The composites were fabricated 61 vol.%α-α-SiC and 39vol.% WC powders with the liquid forming additives of 12wt% Al₂O₃+Y₂O₃ by pressureless annealing at 1700, 1800, 1900℃ for 4 hours. The result of phase analysis of composites by XRD revealed α-SiC(2H), WC, and YAG($Al_5Y_3O_{12}$) crystal phase. The relative density, the flexural strength, fracture toughness and Young′s modulus showed respectively the highest value of 99.4%, 375.76㎫, 5.79㎫ㆍ$m^{\frac{1}{2}}$, and 106.43㎬ for composite by pressureless annealing temperature 1900℃ at room temperature. The electrical resistivity showed the lowest value of 1.47×$10^{-3}$/Ω·㎝ for composite by pressureless annealing temperature 1900℃ at 25℃. The electrical resistivity of the α-SiC-WC composites was all positive temperature cofficient resistance (PTCR) in the temperature ranges from 25℃ to 500℃.
교반관법으로 제조한 $AZ91HP/SiC_p$ Mg 복합재료를 틱소포팅하여 미세조직과 존재상들을 조사하였다. $AZ91HP/SiC_p$ Mg 복합재료를 반응고 가공시 액상율 50% 이상에서 완전 충전이 이루어겼으며 전형적인 반응고 조직을 보였다. 복합재료내의 강화상이 초정 $\alpha$상의 합체, 조대화를 억제하여 보다 용이하게 thixotropic 조직을 가질 수 있었다. TEM 관찰결과, 복합재료내의 계면반응 생성물은 MgO, $Mg_2Si$ 및 $Al_{12}Mg_{17}$등이며, 직접 가압시 정출상으로 나타나는 비평형상인 decagonal T상이 관찰되었으며, 이 상은 간접가압시 안정상인 $Al_6Mn$의 형태로 관찰되었다. 이는 간접가압시 승온시간이 직접가압보다 상대적으로 길어, 비평형의 decagonal T상이 안정한 $Al_6Mn$상으로 생성된 것으로 판단된다. 아직까지 생성과정이 명확하진 않으나 교반관법으로 제조 후, 2차가압 성형시 비평형상의 존재는 재료의 강화에 기여할 것으로 판단된다.
The composites were fabricated 61[vol.%] ${\beta}$-SiC and 39[vol.%] $TiB_2$ powders with the liquid forming additives of 12[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ as a sintering aid by pressure or pressureless annealing at 1,650[$^{\circ}C$] for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$ were not observed in the microstructure and the phase analysis of the SiC-$TiB_2$ electroconductive ceramic composites. Phase analysis of SiC-$TiB_2$ composites by XRD revealed mostly of ${\alpha}$-SiC(6H), $TiB_2$, and In Situ $YAG(Al_5Y_3O_{12})$. The relative density, the flexural strength and the Young's modulus showed the highest value of 88.32[%], 136.43[MPa] and 52.82[GPa] for pressure annealed SiC-$TiB_2$ composites at room temperature. The electrical resistivity showed the lowest value of 0.0162[${\Omega}{\cdot}cm$] for pressure annealed SiC-$TiB_2$ composite at 25[$^{\circ}C$]. The electrical resistivity of the pressure annealed SiC-$TiB_2$ composite was positive temperature coefficient resistance (PTCR) but the electrical resistivity of the pressureless annealed SiC-$TiB_2$ composites was negative temperature coefficient resistance(NTCR) in the temperature ranges from 25[$^{\circ}C$] to 700[$^{\circ}C$].
Ultra-fine $\beta$-SiC powders were fabricated by self-propagating high temperature synthesis process (SHS) using microwave oven. The flexural strength, fracture toughness, and hardness of hot pressed sample at 200$0^{\circ}C$ for 60 min using synthesized SiC powders, which had 2 wt% of Al2O3 and 2.5 wt% of B4C content, showed 438 MPa, 4.15MPa.m1/2 and 28 GPa, respectively. The highest strength, fracture toughness, and hardness of composites containing 4wt% of Al2O3, which had highest relative density of 99.9%, showed 458 MPa, 4.6MPa.m1/2 and 36.2 GPa, respectively.
가정용 2.45GHz 마이크로파 오븐을 사용하여 A1 금속분말과 SiO2 분말간에 SHS방법에 의하여 산화/환원 반응을 통한 Al2O3 분말과 Si분말간의 복합체를 얻을 수 있었다. 분말간의 반응을 일으키기 위한 온도까지 승온시키기 위하여는 SiC 분말을 susceptor로 이용한 마이크로파 복합가열(Microwave Hybrid Heating)방법을 사용하여 분당 100℃의 승온 속도로 가열하였으며 반응은 850℃ 근처에서 일어났으며 가열 속도는 반응이 시작되면서 분당 200℃ 이상의 온도상승이 일어나면서 원하는 반응을 얻을 수 있었다.
The mechanical and electrical properties of the hot-pressed and annealed ${\beta}-SiC-TiB_2$,/TEX> electroconductive ceramic composites were investigated as function as functions of the liquid forming additives of $Al_2O_3+Y_2O_3$. The result of phase analysis of composites by XRD revealed ${\alpha}$-SiC(6H), $TiB_2$,/TEX>, and YAG($Al_5Y_3O_{12}$) crystal phase. The relative density and the mechanical properties of composites were increased with increasing $Al_2O_3+Y_2O_3$ contents in pressureless annealing method because YAG of reaction between $Al_2O_3$ was increased. The flexural strength showed the highest value of 458.9 MPa for composites added with 4 wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives in pressed annealing method at room temperature. Owing to crack deflection, crack bridging, phase transition and YAG of fracture toughness mechanism, the fracture toughness showed 7.1 MPa ${\cdot}\;m^{1/2}$ for composites added with 12 wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives in pressureless annealing method at room temperature. The electrical resistivity and the resistance temperature coefficient showed the lowest value of $6.0{\times}10^{-4}\;{\Omega}\;{\cdot}\;cm(25\'^{\circ}C}$ and $3.0{\times}10^{-3}/^{\circ}C$ for composite added with 12 wt% $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives in pressureless annealing method at room temperature, respectively. The electrical resistivity of the composites was all positive temperature coefficient resistance(PTCR) in the temperature ranges from 25 $^{\circ}C$ to 700 $^{\circ}C$.
입자강화 알루미늄 복합재료의 고온거동을 조사하기위하여, 온도 623K~823K에서 $10^{-2}$ ~1.0 S$^{-1}$ 변형속도로 열간 압축 가공 시험을 행하여 복합재의 고온유동응력에 미치는 강화입자의 첨가량, 강화입자의 종류 및 크기와 변형속도 및 변형온도 등의 영향을 조사하였다. 강화입자의 체적분율이 증가함에 따라서 고온유동음력은 증가하였으나 항복점에서의 차이가 변형량이 증가되어도 그대로 유지되고 있었다. 변형속도 민감도(m)로 볼때 SiCp첨가된 복합재가 A1$_2$O$_3$p를 첨가한 복합재보다 비교적 균일하게 가공할 수 있음을 알 수 있었으며, 823K에서 최적변형속도는 0.1Sec$^{-1}$ 이었다. 변형에 필요한 활성화 에너지는 A6061기지금속이 290KJmole$^{-1}$, A6061-20vo1% SiCp = 327KJmo1e$^{-1}$, A6061-20vo1% $Al_2$O$_3$= 531KJmole$^{-1}$이었다. 이것은 알루미늄의 자기활성화에너지 138KJmo1e$^{-1}$보다 큰 값으로 A1$_2$O$_3$강화복합재료가 SiCp 강화 복합재료보다 열간가공이 어렵다는 것을 나타내는 것이다.
Aging characteristics and mechanical properties of commercial 7xxx series Al composites were investigated from viewpoint of ceramic contents. After sintering process, sintered densities of blended and composite powder were 95 and 97%, respectively. Each part was solution-treated at $475^{\circ}C$ for 60 min and aged $175^{\circ}C$. And two-step aging was also performed form $120^{\circ}C$ to $175^{\circ}C$. The aging behavior of the sintered composite pow-der was different from that of sintered blended powder. The peak aging time of the composite was rapid as well due to strain. Before aging, mechanical properties of sintered composite powder was significantly higher than that of sintered blended powder. These increments of properties were directly affected by ceramic particles. However, after aging, incremental rate of mechanical properties was slowed in the composite.
The glass-SiC composites have been manufactured via viscous flow of glass for investigating their sinterability and various properties. The relative density of 99.6% could be achieved when 5 wt% SiC was mixed with glass powder, glass-rearranged at 460$^{\circ}C$ for 3 h and then sintered at 665$^{\circ}C$ for 1 h. The sintered density was decreased as adding more than 5 wt% SiC to glass powder. The resistance properties against hyper velocity copper jet formed by explosion of K215 warhead were compared with other ceramics such as $Al_2O_3$ and pyrex, resulting in lower values than that of $Al_2O_3$.
분말야금법으로 제조된 $SiC_{p}$/6061 Al 복합재료의 열간 압출가공에 있어서 압출성에 미치는 빌렛의 특성과 압출조건의 영향에 대하여 조사하였다. 압출가공성의 난이도를 판단 할 수 있는 기준이 되는 최대압출력과 변형저항 값($K_{w}$)은 350ton 압출기를 이용한 압출압력의 측정과 Watanabe등의 경험식에 의해 도출되었다. 6061Al합금기 복합재료 빌렛의 전단변형저항고 압출압력은 강화재($SiC_{p}$)의 부피분율이 증가함에 따라 증가하고 있으나, 증가되는 비율은$SiC_{p}$인 경두가 $SiC_{w},Al_{2}O_{3f}$/보다 작았다. 강화입자 크기가 작을 수록 변형저항 값이 증가하였고 압출성도 양호하였다. 변형저항 값의 증가는 기지금속의 가공경화에 기인하며, 최대압출력을 나타내는 피이크는 강화재의 입자가 미세할 수록, 즉 가공경호가 클 수록 뾰족한 형상을 나타내었다. 압출온도가 증가할 수록 변형저항 값이 낮아져서 작은 압출력으로도 복합재료의 압출이 가능하나, $500^{\circ}C$이상인 경우 압출재 표면에 극심한 tearing현상이 발생하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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