| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2013년 봄 (05/23 ~ 05/24, 여수 엠블호텔(THE MVL)) |
| 권호 |
19권 1호 |
| 발표분야 |
제24회 신소재 심포지엄-나노분산 및 복합화기술 |
| 제목 |
용해주조법을 이용한 나노입자 분산강화 합금소재 제조 연구 |
| 초록 |
입자분산강화합금 (particle-dispersion strengthened alloy)는 금속 기지 내에 열적화학적으로 안정한 세라믹 입자가 균일하게 분포함으로써 경도 및 고온강도 등의 기계적 특성이 매우 우수한 소재이다. 이처럼 고온고강도 소재 개발을 위한 세라믹과 금속의 이종 복합화 기술 중 용해주조 방법은 세라믹 입자와 금속과의 융화성 (compatibility) 및 젖음성 (wettability) 차이로 인해 복합화가 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 이를 해결하기 위해, 본 연구에서는 고에너지 기계적 활성화 (high energy mechanical activation) 기술을 이용하여 세라믹 입자의 표면에 심한 결함 및 변형 구조를 형성시키고, 다양한 금속을 검토 선정하여 세라믹 입자 표면에 코팅 처리를 함으로써 세라믹 강화재의 표면을 활성화하여 금속 용탕 내로 용이하게 장입될 수 있도록 시도하였다. 금속 기지는 대표적인 철계 소재인 탄소강(106B)을 사용하였고, 분산용 세라믹 입자는 50nm급 TiC 입자에 대하여 두 가지 금속 분말과 함께 기계적 활성화 처리하여 제조하였다. 제조된 복합분말을 용해주조 시 용탕 상부에 장입함으로써 입자 분산 탄소강을 제조하였고, 이에 대하여 미세조직 관찰 및 기계적 특성 평가를 진행하였다. TiC 나노 입자가 첨가된 탄소강의 경우, 첨가되지 않은 탄소강의 조직과 비교하여 주조 잉곳에서 등축정 영역이 확대되는 것을 관찰하였다. TEM을 이용한 미세조직 분석 결과, 20나노미터 정도의 TiC 입자가 탄소강 기지 내에 균일하게 분포하는 것을 확인하였다. 이로부터 용해주조방법을 이용하여 50나노미터 정도의 매우 미세한 세라믹 입자를 금속 용탕 기지 내로 균일하게 분산시킴으로써 나노입자 분산강화 합금소재 제조기술을 확립하였다. |
| 저자 |
박진주1, 홍성모1, 박은광2, 김경열1, 이민구1, 이창규1
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| 소속 |
1한국원자력(연), 2공주대 |
| 키워드 |
liquid casting process; nano-sized ceramic particle; dispersion strengthening alloy
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