Mo-Si-B Core-shell 복합 분말의 소결 거동 분석

Abstract

최근 우주항공 및 원자력 산업에 대한 관심이 증가됨에 따라 고융점 금속에 대한 연구의 필요성이 나날이 증가하고 있다. 현재 가스 터빈 엔진의 주 재료인 Ni-based superalloy는 융점이 약 1400oC로 터빈의 입구에 들어오는 고온고압의 기체가 가지는 온도인 1700oC를 크게 밑돌고 있어 에너지 효율의 저감이 일어나고 있다. 이에 Ni-based superalloy를 대체할 재료로 우수한 내산화성과 기계적 특성을 가지는 Mo-Si-B 합금이 각광받고 있다. 하지만 이러한 Mo-Si-B 합금은 실제 산업에서 사용하기 위해 필요한 수준의 인성이 부족한 단점이 있어 이를 극복하기 위해 미세구조에서 연속적인 α-Mo상의 matrix를 형성함으로써 인성을 향상시키는 노력이 필요하다. 그렇지만 기존의 Mo-Si-B합금을 제조하는 공정인 주조법은 이러한 미세구조를 얻기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 분말야금법을 이용해 이상적인 미세구조를 가지며 동시에 나노 사이즈의 Mo 분말을 형성시켜 비표면적 증가로 인한 소결성 향상으로 생산성의 증가까지 기대되는 Coreshell 복합 분말을 제조하였다. 본 연구에서는 이러한 Coreshell 복합 분말의 소결 거동에 대해 분석하여 소결성이 향상된 주요 원인을 알아보고 딜라토미터 분석을 통해 얻은 shrinkage rate를 이용해 소결 활성화 에너지를 구함으로써 정량적으로 소결 특성이 향상된 정도를 알아보았다.