초록 ▼

Cu-Ni-Zn 3원 합금과 확산의 확산계수 측정을 위하여 다원합금 확산연구의 이론정립과 함께 상호 확산 유속((top)(∼)(J)i)의 계산을 위하여 Fick law를 이용하지 않는 간편한 식을 개발하였다.
이 새로운 식을 가진 합금 Cu-Ni-Zn 의 3원계 합금에 적용하기 위하여 각종 조성을 가진 합금(Cu-Ni-Zn 3원합금과 Cu-Ni-, Ni-Zn and Cu-Zn 2원합금)을 제조하여 이들 합금을 이용하여 다수의 다양한 확산쌍(diffusion couple)을 제작하여 농도곡선과 ^Ji 및 확산계수 ((top)(

Cu-Ni-Zn 3원 합금과 확산의 확산계수 측정을 위하여 다원합금 확산연구의 이론정립과 함께 상호 확산 유속((top)(∼)(J)i)의 계산을 위하여 Fick law를 이용하지 않는 간편한 식을 개발하였다.
이 새로운 식을 가진 합금 Cu-Ni-Zn 의 3원계 합금에 적용하기 위하여 각종 조성을 가진 합금(Cu-Ni-Zn 3원합금과 Cu-Ni-, Ni-Zn and Cu-Zn 2원합금)을 제조하여 이들 합금을 이용하여 다수의 다양한 확산쌍(diffusion couple)을 제작하여 농도곡선과 ^Ji 및 확산계수 ((top)(∼)Di(top)(n)j)를 계산하였다.
제작된 확산쌍을 관상로(tube furnace)을 이용하여 775℃에서 적당시간 확산처리하였다. 확산처리된 이들 농도를 주사현미경(SEM) 또는 Microprobe 분석 방법을 이용하여 농도곡선을 얻어, 이들로 부터 본 연구에서 개발된 확산유속식을 적용하며 computer 를 이용하여 확산 영역 전체에 걸친 유속을 계산하였다. 계산된 확산유속을 확산거리를 함수로한 유속곡선을 그려서 확산의 특성을 살펴보며 3원합금내 원소들의 상호작용을 분석하였다.
확산쌍들의 농도곡선을 이용하여 Cu-Ni-Zn 3원계 평형 상태도상에 각쌍의 확산경로(diffusion path)를 구하였고, 계산된 확산유속값을 이용하며 확산경로의 고차점(intersections)조성에서 Cu-Ni-Zn계의 α,β및 γ 상에서 확산계수를 계산하였다.
Cu-Ni-Zn의 3원합금의 상호확산은 농도곡선과 확산계수들의 분석으로부터 α상내에서는 음(-)의 (top)(∼cu)Dnizn의 값을 가지기 때문에 일정한 Ni조성합금에서 Ni의 확산을 Zn첨가에 의하여 감소되며, Cu 첨가에 의하여 증가되는 결과를 얻었다. 또한 (top)(∼cu)Dznni와 (top)(∼ni)Dznni의 값으로 부터 일정한 zn조성합금에서 zn의 확산은 Ni의 첨가에 의하여 증가함을 보였고, (top)(∼Ni)cuZn)과 (top)(∼Zn)DCuNi의 값으로 부터 일정한 Cu 조성합금에서는 Cu의 확산은 Zn에 의하여 감소하며 Ni에 의하여 증가하는 결과를 얻었다.
Cu-Ni-Zn 3원합금의 β상 내에서의 확산은 α상에서의 확산계수보다 약 500배정도 크며, 취성이 큰 γ상 내의 확산계수는 β상과 유사한 값을 갖는다는 결과를 얻었다.

Abstract ▼

An analysis on diffusion and the determination of diffusion coeffi- cients in Cu-Ni-Zn ternary alloys were made in this study. A new method for the determination of interdiffusion fluxes without invoking Fick's law was investigated and applied in Cu-Ni-Zn termary alloys. Based on the calculated inte

An analysis on diffusion and the determination of diffusion coeffi- cients in Cu-Ni-Zn ternary alloys were made in this study. A new method for the determination of interdiffusion fluxes without invoking Fick's law was investigated and applied in Cu-Ni-Zn termary alloys. Based on the calculated interdiffusion fluxes, several interdiffusion coefficients were also calculated in this system.
Several series of diffusion couples were assembled with α,β and/or γ Cu-Ni-Zn,Cu-Zn, Ni-Zn or Cu-Ni alloys. The couples were annealed at 775? and analyzed for the concentration profiles and diffusion paths by EDAX analyzer on the SEM. By using the computer program, interdiffusion fluxes were determined from concentration profiles and interdiffusion coefficients were also calculated at several compositions in theα,β andγphase regions of the Cu-Ni-Zn isotherm at 775?.
A strong interactions among various diffusing components in ternary Cu- Ni-Zn alloys were observed in this study. A zero-flux planes which the interdiffusion flux goes to zero were also identified from several single and two-phase Cu-Ni-Zn couples. Based on diffusivity data, a negative(top)(∼)D(top)(Cu)(bot)(NiZn) and a corresponding positive (top)(∼)D(top)(Zn)(bot)(NiCu) indicate that the diffusion of Ni is decreased by Zn but enhanced by Cu for a given Ni concentration. The Cu diffusion decreases with Zn but increases with Ni along lines of constant Cu concentrations. However, the Zn diffusion is decreased by an increase in Ni concentration but increased by an increase in Cu concentration.

목차 Contents

• 1. 서론 (Introduction)...7
• 1.1 다원합금의 확산...7
• 1.2 초기의 다원합금 확산연구...7
• 1.3 유속과 기준 프레임...8
• 1.4 확산에서의 Fick의 법칙...11
• 1.5 다원합금의 상호확산과 고유확산의 관계식...12
• 2. 이론 (Theory)...14
• 2.1 상호확산유속 및 확산계수...14
• 2.2 고유확산유속 및 확산계수...18
• 2.3 상대농도 변수 $(Y_i)$와 유속...20
• 2.4 다상확산 (multiphase diffusion)...23
• 2.5 확산경로 (diffusion path)와 확산구조...25
• 3. 실험 (Experiments)...29
• 3.1 합금제작...29
• 3.2 확산쌍(diffusion couple)의 제작과 확산실험...30
• 3.3 확산쌍의 농도분석...30
• 4. 실험결과 (Experimental Results)...33
• 4.1 확산쌍과 농도곡선...33
• 4.2 확산경로 및 교차점 공통 조성...45
• 4.3 상호확산계수 계산...49
• 5. 결과(Conclusions)...60
• 6. 참고문헌 (References)...62