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플럭스처리에 의한 벌크비정질합금 스크랩의 비정질형성능
Glass Forming Ability of Bulk Amorphous Alloy Scrap by Fluxing 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.30 no.3, 2010년, pp.94 - 99  

강복현 (한국기술교육대학교 신소재공학과) ,  김기영 (한국기술교육대학교 신소재공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

When the returned scrap of bulk amorphous alloy is remelted, impurities such as oxides and intermetallic compounds increase. Glass forming ability of its scrap is deteriorated remarkably. Melt fluxing technique is introduced to enhance the glass forming ability during melting and freezing of bulk am...

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문제 정의

  • 냉각조건에 따른 냉각속도의 변화를 관찰하기 위해 K형 열전대를 시편 내부에 장착한 후 냉각곡선을 얻어 냉각속도를 구하였다. 냉각속도는 플럭스처리 완료온도 (900℃)에서 유리천이 온도까지를 한 구간으로 보고 구하였다. Cu계 합금의 냉각속도는 공냉의 경우는 17℃/sec, 수냉은 30℃/sec이었고, Zr계 합금의 냉각속도는 공냉의 경우는 19℃/sec, 수냉은 27℃/sec로 수냉의 경우가 1.
  • 본 연구에서는 Cu계 및 Zr계 벌크 비정질 합금 잉고트를 제조 후 이를 반복하여 재용해하고, 남은 용해 스크랩을 플럭스처리를 반복하여 비정질 형성능이 개선되는지를 알아보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다이캐스팅공법의 단점은? 현재 벌크비정질합금으로 제조되는 부품의 대부분은 다이캐스팅공법에 의하여 상업적으로 생산이 되고 있는데, 다이캐스팅공법은 주조회수율이 낮아서 비스켓, 탕도 등 스크랩이 다량으로 발생하게 된다. 일반적으로 스크랩은 순도가 떨어지므로 제한적으로만 재사용이 되고 있어서 원가상승의 요인이 되고 있다.
Cu계 및 Zr계 벌크 비정질 합금 잉고트잉고트를 제조 후 이를 반복하여 재용해하고, 남은 용해 스크랩을 플럭스처리를 반복하여 비정질 형성능이 개선되는지를 실험한 결과, 알 수 있었던 것은? 1) 벌크 비정질 합금 스크랩을 대상으로 유도가열을 이용한 플럭스처리를 통하여 비정질형성능을 향상시킬 수 있었다. 2) Cu계의 벌크 비정질 합금의 용해스크랩은 플럭스처리를 통하여 전면적인 비정질상은 얻지 못하였으나, 플럭스처리 횟수를 늘려나가면서 비정질 형성능의 개선을 확인할 수 있었고, Zr계 벌크 비정질 합금의 용해스크랩은 플럭스처리를 통해 비정질 상을 다시 얻을 수 있었다. 3) 플럭스로 재처리 시 공냉과 수냉한 경우는 조직 및 결정화에서 큰 차이를 보이지 않은 것으로부터 B2O3를 이용한 플럭스 처리 시 냉각속도의 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.
벌크 비정질합금의 한계는? 벌크 비정질합금은 기계적 성질 등 재료가 가지고 있는 우수한 특성 때문에 장래가 기대되는 재료임에는 틀림없으나[1-3], 종래의 부품 생산방식과 비교하여 보면, 공정의 제어가 훨씬 까다롭고, 원재료의 가격도 비싸서, 제조가 가능은 하지만 기존의 재료와 원가경쟁에서 살아남기 힘든 것도 현실이다. 신소재의 특성이 아무리 뛰어나도 가격이 비싸면 상용화될 수 없어서 사라져 버리는 경우가 소재 개발 분야에서는 종종 있어왔던 일이다.
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참고문헌 (11)

  1. W. L. Johnson: MRS Bulletin, "Bulk glass-forming metallic alloys; science and technology", 10(1999) 42- 56 

  2. A. Inoue: Acta Mater.,"Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys", 48(2000) 279-306. 

  3. W. H. Wang, C. Dong and C. H. Shek: Mater.Sci.Eng., "Bulk metallic glasses", R44(2004) 45-89. 

  4. K. Y. Kim et al.: "Castability of $Cu_{54}Ni_6Zr_{22}Ti_{18}$ Bulk Amorphous Alloy", submitted to MMI 

  5. C. T. Liu, M. F. Chisholm, M. K. Miller: Intermetallics, "Oxygen impurity and microalloying effect in a Zr-based bulk metallic glass alloy", 10(2002) 1105-1112. 

  6. H. W. Kui, A. L. Greer and D. Turnbull: Applied Physics Letters, "Formation of bulk metallic glass by fluxing", 45(1984) 615-616. 

  7. H. W. Kui and D. Turnbull: Applied Physics Letters, "Melting of Ni40Pd40P20 glass", 47(1985) 796-797. 

  8. T. D. Shen and R. B. Schwarz: Applied Phisics Letters, "Bulk ferromagnetic glasses prepared by flux melting and water quenching", 75(1999), 796-797. 

  9. S. Bossuyt et al.: Mater. Sci. Eng. A, "Electrochemical removal of oxygen for processing glass-forming alloys", 375-377(2004) 240-243. 

  10. L. Sun et al.: Physica, "Study on solidification behavior of Pd40Ni40P20 alloy by fluxing method", B240(1997) 205-210. 

  11. S. Y. Shin et al.: Mat. Sci .For., "New Cu-based bulk metallic glasses with high strength of 2000 MPa", 945(2004) 449-452. 

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