| 초록 |
탄화 티타늄(TiC)은 고융점, 고경도, 내마모성 및 부식성과 산화저항성이 우수하여 입자분산강화합금 또는 금속기지 복합체 제조 시 강화재(reinforcement)로 주로 이용되고 있으며, 특히 TiC 입자가 미세한 나노 크기를 갖게 되면 소재의 물리적, 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있다. 그러나 TiC 나노 분말의 경우 제조 공정이 복잡하고 단가가 높을 뿐 아니라 100nm 이하의 균일한 분말제조가 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 간단한 공정인 기계적 볼 밀링 공정을 통해 조대한 크기의(~20μm) 상용 TiC 분말을 수십 나노 크기로 제조하고자 하였으며, 이를 위해 밀링 에너지 변화 및 공정 제어제(process control agent, PCA)를 첨가하여 TiC 분말의 미세화 걱동을 관찰하였다. 기계적 밀링 시험은 고회전이 가능하도록 특별 제작된 고에너지(850rpm, 65G) 장비 및 기존의 수평식 저에너지 볼 밀 장비(550rpm, 22G)에서 수행되었으며, 밀링 시간은 약 5~120분 이었고, PCA로는 액상의 톨루엔을 사용하였다. 미세화 시험결과, 기존의 저에너지 조건의 경우 120분 이상의 장시간 밀링에도 불구하고 분말의 크기가 약 200nm 이상으로 미세화에 한계를 보인 반면에 고에너지 밀링 조건에서는 짧은 시간 내에 약 100nm 내외의 크기를 나타내었다. 특히 톨루엔을 첨가하여 밀링한 경우, 톨루엔이 분말입자들의 압접을 감소시키고 분쇄 효과를 촉진시키는 역활을 함으로써 한 시간 내에 급격히 미세화 되었으며, TEM 및 BET 분석결과, 약 50nm 크기로 존재하는 것을 확인할 수 있었다. |
