R/S Mg-Zn-Y 합금분말의 미세구조 분석

Abstract

마그네숨 합금은 상용합금 중에서 가장 가벼운 금속으로서 기계 가공성 및 주조성이 우수하고 진동 및 충격 에 대한 흡진 성，전자파 차폐능이 우수하여，많은 연구자들에 의해 활발한 연구가 진행되어지고 있다. 하지만 마그네숨의 고유 낮은 강도 와 내식성은 산업적용에 많은 제한이 뒤따르며，현재 상용되고 있는 대표적 인 AZ계열 합금의 경우 열적으로 취약한 β상을 포함하고 있기 때문에 고온에서의 사용이 불가능하다. 따라서，강도 및 내식성이 우수하고 경우에 따라 고온에서도 사용이 가능한 마그네슘 합금을 개발하려는 연구가 다양한 방향으로 시도되고 있다. 그 중， Mg-Zn-Y 3원계 합금에서 Luo 등에 의해 열역 학적으로 안정 한 준결정상 icosahedral phase(l-phase)이 발견되었고， 이러한 I-phase는 등방성과 준주기적인 격자구조를 가지며 ，높은 고온강도와 높은 내식성， 낮은 계면에너지， 낮은 마찰계수 등의 구조재료로서의 우수한 기계적 /물리적 특성을 갖는 것으로 보고되고 있다. 또한 최근에는 동일 조성의 마그네숨 합금을 급속응고된 분말로 제조하여，결정립 미세화 및 I-phase의 미세한 분산으로 인해 성형체의 강도 및 고온특성을 더욱 향상 시키려는 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Mg-Zn-Y 3원계 상태도로부터 Mg-rich 영역에서 α-Mg과 안정한 준결정상의 2상 영역의 존재 가능성이 있는 합금을 설계한 후，가스분무법을 이용하여 급속응고 MgZn-Y 합금분말을 제조 하였다. 그 후，미세구조를 분석 고찰하여 준결정상의 생성여부를 확인하고，Mg-rich 영역에서 I-Phase의 응고거동 및 조직을 탐구하였으며， 용도변화에 따른 조직 변 화 및 기초적인 기계적 특성을 시험함으로써 최적의 분말성형 조건을 모색하고，준결정상의 활용가능성을 살펴보았다.