화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2011년 봄 (05/26 ~ 05/27, 제주 휘닉스 아일랜드)
권호 17권 1호
발표분야 E. Structural Materials and processing Technology(구조재료 및 공정기술)
제목 기계적합금화에 의한 비정질기지 복합재 형성과 강화상의 종류에 따른 미세조직 및 기계적 특성 변화
초록 비정질 형성능이 우수하여 Cu 몰드 주조법등에 의하여 벌크 형태로 제조될 수 있는 벌크 비정질 합금은 결정립계가 존재하지 않고 원자가 무질서한 조밀 충진구조를 가짐에 의해 기존의 금속재료에서는 얻을 수 없는 매우 높은 강도 값과 매우 낮은 탄성계수 값을 가지며 완전한 탄성 변형 거동을 보이며 탄성한계가 약 2%정도로 일반 결정질 급속에 비해 10배 이상의 값을 갖는다. 그러나 벌크 비정질 합금은 매우 우수한 기계적 특성을 가지고 있으나 상온에서 연성이 거의 없다는 단점이 있다. 따라서 벌크 비정질 합금에서는 이러한 전단띠의 형성 및 전파를 적절히 제어하는 것이 구조재료로서 사용되는데 주요한 고려 요인이 된다.
최근에 벌크 비정질 합금의 연구는 주로 다수의 전단띠를 균일하게 형성 시키고 이들의 전파는 방해하여 비정질의 연성을 향상시키는 것을 목적으로 하며, 이를 위하여 제2상을 첨가하여 복합재화 하는데 중점을 두고 있다. 복합화의 방법에 따라 비정질을 기지로 하여 여기에 응고과정 중에 결정질 입자, 섬유상 등의 제2상을 첨가하여 복합재를 만들거나 응고정중에 초정으로 연성을 가진 초정상이 정출되어 복합재를 형성시키거나 비정질의 결정화에 의해 나노결정립을 석출시켜 복합재를 만드는 방법 등이 시도 되었다. 그러나 기존 연구에서 극복하지 못했던 가장 큰 단점은 지금까지 알려진 비정질 합금의 비정질 형성능은 몇가지 특정 합금계를 제외하고는 매우 제한적이며 복합재가 되었을 경우에 현저히 감소하는 비정질 형성능으로 인해 형상의 크기에 제약이 있다는 것이다.
따라서 본 연구에서는 비정질 형성능이 우수한 CuTiZrNiSi 비정질 합금을 기지로 하여 여기에 연성을 갖는 강화상 (Cu, Ni, Al, Brass) 금속분말들을 기계적합금화방법에 의하여 비정질 기지 복합재를 제조하였다. 복합재의 제조에는 가스분무법에 의해 제조된 비정질 분말을 이용하였으며 비정질 분말과 강화상 분말을 각각 부피비로 25%, 40%가 되게 혼합하였으며 이때 강화상의 종류에 따른 복합재의 미세조직과 기계적 특성 변화를 관찰 하였다.
저자 이민하1, 김지수2, 김진영3, 김도향2
소속 1한국생산기술(연), 2연세대, 3IFW Dresden
키워드 기계적합금화; 복합재료; 비정질
E-Mail