다공성 티타늄에 대한 제조법의 동향(Processing of titanium foams)

전문가 제언

□ 다공성 티타늄은 뛰어난 기계적 성질, 저비중, 뛰어난 내식성, 뛰어난 생체 적합성(인체 뼈와 동일), 낮은 강성, 고피로 강도 등의 장점을 가지므로 우주, 항공, 잠수함 등의 구조 및 재료의 샌드위치 중심재료로 그 응용 분야가 많아, 다양한 제조법이 연구개발 되어 왔고, 개발 초기에는 종래 사용된 기공성 알루미늄 제법과 마그네슘 공법을 원용하였다. 그러나 티타늄은 용해점(1,670℃)은 지극히 높고, 대기 중에서는 산소, 질소와의 화학 친화성이 지극히 크고, 용해 흡수해 취화가 일어나기 쉽고, 또한 주형용 재료가 없기 때문에, 그 제조는 분말야금(P/M)법으로 한정되어 왔다. 이것은 기공률, 기공의 형상, 분산 상태가 다공성 티타늄의 특성을 좌우하므로 분말 야금법을 쓸 수밖에 없었다.

□ 제조(P/M) 프로세스와 특성은 크게 나누면, (1) 분말의 소결에 의한 방법과 (2) 봉합된 압축가스의 가열소결 때의 크리프 또는 초소성 변형에 따른 팽창에 의한 방법으로 대별된다.

○ 분말 소결에 기반을 둔 프로세스
- 균일한 분말(중공분말)의 프리폼(preform)에 대한 부분적 소결
- 가스발포제를 함유한 불균일 분말의 프리폼에 대한 부분적 소결
- 고체공간을 유지재를 함유하는 불균일 분말의 프리폼 소결
- 휘발성 가설대 상에 퇴적시킨 분말의 소결

○ 봉합된 압축가스의 가열소결 때의 크리프 또는 초소성 변형에 따른 팽창에 의한 방법
- 크리프 변형에 의한 팽창 프로세스(알곤 가스 팽창 프로세스(Kearns process), 저밀도 코어․프로세스(Low density Core process))
- 초소성 변형에 의한 팽창 프로세스

□ 이러한 방법들은 각각 가스 발포제를 포함한 불균일 분말 프리폼의 소결 시 발포제로의 TiH2와 유기 바인더를 포함한 프리폼을 소결해야 하는 것과 휘발성 폴리우레탄·합성고무 등 Ti 합금 분말과 바인더를 반복 침착시켜 프리폼을 만들어 소결하는 것, 특별한 기기가 필요하며, 열처리도 분말 치밀화와 팽창 프로세스의 2단계가 요구되는 등으로 고가격이라는 점, 동소 변태 온도 상하에서 열 사이클에 의해 일어나는 변태 초 소성 현상 등의 문제점이 많아 현재는 시험단계라는 것을 고려해야 한다.

저자

Dunand, DC

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

6(6)

잡지명

Advanced Engineering Materials

과학기술
표준분류

재료

페이지

369~376

분석자

임*웅

분석물

• 다공성 티타늄에 대한 제조법의 동향.pdf [190,684 byte]

이미지변환중입니다.