Mg-Cu-Gd계 금속유리의 비정질상 형성능과 가소성에 미치는 Cd의 첨가효과

전문가 제언

○ 비정질 금속(amorphous metal)이란 구성원자가 규칙적으로 배열된 결정을 형성하지 않고 유리나 물과 같이 무질서하게 존재하는 금속을 말한다. 따라서 비정질 금속은 metallic glass 또는 liquid metal로 불리기도 한다. 비정질 금속은 고용도에 관계없이 합금화가 가능하고 결정립계가 없으므로 균질하여 기계적 특성, 내식성, 자기적 특성 등이 통상의 결정재료와는 비교될 수 없이 우수하여 1980년대부터 각종 합금계에 대한 개발 연구가 이루어져 왔다.

 

○ 비정질화에는 급속응고가 필요하므로 벌크재의 제조에는 크기에 한계가 있다. 따라서 비정질 합금의 실용화는 자성재료, 스포츠용품, 소형전자부품 등에 일부 이용되는 정도로서 기대만큼 확대되지 못하고 있다. Mg계 비정질합금은 2000년 이후에 본격적으로 연구가 추진되어 Mg-Ni-RE(희토류)계와 Mg-Cu-RE계에 제4원소를 첨가하는 다원합금들이 보고되고 있다. 그러나 연구의 대부분은 비정질 형성능이나 기계적 특성을 위한 합금설계 위주의 기초연구 수준에 머무르고 있다.

 

○ 본 연구는 Mg61Cu28Gd11조성의 합금을 기반으로 Cd의 첨가효과를 조사한 것으로서, Cd=2.0at.%첨가에 의해 파괴강도, 가소성(plasticity), 비정질 형성능의 향상 효과를 제시하고 있다. 비정질 합금의 설계에서는 결정화의 억제를 위해 원자 크기의 비는 12~15%이상의 차이가 있어야 바람직하다. Cd와 Mg, Cd와 Cu의 원자반경비는 이 한계를 벗어나지 못하지만 70K의 큰 과랭도와 상안정성이 확인된 것은 특기할 만하다.

 

○ 국내의 비정질 합금연구는 1980년대에 KIST의 연자성재료를 시초로 하여 2003년에 “준결정재료 연구”, “초고강도, 고기능 구조용 합금 가공기술”이 국가과제로 추진되어 현재는 포항공대, 연세대, 포항산업과학연구원 등에서 수행되고 있다. 비정질 Mg합금은 연세대(김도향 교수팀)에서 연구되어 2000년대 초에 Mg-Cu-Y계 및 Mg-Cu-Gd계 합금이 발표되었고 이에 관한 등록특허도 존재한다. 비정질 Mg합금의 실용화를 위해서는 결정화 온도의 제고, 고인성화와 고성형성을 위한 합금설계, 벌크재의 양산기술 개발이 중요한 과제가 될 것이다.

 

저자

Y.D. Sun, Q.R. Chen, G.Z. Li

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

584()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

273~278

분석자

심*동

분석물

• Mg-Cu-Gd계 금속유리의 비정질상 형성능과 가소성에 미치는 Cd의 첨가효과.pdf [339,981 byte]

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