Abstract
$Al/Al_2O_3$composites were prepared from the reaction of mullite preforms and amorphous silica in aluminum melt at $1100^{\circ}C$ for 5 hrs. The chemical reaction between mullite preform and aluminum melt has formed the interconnected microstructure. The metal content of $Al/Al_2O_3$composite was controlled with the variable of the apparent porosity according to the sintering temperature of mullite preforms; $1600^{\circ}C$,$ 1625^{\circ}C$, $1650^{\circ}C$ and $1700^{\circ}C$, the mechanical properties of $Al/Al_2O_3$composite were investigated upon the content of Al. The mullite preform sintered above $1600^{\circ}C$ showed the chemical reaction with the penetrated Al melt, but the mullite sintered at $1600^{\circ}C$ didnt react with aluminum melt owing to the non-wetting of Al melt/mullite preform. The influences of penetration direction on the mechanical properties of composites were considered with the two different models of the perpendicular pattern and the parallel pattern to the direction of Al melt penetration. With the increase of Al metal penetration content, the fracture strength of $Al/Al_2O_3$composite decreased and the fracture toughness of composite increased. The microstructure of $Al/Al_2O_3$composite was determined by the direction of metal penetration, but the fracture strength and fracture toughness of composite didnt show the dependence on metal penetration direction.
뮬라이트 preform과 비정질 실리카를 알루미늄 용융체에서 $1100^{\circ}C$, 5시간 동안 반응시켜 $Al/Al_2O_3$복합체가 제조되었다. 뮬라이트 preform과 알루미늄 용융체 간의 화학적 반응은 상호 연결된 미세구조를 형성하였다. $Al/Al_2O_3$복합체의 금속의 양은 뮬라이트 preform의 소결 온도($1600^{\circ}C$, $1625^{\circ}C$, $1650^{\circ}C$, $1700^{\circ}C$)에 따른 겉보기 기공율의 변수로서 조절되었으며, 복합체의 기계적 특성들은 알루미늄 양에 따라 조사되었다. $1600^{\circ}C$ 이상의 온도에서 소결된 뮬라이트 preform은 침투된 알루미늄 용융체와 화학반응을 이루었으나, $1600^{\circ}C$에서 소결된 뮬라이트 소결체는 알루미늄 용융체에 대해 젖음이 이루어지지 않아 화학반응이 진행되지 않았다. 알루미늄 용융체의 침투 방향에 따른 복합체의 기계적 특성에 대한 영향은 알루미늄 용융체의 수직, 평행한 침투 방향 패턴의 두 가지 다른 모델들에 의해 고려되었다. $Al/Al_2O_3$복합체에서 알루미늄의 양의 증가에 따라 파괴강도는 감소하였으며, 파괴인성은 증가하는 경향을 나타냈다.$ Al/Al_2O_3$복합체의 미세구조는 금속의 침투 방향에 의해 결정되었지만, 복합체의 파괴강도와 파괴인성은 금속 침투 방향에 대한 의존성은 나타내지 않았다.
