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벌크 금속유리 생성원인의 열역학적 해석과 계산기 지원에 의한 합금개발(Thermodynamic analysis of factors for the formation of bulk metallic glasses and alloy design with the aid of computer)

전문가 제언: ○ 1960년에 금-실리콘계에서 무질서한 원자배치를 지닌 고체 금속재료가 처음으로 급속응고법에 의해 제작된 이래, 무질서 원자배열을 의미하는 비정질유리를 포함한 비정질 합금 및 금속유리의 연구가 연구대상으로서 대두되고, 연구가 지속적으로 행해지고 있다. 열역학적인 지식에 입각하여 합금의 조성에 착안한 것으로부터 금속유리의 안정성을 성분 측에 대해 의론하고, 금속유리의 합금개발에 이용 가능한 개발지침을 명확하게 내세우기 위해 방책의 현상과 장래적인 연구동향에 관한 것이다.

○ 열역학적 지식에 기초를 둔 계산방법의 개략은 수치계산 모델의 하나인 열역학 모델은 실험결과와의 대응이 다른 계산모델과 비교하기 용이함과 동시에 다원계 합금에 대한 합금조성의 함수로서 열역학량을 전개할 수 있다는 점을 특징으로 갖기 때문에 합금조성 탐사를 계산기 지원에 의해 연구하고 있다. 이 연구에서 비정질 합금의 성질을 산출하고 그 산출과정에 비정질 합금으로의 특유의 제약조건을 나타내는 것을 통해 목적하는 벌크유리의 성질, 특히 생성조성 영역을 도출하는 방법을 찾을 수 있다.

○ 현상의 성분칙에 관한 간단한 계산의 예로서 성분칙을 동시에 만족하는 3원계의 수를 조사한 결과에 대해 계산 대상이 되는 3원계합금의 총수는 Miedema법에서 얻을 수 있는 원소수의 73에 의해 결정되고, 그 조합의 수부터 62196이 된다. 실제의 계산을 행할 때에는 전체의 3.4%가 되는 62196의 3원계의 중에 2197합금이 성분칙을 동시에 만족하는 것이 보고되고 있다.

○ 컴퓨터의 연산속도에 한층 더 고속화에 의해 계산기 지원에 의한 합금개발 분야의 진전이 확실하게 기대되고 더욱 계산기를 이용한 재료개발로서 본질규명, 효율상승, 자원절약, 에너지절약 등의 공헌, 환경오염방지 등, 사회적으로 문제를 염두에 두고 계산기 과학의 연구를 진행하는 것도 중요하다고 생각된다.

저자: TAKEUCHI Akira
자료유형: 학술정보