• 한국분말재료학회지
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• 제11권3호
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• pp.193-201
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• 2004

1960년 Au-Si계 합금에서 처음으로 비정질상이 급속 응고법에 의해 보고된 이래/sup 1)/ 지난 40년 간 많은 합금계에서 비정질상이 보고되어졌다. 대표적으로 Fe-, Ni-, Co기 합금 등 많은 합금계에서 비정질상이 보고되었으나, 비정질상의 형성을 위해서는 약 105 K/s이상의 높은 냉각속도를 필요로 하였다. 1980년대 수백 K/s의 낮은 냉각속도 하에서도 비정질상이 형성될 수 있는 다원계 합금(multi-component alloy)이 Mg-Ln-(Ni, Cu, Zn), Ln-Al-TM 합금에서 보고되어 졌으나 많은 관심을 받지 못하다가 1993년 Zr-Ti-Ni-Cu-Be 합금에서 수 ㎝ 크기의 비정질합금 제조가 보고되면서 전 세계적으로 많은 관심을 받게 되었다. Zr-Ti-Ni-Cu-Be계 벌크 비정질 합금이 보고된 후 Zr-(Nb,Pd)-Al-TM, Pd-Cu-Ni-P, Fe-Co-Zr-Mo-W-B, Ti-Zr-Ni-Cu-Sn등 여러 합금계에서 벌크 비정질 합금이 보고되었다. (중략)

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.502-502
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• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.

• 한국주조공학회지
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• 제23권5호
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• pp.286-290
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• 2003

본 연구에서는 Ni-Zr-Ti의 3원계 합금을 기본으로 하여, Si 및 Sn 등의 원소를 첨가하여 Ni-rich 영역에서 벌크 비정질 합금을 제조하였다. $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ 조성의 합금에서 injection casting에 의하여 약 58 K의 과냉각액상영역을 가지고 있는 직경 3 mm의 벌크 비정질 시편을 제조하였다. 이러한 우수한 비정질 형성능은 액상온도의 저하로 인해 낮은 온도까지 액상이 쉽게 과냉되기 때문인 것으로 사료된다. $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_5$ 합금은 두 단계에 걸쳐 결정화가 일어나는 반면, $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ 합금은 단일 단계에 의해 orthorhombic $Ni_{10}{(Zr,Ti)}_7$ 결정상과 cubic NiTi 결정상으로 결정화가 일어난다. 벌크 비정질 $Ni_{59}Zr_{20}Ti_{16}Si_2Sn_3$ 합금의 경우 압충강도는 2.7 GPa, 연신율은 약 2% 정도의 값을 가진다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.96-96
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• 2003

비정질 합금은 기존 결정질 합금에서는 얻을 수 없는 독특한 물리적, 화학적, 기계적, 전자기적 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 비정질을 형성하기 위해서는 매우 큰 냉각속도가 필요하므로 제조 가능한 비정질 합금은 분말, ribbon, 박판 형태로 제한되어 있다. 최근 비정질 분말 제조 및 벌크 비정 질에 관한 연구는 많은 발전을 보아 왔지만, 아직도 고청정 비정질 합금 분말의 제조와 대량 생산화 관해서는 많은 연구가 요구된다. 본 연구에서는 고청정 Ni-Zr-Ti-Si-(Sn)계 벌크 비정질 분말을 가스분무법으로 제조하였다. 제조된 합금 분말은 각 입도 별로 구분하여, XRD 분석을 통하여 비정질 형성 가능 입도을 분석하였다. 분말의 외형은 SEM으로 분석하였으며, 미세구조는 TEM을 사용하였다. 열적특성은 DSC 분석으로 조사하였다. 또한 제조한 비정질 분말의 미세구조와 비교하기 위하여 Tg와 Tx 온도범위에서 열처리 한 분말의 미세구조를 분석하였다. XRD 분석 결과, 가스분무법으로 제조된 Ni-Zr-Ti-Si-(Sn) 분말 중에서 75$\mu\textrm{m}$ 이하의 분말은 비정질상을 가졌으며, 75$\mu\textrm{m}$ 이상의 분말은 결정질 또는 비정질의 혼합 상으로 구성되었다. 비정질 분말 회수율은 약 60% 이상이었다. 미세 TEM 분석에서 75$\mu\textrm{m}$ 이하 분말은 전형적인 비정질 Halo 형상을 보였으며, 결정질이 혼합된 분말은 비정질 기지상에 결정질 응고 수지상 조직이 혼합되어 있음을 확인하였다.

• 기계와재료
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• 제10권2호통권36호
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• pp.103-109
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• 1998

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.3315-3318
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• 2012

본 연구에서는 가스아토마이저를 이용하여 Fe계 비정질 합금 분말을 제조하였고, 제조된 비정질 분말의 특성을 평가하였다. Fe계 비정질 합금분말의 형상, 결정구조, 비정질 형성능 분석은 고분해능 주사전자현미경(FESEM), X-선 회절분석기, 시차주사열량측정법(DSC)을 이용하여 각각 분석하였다. 분말은 45~90 ${\mu}m$ 크기의 구형으로 생성되었다. 제조된 Fe-계 합금분말을 X-선 회절 분석한 결과 결정피크는 관찰되지 않고 전형적인 비정질 결정구조 피크만 관찰되었다. 합금분말의 DSC 분석결과 벌크비정질합금에서 나타나는 Tg와 Tx가 존재하였으며, Tg = $530^{\circ}C$, Tx = $560^{\circ}C$로 관찰되었다. 이러한 결과로부터 본 연구를 통하여 제조된 구형의 벌크비정질합금(BMG) 분말은 레이저 용접에 적용이 가능한 재료임을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제12권4호
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• pp.154-159
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• 2002

벌크 비정질 형성능과 큰 포화자속밀도를 가지는 FeBSiNb계 아몰퍼스 합금 리본을 22~102$\mu\textrm{m}$의 두께 범위에서 단롤형 액체 급냉법으로 제조하였다. 이 합금은 두께 증가에 따라 보자력이 감소하고 최대투자율 및 교류투자율이 증가하였으며, 자기이력곡선의 각형비가 감소하였다. 한편 전기 비저항은 두께와 상관없이 거의 일정한 값을 나타내었다. 또 지구 관찰 결과, 두께가 증가하면 내부 자기 이방성의 변화에 따라 자구가 미세화 되고 보다 복잡한 자구 구조를 갖는 것으로 나타났다. 두께 81$\mu\textrm{m}$인 합금의 경우, 24 mOe의 작은 보자력과 1KHz에서 12,000이상의 높은 실효투자율을 나타내어 일반적인 고 연자성 비정질 합금(두께 약 20$\mu\textrm{m}$)의 특성을 능가하였다. 이와 같은 두꺼운 FeBSiNb 비정질 합금의 우수한 연자성은 자벽이동에 대한 표면 고착 효과의 감소 및 수직자기이방성 성분의 출현과 미세화 된 자구 구조에 그 원인이 있는 것으로 평가되었다.

• 한국주조공학회지
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• 제30권5호
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• pp.167-173
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• 2010

벌크 비정질 합금의 특성상 점도가 높고, 냉각속도가 빨라 냉각되는 합금의 온도를 직접 측정하는 것은 곤란하므로, 측정에 의하여 냉각속도를 구하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 합금의 온도를 직접 측정하는 대신 금형의 온도를 측정하고, 측정된 금형의 온도를 상용 열해석 프로그램을 이용한3차원 계산 결과와 비교, 보정하는 역문제 기법을 사용하여 Cu계와 Zr계 벌크 비정질합금의 냉각속도를 예측하였다. 예측된 냉각속도는 금형온도와 시편의 두께에 따라Cu계의 경우는 284~300 K/s, Zr계는 279~289 K/s로, 초기 금형온도의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 전산모사 결과와 달리 금형을 수냉한 쪽보다 가열한 쪽의 응고중 냉각속도가 빨라 조직이 더 미세한 것으로 나타났는데, 이는 응고중 금형과 주물간에 에어갭의 형성으로 열전달을 방해 받은 영향으로 사료된다.

• 기계와재료
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• 제14권3호통권53호
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• pp.75-84
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• 2002

• 소성∙가공
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• 제14권2호
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• pp.97-105
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• 2005