2. 특정한 자연환경에서 사용하기 위한 가장 적당한 재료 혹은 방식법을 찾아내는데 목적으로 한다.
  3. 하나 또는 그 이상의 부식인자를 강화시킴으로써 실제 사용조건의 경우보다 더 빠른 속도로 부식을 진행시키는 방법이다.
  4. 실제의 사용조건을 만들어 부식을 촉진시키지 않고 오랜 기간에 걸쳐 행하는 시험이다.
(정답률: 67%)
  • 모형시험(Model Test)은 실제 사용 조건과 동일한 환경을 조성하여 부식을 촉진시키지 않고 장기간 관찰함으로써 실제 부식 거동을 확인하는 시험 방법입니다.

    오답 노트
    부식인자 강화: 가속시험(Accelerated Test)에 해당함
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46. 깨끗한 금속면에 오물이 있을 때 오물이 묻은 면에서 부식이 일어나는 주된 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 금속이 오물보다 이온화 경향이 크기 때문에
  2. 오물이 금속보다 이온화 경향이 크기 때문에
  3. 오물이 묻은 금속면이 음극이 되기 때문에
  4. 오물이 묻은 금속면에 산소가 적기 때문에
(정답률: 57%)
  • 금속 표면에 오물이 묻으면 오물 아래쪽은 산소 공급이 차단되어 산소 농도가 낮아집니다. 이때 산소 농도가 높은 곳은 음극이 되고, 산소가 적은 오물 아래쪽 면은 양극이 되어 부식이 집중적으로 일어나는 산소 농담 전지 현상이 발생합니다.
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47. 그림은 어떤 방식의 방법의 원리를 나타낸 것인가?

  1. 양극방식의 전해방법
  2. 음극방식의 전해방법
  3. 음극방식의 갈바닉방법
  4. 양극방식의 갈바닉방법
(정답률: 65%)
  • 제시된 이미지 를 보면 정류기를 통해 외부 전원을 공급하여 보호 대상인 관 또는 탱크를 음극($-$)으로 만들어 부식을 방지하고 있습니다. 이는 전원 장치를 사용하는 음극방식의 전해방법(강제전류방식)의 전형적인 원리입니다.
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48. 미주전류에 의한 부식 중 부식속도가 가장 큰 이유는?

  1. 주파수가 낮은 직류에 의한 부식
  2. 주파수가 낮은 교류에 의한 부식
  3. 주파수가 높은 교류에 의한 부식
  4. 주파수가 높은 직류에 의한 부식
(정답률: 62%)
  • 미주전류 부식은 전위차에 의해 발생하며, 교류보다는 직류에 의해 발생하고 주파수가 낮을수록 전하의 이동이 안정적으로 지속되어 부식 속도가 가장 크게 나타납니다.
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49. 부식의 형태 중 합금 중의 한 성분이 부식으로 인하여 선택적으로 제거되어지는 현상은?

  1. 선택부식
  2. 캐비테이션부식
  3. 프렛팅부식
  4. 입계부식
(정답률: 77%)
  • 합금 구성 성분 중 반응성이 더 큰 특정 성분만이 선택적으로 부식되어 제거되는 현상을 선택부식이라고 합니다.
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50. 다음은 표준 수소 전극과 짝지어 얻은 반쪽반응 표준환원 전위 값을 나타낸 것이다. 이들 반쪽 전지를 짝지었을 때 얻어지는 전지의 표준 전위차(기전력)는 얼마인가?

  1. 0.104
  2. 0.67
  3. 0.93
  4. 2.6
(정답률: 70%)
  • 두 반쪽 전지를 연결한 전지의 표준 전위차는 환원 전위가 큰 전극(양극)에서 작은 전극(음극)의 전위를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $E_{cell} = E_{cathode} - E_{anode}$
    ② [숫자 대입] $E_{cell} = 0.80 - (-0.13)$
    ③ [최종 결과] $E_{cell} = 0.93$
    따라서 표준 전위차는 $0.93\text{V}$입니다.
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51. 고부식성의 자연환경에 있는 대형 금속구조물의 방식법으로써 가장 효과가 있는 것은?

  1. 내식성 재료 사용
  2. 금속 또는 비금속의 피복
  3. 환경 처리
  4. 전기화학적 방식
(정답률: 54%)
  • 대형 금속구조물은 크기가 커서 전체를 피복하거나 내식성 재료로만 제작하기에 한계가 있습니다. 따라서 외부에서 전류를 흘려주어 금속의 전위를 낮추는 전기화학적 방식이 가장 효과적입니다.
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52. 황산용액 중 철의 전형적인 분극곡선에서 부동태 영역을 나타내는 것은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 81%)
  • 철의 분극곡선에서 전위가 상승함에 따라 전류 밀도가 급격히 감소하여 부식 속도가 매우 느려지는 구간이 부동태 영역입니다. 제시된 이미지 에서 전류가 거의 흐르지 않는 수직 구간인 B가 이에 해당합니다.
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53. 부식금속이 음극이 되도록 하고, 양극은 불용성 양극 또는 가용성 양극을 사용하여 직류전원에 연결하여 방식하는 방법은?

  1. 갈바닉음극방식
  2. 전해음극방식
  3. 절연피복방식
  4. 미주전류방식
(정답률: 54%)
  • 외부 직류전원을 사용하여 보호하려는 금속(부식금속)을 강제로 음극(Cathode)으로 만들고, 별도의 불용성 또는 가용성 양극을 연결하여 부식을 방지하는 방법은 전해음극방식입니다.
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54. 부식은 금속 표면을 뚫고 들어가는 성질을 가지고 있기 때문에 파이프 탱크 등을 설계하는데 있어서 이러한 두께의 감소를 고려해야 한다. 어떤 탱크의 요구 수명이 10년이라고 할 때, 그리고 10년 동안에 표면을 뚫고 들어가는 부식 깊이가 약 1/8인치로 계산되었다면 그 탱크의 벽 두께는 얼마로 설계되어야 하는가?

  1. 1/6인치
  2. 1/5인치
  3. 1/4인치
  4. 1/9인치
(정답률: 76%)
  • 탱크의 설계 두께는 요구 수명 동안 발생하는 부식 깊이(부식 여유분)를 고려하여 결정해야 합니다. 문제에서 10년 동안의 부식 깊이가 $1/8$인치로 계산되었으므로, 안전을 위해 최소한 이 값 이상의 두께가 확보되어야 하며, 보기 중 부식 깊이 $1/8$인치를 수용할 수 있는 적절한 설계 두께는 $1/4$인치입니다.
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55. 다음 중 해수부식의 특성에 영향을 미치는 가장 중요한 원소는?

  1. 산소 이온
  2. 염소 이온
  3. 질소 이온
  4. 플루오르 이온
(정답률: 76%)
  • 해수에는 다량의 염화나트륨($NaCl$)이 포함되어 있으며, 특히 염소 이온($Cl^-$)은 금속 표면의 부동태 피막을 파괴하여 공식(Pitting)과 같은 국부 부식을 촉진하는 가장 결정적인 역할을 합니다.
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56. 방식을 필요 이상으로 과도하게 음극분극시키면 다른 장애가 일어날 수 있는데 다음 중이러한 과방식에 의한 손실이 아닌 것은?

  1. 청열취성
  2. 양극의 소모 증가
  3. 전력의 낭비
  4. 소수취성 및 수소균열
(정답률: 72%)
  • 과방식(Over-protection)이 일어나면 수소 가스가 발생하여 수소취성 및 수소균열이 발생하고, 양극 소모가 증가하며 전력이 낭비됩니다.

    오답 노트
    청열취성: 특정 온도 범위에서 강철의 인성이 저하되는 현상으로, 방식 전위와는 무관한 열처리 관련 결함입니다.
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57. 다음 중 일반적인 대기부식의 2가지 주요 인자로만 나열된 것은?

  1. 산소와 수분
  2. 이산화탄소와 수분
  3. 산소와 이산화탄소
  4. 수소와 수분
(정답률: 74%)
  • 일반적인 대기부식은 금속 표면에 수분(물방울)이 응축되고, 그 속에 용해된 산소가 반응하여 산화물을 형성하는 전기화학적 과정이 핵심입니다.
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58. 다음 중 도금층의 밀착성 시험이 아닌 것은?

  1. β선 시험
  2. 굴곡 시험
  3. 열충격 시험
  4. 강구압입 시험
(정답률: 64%)
  • 도금층의 밀착성은 굴곡 시험, 열충격 시험, 강구압입 시험 등을 통해 평가합니다.

    오답 노트
    β선 시험: 밀착성이 아닌 도금층의 두께나 성분을 분석하는 비파괴 검사법입니다.
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59. 전해질 용액 중에서 금속을 양극산화 함으로써 산화물 피막을 형성시키는 방법은?

  1. 블루잉(blueing)
  2. 아노다이징(anodizing)
  3. 파카라이징(parkerzing)
  4. 칼로라이징(calorizing)
(정답률: 80%)
  • 전해질 용액에서 금속을 양극(Anode)으로 하여 강제로 산화시켜 표면에 단단한 산화물 피막을 형성하는 표면 처리법을 아노다이징(anodizing)이라고 합니다.
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60. 다음 중 오스테나이트 스테인리스강의 응력부식균열의 방지법으로 틀린 것은?

  1. 음극방식을 한다.
  2. OH- 이온의 농도를 높게 유지한다.
  3. 산성 분위기에서는 Cl- 이온을 제거한다.
  4. Ni의 함량을 45%이상으로 높이거나 N 및 그 외의 유해불순물을 가능한 한 낮은 값으로 한다.
(정답률: 66%)
  • 오스테나이트 스테인리스강의 응력부식균열을 방지하기 위해서는 부식을 촉진하는 요인을 제거해야 합니다. $\text{OH}^{-}$이온은 부식을 촉진하는 치명적인 원소이므로 농도를 높게 유지하는 것은 방지법으로 틀린 방법입니다.
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