분말의 압축성형 및 성형체의 소결, XRD 상 분석

소개글

분말의 압축성형 및 성형체의 소결, XRD 상 분석에 대한 보고서 자료입니다.

목차

서론
가.실험목적
나.관련이론
1.금형성형
2.냉간등압성형
3.CIP와 금형 프레스의 차이
4.열간성형
5.소결
6.분말 성형체 조직과 치밀화
7.열처리에 의한 밀도와 실제 분말 형상

본론
가.실험방법
나.실험결과
1.결정학적 밀도
2.Al성형체의XRD 데이터 상분석 및 분석
3.분말시료&CP성형체&CIP성형체의 주사전자현미경

결론
가.실험에 따른 고찰
나.참고문헌

본문내용

감소를 확인 할 수 있다.
체적 19% 감소
표.5
성형체
질량(g)
부피 ( : )
밀도( : )
1.
5.00
2.62
1.91
2.
5.00
(1차성형체)
3.01
1.66
3.
4.90
(2차 CIP성형체)
2.12
2.31
4.
4.93
(냉간성형체 열처리)
2.59
1.90
5.
4.88
(CIP성형체 열처리)
2.11
2.31
1-3) 최종입자밀도(Ultimate Particle Density)
표.6
성형체
이론과의 밀도 차
상대밀도(%)
이론밀도(2.71 g/㎠)에 대한 상대밀도로 환산
1.
CP
0.8
70.5
CP→CIP
14.7% 증가
2.
가성형
1.05
61.3
3.
CIP
0.4
85.2
4.
CP→Heat
0.81
70.5
열처리 후 밀도가 증가를 보이지 않았다.
5.
CIP→Heat
0.4
85.2
2. 입자크기 비교
ICDD Data 확인 시 이때 의 2-theta값과 그에 따른 intensity와 면지수를 확인 할 수가 있는데, ICDD Data와 큰 차이를 보이지 않음을 보였다. 예상하였던 산화, 불순물로 인한 peak를 보이진 않았다.
2. Al성형체의 XRD-Data 상분석 및 분석
3.분말 시료&CP성형체&CIP성형체의 주사전자현미경(SEM)
※열처리 후 CP→CIP의 차이를 확인 하였을 경우 neck 성장의 진행도의 차이를 확인 할수 있게 된다.
3.결론
가. 실험에 따른 고찰
⇒ 이번 실험은 분말의 입도 및 밀도 분석의 실험과 연계 되는 실험이었으며, 분말 시료를 몇 가지 성형 방법을 통하여 각각의 성형체가 나타내는 밀도 및 입자의 모양 그리고 열처리를 한 후 입자의 모양을 알아보는 실험이었다.
밀도 비교
냉간 성형으로 인한 성형체와 냉간 등압 성형으로 인한 성형체, 열처리를 한 성형체의 밀도 분석을 하였을 경우, 다음 그림과 같은 밀도 차를 보이는데, CP와 CIP의 체적변화는 약 19%의 차이를 보였으며 열처리로 인하여 neck 성장으로 인해 밀도가 더욱 증가함을 예상하였지만 그렇지 않았다. 그러한 이유로는 알루미늄의 융점은 660.32℃인데, 열처리의 조건은 400℃에서 1시간이었다. 전자현미경사진으로 보았을 경우는 neck 성장이 보였지만 실제적인 체적 변화와 밀도 변화를 보이지 않았다. 열간 성형과 비교 하여 냉간성형체를 열처리만으로 하였기 때문에 neck성장만 하였을 뿐 체적의 변화는 일어나지 않았다고 생각된다. 참고로 분말 성형체는 압력, 밀도, 강도 등에 의 해 영향을 받게 된다.
입자 형상
실험 결과에서 확인 할 수 있듯이 열처리 후 냉간성형(CP)의 입자의 형상을 보면 neck성장의 초기 모습을 확인 할수 있다. 열처리 중 온도와 시간 그리고 열간성형(HP)와의 차이점으로 인해 neck 성장을 보이긴 하지만 실제적인 밀도의 차이를 보이진 않았음을 확인 할 수 있게 되며, 냉간등압성형(CIP)의 입자 형상은 CP에 비해 체적 변화의 19%감소로 인해 분말 입자와 입자 사이의 평균 거리가 짧아져 열처리 후 neck성장에서 다수의 분말 입자가 합해져 neck성장을 보이며 neck성장이 상당히 진행 된 상태를 보이고 있다.
이로써 냉간성형(CP)와 냉간등압성형(CIP)의 체적 변화, 즉 밀도 증대로 인해 neck 성장의 진행도와 pore의 감소 및 소멸을 확인 할 수 있게 된다.
XRD 상분석
X선 회절분석기를 통한 상분석을 하였는데, 불순물 또는 표면의 산화에 따른 2-theta에 따른 intensity값은 달라지는 질 수 있게 되지만 그렇지 않고 ICDD Data와 거의 일치한 값을 보였다. 각각의 성형체에 따른 상이 나타내는 intensity값을 확인 하며 비교할 수가 있었으며, 각 Peek의 상 및 면지수를 확인하여 표기 하였다. 또한 intensity의 값의 조금의 차이를 보이게 되는데 이러한 이유로는 성형체의 시편를 정밀 연마가 아닌 Sand Paper #400로 평면만을 유지하기 하였기 때문에 나타나는 현상으로 보인다.
마지막으로 실험의 여건 상 진행 순서 및 시간등으로 인해 조금 더 정확한 값과 실험 초 얻고자 한 냉간성형 및 냉간등압성형, 열간성형으로 인한 밀도변화와 체적 변화가 의도한 대로 나오지 않은 점이 아쉽게 생각된다.
나.참고 문헌
1)재료공학실험, 이정일 저, 충주대학교, p148~158
2)소결의 이론 및 실제, 다성출판사, 박상엽, 백용균, p23~60
3)파인세라믹스, 이형직 저, 반도출판사, p49~68
4)http://www.kobelco.co.jp ⇒고온ㆍ고압기술

키워드

분말,   압축성형,   XRD,   소결,   냉간성형,   열간성형,   열처리