소결 보고서

목차

Ⅰ. 주 제

Ⅱ. 연 구 자

Ⅲ. 연구목적

Ⅳ. 실험방법 및 과정

Ⅴ. 관련이론

Ⅵ. 결과

Ⅶ. 고찰

Ⅷ. 참고문헌

본문내용

하도록 이동한다. 따라서 2개의 다른 배열의 격자에서 하나의 새로운 격자 배열은 만든다. 이 현상이 확산이며 Fe-Cu조성에서는 Hume-Rotherty 법칙에 의거해 두 개의 원자 크기차가 크지 않기 때문에 치환형 확산으로 인해 고용강화가 발생했다고 판단하였다. 또한 1020°C는 Fe. Cu 금속 모두의 재결정온도보다 높기 때문에 금속 확산이 빠르게 일어나며 먼 거리에 걸쳐 원자이동이 있다고 생각할 수 있다. 즉 이 가정을 접목시켜 보면 확산에 따른 구조 변화가 빠르게 일어난다.
<그림13>
또한 압분체의 접촉입자의 표면에는 성형가공으로 인해 상당한 왜력을 보유하고 있으며 여기에 재결정온도 이상으로 온도를 상승시켜주면 확산에 따른 경도가 상승할 것이다. 또한 금속분말 소결에는 비정질과 달라서 응집과 함께 결정의 발생 또한 소결의 기구이기 때문에 압분체는 압착 때문에 상당히 큰 왜력이 입자의 접촉점, 또는 면에 보유되어 있으므로 표면에너지가 커져서 결정핵의 생성에 알맞은 상태가 조성된다. 즉 <그림13>을보면 시간이 지남에 따라 안정된 핵이 생성되었다면 이 후 열처리에 따라서 핵의 성장 또는 종결정의 성장이 시작되는 것을 볼 수 있으며 분말의 소결온도 상승과 함께 자기확산에 의하여 소결이 진행하는 상황(a->b->c->d)을 볼 수 있다. 따라서
금속분말의 소결은 온도의 상승과 함께, 또 시간이 지남에 따라 그 기계적 성질은 향상한다. 결국 처음에 가정했던 Fe, Cu의 기본경도차에 의한 실험결과 값은 무의미하게 된다. 다음으로 조성에 따른 경도 변화 관계를 알기위해 밀도 수축에 의한 경도 변화에 대한 관련이론을 살펴 보았다. <그림14>는 금속분말을 여러 가지 압력으로 압분소결 했을 대 밀도에 미치는
<그림14>
<그림15>
소결온도의 영향을 나태내며 또 <그림15>는 소결온도가 높은 경우와 낮은 경우에 밀도에 미치는 시간의 영향을 나타낸 것이다. 그림에서 알 수 있는 바와 같이 과도한 압분은 오히려 팽창현상을 볼 수 있는 점에 주목할 일이며, 주로 가스의 영향에 의하는 것이라 생각된다. 또한 소결할 대 수축은 입자의 크기 및 형상, 압축 방향 에 다라 큰 영향을 가져온다. 그림<16>과 관련된 이론을 보면 온도에 따른 Fe-Cu 밀도를 보기 쉽게 알 수 있다. 1020°C에서 철 분말은 약30% 수축하는 사실을 볼 수 있고 Fe, Ni, Cu에 있어서도 다음 그래프와 비슷한 결과를 실험적으로 이미 확인된바 있다. 이러한 관련이론을 토대로 본다면 1020°C에서 실시한 이번 실험은 Fe-Cu분말을 비교적 고압, 고온로 가열하였기 때문에 밀도는 상당히 높으며 기공이 거의 존재 하지 않을 것이라고 예측 하였고 조직 사진에서 기공이 존재하지 않음을 보며 추론을 확정하였다. 이와 같은 이유로 소결시편은 고밀도라고 판단 할 수 있었으며 결국 밀도에 따른 경도차도 배제할 수 있었다. 그렇다면 조성별 경도의 차는 고용강화로 설명 가능해 지는데 Cu의 녹는점은 Fe의 녹는점에 비해 현저하게 낮기 때문에 1020°C에서 Cu의 확산이 현저하게 빠르게 된다. 4개의 조별 시편의 다량의 Cu원자가 Fe원 자간 상호 확산이 일어나게 되고 Fe80%-Cu20%, Fe60%-Cu40% 의 조성사이에서 최고효율의 냉
<그림16>
<그림17>
각에 의한 석출강화가 일어났다고 판단하였다. 마지막으로 경도값의 측정간 표준편차가 큰것은 성형공정중 압력방향에 따르 경도값의 비율이 달라지는것을 알수 있었다. <그림17>을 보면 측면은 밀도가 낮아 경도가 낮고 상하면은 비교적 경도가 높은것을 볼 수 있다. 좀 더 정확한 측정을 하기위해서는 시편의 일정부분만을 경도 압입자로 찍어야만 경도 편차를 줄일 수 있음을 알게되었다. 조직사진으로 판단할 수 있는 사실은 고온, 고압의 분위기에서 밀도는 아주 높게 일정한 상태이기 때문에 조성만을 파악할 수 있다고 판단했다. 좀 더 정확한 경도측정과 조성이란 변수에 온도, 압력을 변수로 추가하여 실험을 실시했다면 소결체의 온도-경도관계, 압력-경도관계, 온도-압력관계를 파악할 수 있을 것이며 다양한 결과가 나올 것이다.
Ⅶ. 참고문헌
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