| 초록 |
산화물분산강화합금강 (Oxide Dispersion Strengthened, ODS강)은 고온 크리프 특성 및 중성자 조사 저항성이 매우 뛰어나기 때문에 고속로 및 핵융합로 등 미래 원자력 시스템의 구조용 소재로써 활용 가능성이 가장 높은 후보 소재 중의 하나이다. ODS강의 제조를 위해서는 금속기지에 수십나노미터 수준의 미세한 산화물을 균일하게 분산하는 것이 필수적이며, 이를 위해 일반적으로 기계적 합금화(Mechanical alloying, MA)공정이 사용되고 있다. 기계적 합금화 공정은 대표적인 분말야금 공정으로써 1960년대에 니켈기 수퍼합금을 위해 개발이 완료되었으나, 여러 가지 공정 상의 문제점, 특히, 상대적으로 낮은 밀링 에너지로 인해 수십시간 이상의 합금화 시간이 필요하여 구조소재 제조기술로 적용되지 못하고 있는 실정이다. 이를 해결하기 위해 고속의 볼밀 공정이 가능하면서도 공정 중 중력의 효과로 인한 분말의 고착화를 방지할 수 있는 수직구동형 고에너지 볼밀 공정을 연구하였다. 개발된 공정은 디스크 회전속도가 500 rpm, 중력가속도 80G가 가능하여 볼밀 공정 중 볼의 충격에너지를 극대화하였다. 이를 이용하여 상용 ODS 합금인 MA957 소재 (84Fe-14Cr-1Ti-0.3Mo-0.25Y2O3) 합금화 분말을 밀링 시간에 따라 제조하였다. XRD 분석 결과 볼밀 공정 60분 이후에 합금화가 완료되는 것을 확인하였고, SEM 분석을 통한 합금화 분말 단면을 관찰한 결과 동일에서 Fe 와 Cr 원소가 완전하게 합금화되어 균질화되는 것을 확인하였다. |
