| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2004년 봄 (05/14 ~ 05/14, 강릉대학교) |
| 권호 | 10권 1호 |
| 발표분야 | 금속 |
| 제목 | 플라즈마아크방전(PAD)법으로 제조된 Fe 나노분말의 성형압과 승온속도에 따른 치밀화거동 |
| 초록 | 오늘날 분말야금(powder metallurgy)기술은 기계가공 방법에 비하여 빠른 생산속도와 공정의 자동화로 대량생산이 가능할 뿐만 아니라, 다양하고 복잡한 형상의 소형부품 제조를 가능하게 하였다. 또한, 단조품에 비하여 기계적 특성이 다소 저하되는 단점을 보완하기 위하여 합금설계나 공정개선 등을 통하여 고강도의 소형부품을 제조하고 있다. 이러한 기술의 발달과 함께 최근에는 마이크론 분말에서는 구현하기 어려운 초소형화, 고강도화, 고기능화 등의 정밀부품 제조를 위하여 금속나노분말의 제조와 나노결정립의 벌크화에 대한 연구로 이어지고 있다. 강한 응집현상과 표면효과로 성형성이 낮은 나노분말은 열간등압성형(hot isostatic press, HIP), 방전플라즈마소결(spark plasma sintering, SPS) 등의 가압소결 및 1 GPa 이상의 고압성형을 이용한 상압소결법을 통해 나노결정립의 치밀한 소결체로 제조되고 있지만, 이러한 소결법은 단시간의 치밀화와 결정립 성장의 효과적인 억제 등의 여러 가지 이점에 비하여 고비용, 고에너지, 저생산성 및 정밀부품 실형상화의 어려움 등의 문제점으로 인해 초소형 정밀부품 제조에 많은 제약이 따르고 있으며, 특히 가압소결의 경우 금속나노분말의 표면에 코팅된 산화피막의 제거가 용이하지 않아 산화물의 생성과 함께 불순물의 혼입으로 기계적 특성이 저하되는 단점을 지니고 있다. 따라서, 이와 같은 문제점을 개선함과 동시에 초소형 정밀부품의 실형상화가 가능하고 대량생산에 적합한 경제적 소결공정을 개발하기 위해서는 무응집의 나노분말 제조공정 연구와 병행하여 나노결정립의 소결체를 얻기 위한 상압·저온소결에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 플라즈마아크방전(plasma arc discharge, PAD)법을 통한 Fe 나노분말의 제조와 성형압과 승온속도에 따른 치밀화거동을 비교 분석함으로써 Fe 나노결정립의 벌크화 공정을 개발하고자 하였다. 이러한 Fe 나노분말의 소결거동으로부터 '저압성형(low pressure compaction)-저승온속도(low heating rate)-저온소결(low temperature sintering)'의 이른바 "3L 소결공정(3L consolidation)"이라는 최적의 소결조건을 독자적으로 개발·제시하였다. 본 연구는 과학기술부 21세기 프론티어 연구개발 사업인 나노소재 기술개발사업단의 연구비 지원으로 수행되었으며, 이에 감사드립니다. |
| 저자 | 윤철수, 박우영, 유지훈, 최철진 |
| 소속 | 한국기계(연) |
| 키워드 | 3L consolidation; densification; nanopowder; nanostructure; PAD |
