미세구조 제어를 통해 파괴인성이 향상된 Mo-Si-B 합금의 제조

Abstract

본 연구에서는 파괴 인성이 향상된 Mo-Si-B 합금을 제조하기 위한 방법으로 기계화학적인 방법을 통해 합성된 금속간화합물(Mo5SiB2, Mo3Si) 분말의 표면에 Mo 산화물의 수소 환원 중 발생하는 화학기상증착(chemical vapor transport)을 이용하여 나노 크기의 Mo 입자가 쉘을 형성하고 있는 코어-쉘 복합 분말을 제조하였으며, 이러한 코어-쉘 복합 분말을 상압소결(pressureless sintering)하여 연속적인 형태의 α-Mo 상으로 이루어진 기지 내에 금속간화합물 상이 균일하게 분포되어 있는 Mo-Si-B 합금을 제조하였다. 이렇게 미세구조가 제어된 Mo-Si-B 합금은 나노 Mo 입자에 의한 소결성 향상으로 인해 1300℃, 10시간 상압소결만으로 약 94.4% 이상의 밀도를 확보하였다. 또한 파괴 인성을 평가하기 위해 3점 굽힘 시험을 실시한 결과 기존에 보고되었던 연구결과에 비해 최대 약 30% 이상 향상된 약 11.4 MPa·√m의 파괴 인성값을 나타내었다.