에너지 이론에 의한 전위 우선석출(Energy Consideration for Preferential Precipitation on Dislocations)

전문가 제언

□ 합금에서는 고체 내부에서 조성구조가 다른 새로운 상이 생성되고 이러한 상(석출)의 형성으로 합금이 경화된다. Al-Cu의 합금에서 Cu용체를 500°C로 유지하면 Cu원자가 Al원자의 격자점을 무질서하게 차지하는 고용체가 형성되고 이 고용체를 0°C까지 급속냉각하면 고용체로부터 석출 상을 만들 틈이 없어 용질원자 Cu가 과포화로 되는 과포화 고용체가 된다. 이 상태는 에너지 측면에서 불안정하여 고용체는 분해 되어 보다 더 안정한 상태로 옮겨가게 된다.

□ 2성분 혼합 계를 급랭하여 스피노달 곡선의 안쪽에 있게 한 경우 2상 분리가 일어난다. 2성분이 액체인 경우는 복잡한 현상이 아니지만 2성분이 금속과 같은 고용체인 경우 농도의 동요가 생기면 시간에 따라 동요가 증가하며 분해가 진행되어 농도가 진한 상과 얇은 상의 수백 간격으로 조직배열이 형성된다. 영구자석에서는 이 과정에서 비강자성과 강자성 상이 분산되기 때문에 우수한 자석을 얻을 수 있다. 또한 농도가 크게 변한 작은 영역에서는 핵 생성과 확대에 의해 진행되는 2상 분리인 핵생성과 성장 과정이 일어난다.

□ 합금의 응고과정은 액체금속에서 핵이 발생하여 그것이 성장함으로써 진행한다. 이 핵 발생과 성장의 양상에 따라 다양한 조직이 형성된다. 핵의 발생수가 많고 등방으로 성장하면 미세한 등방조직이 되고 핵의 발생이 단일하고 그것을 그대로 성장시키면 단일 결정이 된다. 핵이 발생할 때 액체에서 그 금속이 핵 생성하여 결정화하는 균일 핵 발생과 결정화 과정에서 다른 매체에 핵 생성하는 불 균일 핵 발생이 있다.

□ 석출물의 결정구조가 모상의 구조와 다른 것이 많은 합금에서 나타나고 있다. 특정 변체(variant)가 우선 전위(轉位: dislocation)에 의해 석출되는 것이 Al-Cu합금 등의 실험에서 나타나고 있다. 본 연구는 석출 물과 모상의 균일성, 석출물의 상태와 탄성, 전위에서 핵생성 및 에너지 이론에 의한 우선석출 변체(variant)에 대해서 설명하고 있다. 복잡한 계산과정은 적절하게 단순화할 수 있어야 실험결과를 더 합리적으로 설명할 수 있다. 또한 석출물의 핵 생성은 입계에서 석출 물의 변체 선택성과 우선성의 기준(criterion)을 설정하여 설명할 필요가 있다.

저자

Toshiyuki Fujii ; Susumu Onaka ; Masaharu Kato

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

43(11)

잡지명

Bulletin of the Japan institute of metals(N103)

과학기술
표준분류

재료

페이지

925~930

분석자

오*섭

분석물

• 에너지 이론에 의한 전위 우선석출.pdf [179,912 byte]

이미지변환중입니다.