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NTIS 바로가기한국분말야금학회지 = Journal of Korean Powder Metallurgy Institute, v.17 no.1, 2010년, pp.13 - 22
조경식 (금오공과대학교 신소재시스템공학부) , 이현권 (금오공과대학교 신소재시스템공학부) , 이상우 (금오공과대학교 신소재시스템공학부)
The unique features of spark plasma sintering process are the possibilities of a very fast heating rate and a short holding time to obtain fully dense materials.
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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탄화규소에 산화물 첨가 시 미치는 영향은? | 이후 1980년대 초 Omori 등이 처음 제안한 액상소결은 산화물 소결조제로 소결온도를 2000oC 이하로 낮추었다[10]. 탄화규소에 산화물을 첨가하면 공융액상(eutectic melts)을 형성하여 입자의 과대 성장 없이 고밀화가 가능하여 강도, 인성 등의 특성을 크게 향상시킬 수 있었다[9-12]. 이에 대한 주목할 만한 연구는 1994년 Padture애의 의한 이중 미세구조를 갖는 고인성 자기복합 탄화규소(in situtoughened SiC)[13]로 입계액상은 우선적인 균열 전파 경로로서 작용하는 약한 계면을 함유한 미세구조 특성을 지니고 있어 균열회절(crack deflection) 및 균열가교(crack bridging) 등의 파괴인성 증진기구를 일으킨다[14-17]. | |
공유결합성의 탄화규소계 세라믹스 제조를 위해 소결조제로 B, B4C 및 C가 단독 혹은 동시에 첨가하는 고상소결을 할 때 발생하는 단점은? | Prochazka가 소결조제로서 B와 C를 사용하여 탄화규소의 소결을 2000oC 이상의 온도에서 높은 밀도를 이루게 하였다 5]. 소결조제로 B, B4C 및 C가 단독 혹은 동시에 첨가하는 고상소결에 의한 탄화규소 제조가 오래 전부터 사용되었으나 2000~2300oC의 높은 소결온도로 인하여 탄화규소의 결정립 크기가 매우 커져 기계적 성질이 크게 감소하는 단점을 가지고 있었다. | |
스파크 플라즈마 소결이란? | 소결조제로는 고상소결에서 잘 알려진 B+C에 더해 Al을 첨가하여 액상 소결 기구에 의한 소결 온도의 저하와 상전이를 촉진시켜 결정립의 이방적 성장을 증진하는 Al-B-C계 조성 첨가제가 주목할 만하다[18-26]. 그리고 소결 방법으로는 소결의 촉진 요인으로서 열적 확산과 가압에 의한 소성유동 이외에도, 소결 과정에서 펄스직류 전류의 인가에 의해 발생되는 여러 효과들로 인해, 짧은 시간에 치밀한 소 결체로의 제조가 가능한 급속 소결법으로서의 스파크 플라즈마 소결(SPS: spark plasma sintering)이 주목을 받고 있다[27-39]. 소결 조제로 Al-B-C를 2-8 wt% 첨가한 탄화규소로 1800oC에서 10분 스파크플라즈마 소결하면 치밀화 되고 작은 등축 입자(equiaxed grain)에 길게 자란입자(elongated grain)로 구성되며 유지시간이 길어짐에 따라 판상 결정립이 서로 교착된 미세구조(plate-like grains interlocking microstructure)를 형성함을 확인하였다[40-42]. |
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