Mg-4.2Zn-0.8Y(at.%) 합금의 미세조직과 기계적 성질에 영향을 주는 Gd의 효과

전문가 제언

○ 기존 상용 Mg합금은 최적의 경량구조용 재료로 여러 가지 특성이 우수하여 각종 전자제품, 차량부품 및 우주항공분야 부품으로 사용되고 있다. 그러나 사용온도가 150oC 이상이 되면 강도가 크게 감소하여 고온부품으로의 사용이 제한을 받는다.

 

○ 이 문제점을 극복하기 위하여 최근 10여 년 동안 기존 Mg합금에 RE를 첨가하여 고온강도를 높이는 연구를 수행 한 결과 실용가능성이 높은 Mg-RE계 합금이 개발되고 있다. 한 예로서, 최근 높은 경도와 열역학적 안정성과 함께 실온 YS가 약 410MPa이상인 Mg-Zn-Y의 3원계 합금에 정20면체의 준결정체인 i-Mg3Zn6Y상을 생성시켜 고온에서 사용가능한 Mg-4.3Zn-0.7Y(at.%) 합금이 개발되었다.

 

○ 또 다른 최근의 연구결과에 의하면, Mg-Zn-Y 3원계 합금의 강화에 중요한 역할을 하는 Zn/Y비를 증가시킴에 따라 여러 제 2상의 열적 안정성이 (Mg24Y5)→LPSO(18R:Mg10ZnY, 14H:Mg12ZnY) → W(Mg3Zn3Y2) → i-상(Mg3Zn6Y) → Mg7Zn3상의 순서로 증가한다고 한다. 즉, Zn/Y비를 조절함으로서 다양한 고온 강화상의 형성으로 유용한 고온 Mg합금의 개발가능성이 보인다.

 

○ Y를 Gd, Dy 또는 Ho등의 다른 RE로 대치하여도 3원계상의 제 2상 형성 경향은 유사하나 다만 이들의 형상과 생성조건의 차이는 있다. 예를 들면, LPSO상은, 주방 상태의 Mg-Zn-Y계 합금에서는 결정입계를 따라 덩어리 형태로 생성되나 Mg-Zn-Gd계 합금에서는 고온에서 시효처리 시 얇은 층상으로 생성된다. 또한, 전체적인 RE의 함량(Gd+Y)을 0.6 at%로 고정한 상태에서 Gd/Y의 비를 증가시킴에 따라 생성되는 제 2상의 종류가 다양해진다.

 

○ 고온용 Mg-RE합금분야 연구는 일본을 위주로 시작되었으나 일본의 중국유학생들이 이 연구과제에 참여한 후 본국으로 귀국하여 중국에서의 연구를 활성화하였다. 현재는 일본보다도 중국에서 발표되는 논문이 월등히 많은 현실이다. 우리나라에서는 재료연구소, 생기원, 연세대 및 POSTECH 에서 그동안 4편의 연구논문이 발표되었다.

저자

J. Wu, Y. L. Chiu, I. P. Jones

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

661()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

455~460

분석자

남*우

분석물

• Mg-4.2Zn-0.8Y(at.%) 합금의 미세조직과 기계적 성질에 영향을 주는 Gd의 효과.pdf [512,026 byte]

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