SPD에 의한 미세화의 한계

전문가 제언

○ SPD(Severe Plastic Deformation)는 강소성 변형가공법으로 물질의 두께나 단면적의 변화 없이 높은 변형에너지를 물질내부에 축적시킴으로써 나노입자를 만들 수 있는 기술이다. 이러한 가공법은 도전성 소재에 적용하면 구리합금과 같이 전기전도도 감소 없이 고강도의 합금을 제조할 수 있는 특징이 있다.

○ 입자의 미세화는 강성이나 인성 등 기계적 특성을 향상시키는데 이용되는 가공법이다. 그러나 기존의 소성가공법은 가공이 진행됨에 따라 소재의 단면적이 감소하기 때문에 소재 내부에 필요한 변형에너지를 축적시키는데 제한을 받게 된다.

○ 그러므로 기존의 소성가공법으로는 입자크기를 100nm 이하로 만들기는 거의 불가능하다. 즉 기존의 가공법인 압연, 압출, 단조 및 열처리에 의해서는 결정립(grain)의 크기를 마이크론 수준밖에 제조할 수 없다. 그러나 SPD 가공법은 서브마이크론 구조의 결정립도 제조할 수 있다.

○ SPD의 주요기술로는 ECAP, ARB 및 극저온 가공법이 있으나 이러한 가공법으로는 서브마이크론 구조의 입자를 형성할 수는 있어도 100nm 이하의 나노입자를 얻기는 대단히 어렵다. 나노구조의 물질을 만들기 위해서는 나노분말법, 금속응고기술, HPT(High Pressure Torsion) 등의 특수가공 기술이 필요하다.

○ HPT법은 밀폐된 다이의 시료에 높은 압력(수십GPa)을 가하여 스트레인으로 소재 내부에 큰 변형에너지를 축적시키는 방법이다. 이것은 나노스케일 벌크조직을 제조할 수 있고 알루미늄 합금과 같이 적층결합에너지가 높은 물질에 유용하게 이용할 수 있는 강소성 가공법이다.

○ 이와 같이 HPT 및 RPR(Repeated Pressing and Rolling) 기술은 기존의 강소성 가공으로는 제조할 수 없었던 나노사이즈의 벌크소재를 제조하는데 유용하게 이용될 수 있다. 향후 이에 대한 꾸준한 연구와 기술개발에 의한 나노과학의 발달이 기대된다.

저자

Pippan, R; Wetscher, F; Hafok, M; Vorhauer, A; Sabirov, I; AF Pippan, Reinhard; Wetscher, Florian; Hafok, Martin; Vorhauer, Andreas; Sabirov, Ishaf

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2006

권(호)

8(11)

잡지명

Advanced Engineering Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1046~1056

분석자

오*섭

분석물

• SPD에 의한 미세화의 한계.pdf [235,225 byte]

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