ZX51-Al2O3p Mg복합재료의 미세조직과 기계적 성질

전문가 제언

○ Mg기지복합재료를 제조하는 여러 방법 중 조업이 간단하고 융통성이 있으며 저렴하면서도 생산속도가 빠른 교반주조방식(stir casting method)이 가장 많이 사용되는 방법 중 하나이기 때문에 최근에 이에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 이 교반주조방식으로 제조되는 Mg기지복합재료의 강도를 높이기 위하여 여러 종류의 강화제가 사용되는데 그 대표적인 것으로 SiC, 흑연 및 알루미늄 붕산염 위스커 등이 있으나 기지재료로는 AZ31Mg합금이 주로 사용되는 정도로 다양하지 못하다.

 

○ 강화된 복합재료의 여러 특성은 기지재료와 강화제의 종류와 특성에 따라 결정되기 때문에 이들의 올바른 선정이 매우 중요하다. 그동안 Mg기지 복합재료의 강화재로 Al2O3, SiC, TiB2, 흑연, CNT, Ni 및 Ti등의 여러 세라믹스와 금속입자 들이 사용되었다. 알루미나(Al2O3)는 강도, 강성, 경도 및 융점이 높고 내마멸성, 화학적 안정성 및 열적 안정성이 우수하고 가격이 저렴하면서도 풍부한 장점을 갖는다.

 

○ Mg합금복합재료의 기지재료 중 가장 잘 사용되는 상용 AZ91합금의 주 합금첨가원소는 Al이며 이는 주조성을 개선시키고 상인 Mg17Al12상을 석출시켜서 실온 강도를 높인다. 그러나 사용온도가 120 °C이상에서 이 상이 분해되어 기지내로 용해되어 소멸되기 때문에 강도가 낮아진다. 이 문제를 해소하기 위하여 Al대신 Ca와 Zn가 첨가된 ZX계 합금으로 상의 양을 줄이고 고온에서도 보다 더 안정한 금속간화합물인 Mg2Ca가 형성되게 하여 실온 및 고온강도를 개선할 수 있다.

 

○ 본 연구에서는, 이렇게 우수한 특성을 갖는 ZX51합금을 기지금속으로 하고 강화제로 Al2O3를 사용한 합금을 교반주조방식으로 제조하였다. 강화제인 Al2O3p입자첨가로 Mg결정립이 불균질 핵생성 되고 응고과정에서 성장이 억제되어 조직미세화로 기계적 성질이 개선되나 동시에 기공형성으로 기계적 성질이 불량해 지는 효과도 있다. 보다 더 개량된 제조방법의 개발이 요구된다. 이 분야 연구는 중국에서 활성화되고 있으나 국내의 연구보고는 아직 없다. 강도 높은 경량Mg복합재료개발로 전기자동차의 실현을 앞당기기 위하여 국내의 연구가 조속히 활성화 되어야한다.

저자

R. Rahmany-Gorji, A. Alizadeh, H. Jafari

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

674()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

413~418

분석자

남*우

분석물

• ZX51-Al2O3p Mg복합재료의 미세조직과 기계적 성질.pdf [497,941 byte]

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