| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | D. 구조 재료 분과 |
| 제목 | 초음파 분무 열분해 및 방전 플라스마 소결에 의한 La2O3-Y2O3 나노입자 분산 텅스텐 복합재료의 제조Fabrication of La2O3-Y2O3 Nanoparticle Dispersed W Composites by Ultrasonic Spray Pyrolysis and Spark Plasma Sintering |
| 초록 | 고온∙고강도 구조재료의 필요성이 대두됨에 따라 고융점, 고밀도, 고경도, 고온 특성이 우수한 재료로써 텅스텐(W)이 주목받고 있다. 그러나 고융점에 기인한 고밀도 소결체 제조의 어려움, 높은 연성-취성 천이온도, 고온 소결 시 입자 성장에 따른 물성 저하 등의 문제가 있어 이를 극복하기 위한 새로운 공정기술이 요구된다. 소결밀도 향상, 물성 및 미세조직 제어의 다양한 방법 중 원료분말의 미세화와 산화물 입자의 분산 등이 주목받고 있으며, 초음파 분무 열분해 방법이 입자 크기 제어, 구형 형상 제조, 조성 제어에 용이하여 혁신적인 분말제조 방법으로 보고되어 있다. 이러한 특성 때문에 초음파 분무 열분해 방법으로 제조한 분말은 추가적인 가공 공정 없이 치밀한 소결체 제작에 활용 가능하며, 분산물의 균일 분포를 도모할 수 있다. 따라서 본 연구는 W 기지의 입내 및 입계에 산화물 나노 입자를 초음파 분무 열분해법 및 화학적 코팅법을 통해 분산시켜 복합분말을 제조한 뒤, 방전 플라스마 소결을 통해 복합재를 제작하고 합성 공정에 따른 미세조직 특성과 소결체의 물성을 분석하고자 하였다. 전구체로는 ammonium metatugstate hexahydrate 와 La-nitrate를 사용하여 초음파 분무 열분해법으로 W-La2O3 분말을 합성하였다. 계속해서 합성한 분말에 Y-nitrate 용액과 분산제를 함께 넣어 균일하게 혼합하고 공기 분위기에서 하소 및 수소 분위기에서 환원을 진행하여 복합분말을 제조하였다. 이후 진공의 1500-1700oC 조건에서 방전 플라스마 소결을 하였다. 복합분말 및 소결체의 분석을 통해 W내 나노크기의 La2O3-Y2O3 입자가 균일하게 분산되었음을 확인하였으며, 소결온도에 따른 미세조직과 기계적 특성을 분석하여 요구되는 물성을 만족하는 최적의 제조공정 조건을 제시하였다. |
| 저자 | 이의선1, 허연지1, 김정현1, 이영인1, 정영근2, 오승탁1 |
| 소속 | 1서울과학기술대, 2부산대 |
| 키워드 | Tungsten; Ultrasonic spray pyrolysis; Wet chemical method; Polymeric addition; Spark plasma sintering; Dispersion strengthening |
