| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2008년 봄 (05/22 ~ 05/23, 상록리조트) |
| 권호 | 14권 1호 |
| 발표분야 | 구조재료 |
| 제목 | 다층 금속-세라믹 복합재를 위한 니켈-알루미나 FGM(경사 기능 재료) 접합 및 3차원 해석 |
| 초록 | FGM(Functionally Graded Materials), 즉 경사기능재료는 서로 다른 재료를 중간층 조성의 연속적인 변화를 주어 접합하는 방법으로, 잔류 응력을 최소화 할 수 있다. 최근 FGM은 다층구조, 고온재료, 에너지-흡수재료, 생체재료, 전자재료 및 구조재료 등 넓은 범위에서 사용되고 있다. 또한, 금속, 세라믹, 레진 등과 같이 다른 특성을 가진 다양한 재료를 접합할 수 있는 방법으로 응용된다. 본 연구에서는 powder processing을 이용해 Nickel(금속)과 Al2O3(세라믹)의 crack-free FGM을 제작하였다. 서로 다른 금속 및 세라믹의 열팽창계수 차이에 의한 크랙을 최소화하기 위해 시편의 층 수 및 용량을 최적화해주었다.(조절하였다) 기공의 감소를 위해 Nickel과 Al2O3의 분말 사이즈를 달리 하여 섞어주어 green body의 밀도를 증가시켰으며 소결 공정 중 발생하는 수축을 최소화 할 수 있었다. 또한, 혼합 층 제조 시 분산과 건조를 동시에 시켜줌으로써 밀도 차가 나는 분말을 효율적으로 혼합(분산)시켜 줄 수 있었다. 그 결과, 10층의 crack-free Ni-Al2O3 FGM 샘플을 얻을 수 있었다. 또한, ANSYS 시뮬레이션을 이용해 시편의 크랙 거동을 계산하였고 각 층의 hardness 및 modulus를 측정해 층 별 경사 거동을 이론값과 비교해보았다. 측정 결과는 시뮬레이션을 통해 계산된 결과와 일치하였으며 이 분석 방법은 잔류응력을 실험적으로 측정하기 어려울 때 유용하게 쓰일 수 있다. |
| 저자 | 박종하1, 류새희1, 이선영1, 이재철2, 안성훈2, 좌용호1 |
| 소속 | 1한양대, 2서울대 |
| 키워드 | FGM; Ni-Al2O3 joining; FEM; porosity; dispersion; CTE; powder processing |
