소결분위기 제어에 의한 Al2O3/Fe-Ni 나노복합재료의 제조 및 특성

Abstract

소결 분위기가 금속입자분산 세라믹스기 복합체의 미세 조직 및 물성에 미치는 영향에 대하여 조사하고자 화학적 방법으로 합성한 Al₂O₃/Fe-Ni 나노복합분말을 수소 및 아르곤 가스 분위기, 또한 소결온도 등으로 제어하여 열간가압 소결하였다. 수소분위기에서 소결한 복합체는 아르곤분위기의 경우보다 반응상 FeAl₂O₄의 형성이 억제되었으며, 증가된 파괴강도 및 인성 값을 나타내었다. 또한, 소결 온도를 낮추었을 경우 기지상 및 금속 분산상의 미세화와 향상된 기계적 성질을 얻을 수 있었다. 소결 조건에 따른 기계적 특성의 변화는 주로 반응상의 형성과 관련된 미세조직 특성에 의존하는 것으로 해석하였다.

To investigate an effect of sintering atmosphere on microstructure and properties of metallic particle dispersed ceramic based composites, the powder mixtures of Al₂O₃/Fe-Ni, synthesized by chemical solution process, were hot-pressed under different atmospheres such as hydrogen or argon gas and different sintering temperature. Hot-pressed composite in a hydrogen atmosphere exhibited less reaction phase of FeAl₂O₄ and enhanced mechanical properties than that in an argon atmosphere. Furthermore, decreasing hot-pressing temperature produced a refinement of ceramic matrix and metallic dispersion particles as well as improvement of mechanical properties. The change of mechanical properties in the composites with different sintering conditions was explained by microstructural characteristics relating to reaction phase formation.