초록 ▼

Ceramics와 금속과의 접합기술은 높은 접합강도의 구현과 접합부의 기밀성 유지로 집약할 수 있다. 환언하면, Ceramics와 금속은 원가 결합양식 및 열팽창 계수, 탄성계수 등의 물성치가 다르므로, 금속끼리의 접합의 경우보다 접합이 난이하며, 접합 가열후 냉각시에 열응력에 의해 Ceramics 및 접합부에 crack이 발생하는 경우가 많다. 본 연구에서는 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 우선 신뢰성 있는 접합강도를 달성시킬 수 있는 Ceramics/Metal 접합용 Cu-Base 용가재를 개발하여 접합실험 및 접합부의 강도

Ceramics와 금속과의 접합기술은 높은 접합강도의 구현과 접합부의 기밀성 유지로 집약할 수 있다. 환언하면, Ceramics와 금속은 원가 결합양식 및 열팽창 계수, 탄성계수 등의 물성치가 다르므로, 금속끼리의 접합의 경우보다 접합이 난이하며, 접합 가열후 냉각시에 열응력에 의해 Ceramics 및 접합부에 crack이 발생하는 경우가 많다. 본 연구에서는 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 우선 신뢰성 있는 접합강도를 달성시킬 수 있는 Ceramics/Metal 접합용 Cu-Base 용가재를 개발하여 접합실험 및 접합부의 강도실험 등을 통하여 성능평가를 수행했다. 또한, 접합조건의 최적화 및 접합부의 크랙발생 방지대책을 수립하여 Ceramics/Metal 접합 공정기술을 확립하였으며, 최종적으로 본 기술을 마그네트론 및 진공차단기의 접합조립 기술에 적용하여 Ceramics 접합제품의 시제품 제작 및 접합 공정개선 방안을 수립했다. 년차별 기술개발내용 및 범위는 다음과 같다.* 1차년도 1) 세라믹 접합용 용가재 개발 - 용가재용 합금설계 및 제작 - 융점, 젖음성 및 반응성 - Test에 의해 제작된 용가재의 적용성 검토 2) 접합체 제작 - 진공로 및 분위기로를 이용한 접합체 제작 - 알루미나/알루미나, 동, 냉연강의 접합체 제작 3) 마그네트론 및 진공차단기의 접합조립기술에의 적용가능성 확립 - 파이프 상태의 세라믹/금속 접합체에 대한 평가 연구* 2차년도 1) 세라믹 접합용 용가재의 특성 보완 - 성분, 융점강하 및 젖음성 개선의 시도 2) 접합조건의 최적화 - 접합온도, 시간, 압력, 분위기 및 접합체 형상, 용가재 공급방법의 최적화 3) 접합부의 크랙발생 방지대책 강구 - FEM에 의한 접합부 잔류응력의 해석 - 적절한 접합부 형상설계를 통한 잔류응력 완화책 강구 - 각종 접합부 형상의 접합체 제작 - 접합부 형상에 따른 잔류응력 완화 및 크랙발생 여부 확인 4) 세라믹 접합제품의 시제품 제작 - 마그테트론 양극 및 음극부품의 접합체의 시제품 제작 - 시제품에 대한 강도실험을 통한 성능평가 - 접합공정의 최적화 확립

목차 Contents

• 제1장 총론...15
• 제1절 사업개요...17
• 1.1 연구개발의 필요성...17
• 1.2 연구목표 및 연구내용...19
• 제2절 세라믹 접합기술의 현황...21
• 2.1 세라믹·금속간 접합기술의 특징...21
• 2.2 세라믹·금속간 Brazing 기술...24
• 2.3 연구개발 동향 및 실용화 현황...29
• 제2장 세라믹 접합용 용가재 개발...35
• 제1절 서론...37
• 1.1 용가재 합금개발의 배경...37
• 1.2 세라믹 접합계면 및 접합기구...40
• 1.3 젖음현상 및 계면반응...44
• 1.4 용가재 구비조건...47
• 제2절 용가재의 합금설계...49
• 제3절 합금제조 및 열분석...55
• 3.1 용가재 합금의 제조...55
• 3.2 열분석 및 경도측정...56
• 제4절 젖음성 평가...67
• 4.1 젖음성 실험 방법...67
• 4.2 젖음성 평가 결과...70
• 제5절 용가재 제조...83
• 제3장 접합체 제작...87
• 제1절 접합 공시재의 특성 및 형상...89
• 1.1 접합 Asse'y...89
• 1.2 접합 용가재...95
• 제2절 접합장비의 개관...98
• 2.1 유도가열식 진공접합 장비...98
• 2.2 연속식 분위기로...100
• 제3절 접합체 제작...103
• 제4장 세라믹 접합체의 특성평가 및 분석...107
• 제1절 접합체 특성평가 방법...109
• 제2절 접합체 특성평가 결과...115
• 2.1 세라믹/세라믹 접합체...115
• 2.2 세라믹/동 접합체...138
• 2.3 세라믹/냉연강(SPCCT) 접합체...153
• 제5장 접합부의 잔류응력 해석...169
• 제1절 개요...171
• 제2절 이론적 배경...173
• 2.1 열탄소성론...173
• 2.2 항복판정의 항복 조건...189
• 2.3 접합부의 잔류응력 특징...191
• 제3절 잔류응력 해석방법...201
• 3.1 사용 프로그램의 구성...202
• 3.2 해석방법의 특징...207
• 제4절 환봉 접합체의 응력해석 결과...219
• 제6장 접합부 crack의 방지대책...227
• 제1절 열응력 완화를 위한 접합부 설계...229
• 제2절 마그네트론 형상 부품...234
• 2.1 동일두께 형상의 응력해석 결과...234
• 2.2 형상에 따른 응력해석 결과(편구속)...236
• 2.3 양단 구속한 경우의 응력해석 결과...239
• 2.4 실험결과와의 비교...260
• 제3절 진공차단기 형상 부품...278
• 3.1 형상에 따른 응력해석 결과...278
• 3.2 실험결과와의 비교...293
• 제7장 세라믹/금속 접합체 시제품제작...307
• 제1절 개요...309
• 제2절 마그네트론 접합 Asse'y...311
• 2.1 마그네트론 접합 Asse'y의 개요...311
• 2.2 마그네트론 접합 Asse'y 시제품 제작...314
• 제3절 진공차단기 접합 Asse'y...323
• 3.1 진공차단기 접합 Asse'y의 개요...323
• 3.2 진공차단기 접합 Asse'y 시제품 제작...327
• 제8장 결론 및 활용 방안...333
• 참고문헌...337
• 부록1. Cu도파관/Al₂O₃tube 마그네트론부품 Asse'y의 응력해석 프로그램...343
• 부록2. SPCCT/Al₂O₃tube 마그네트론부품 Asse'y의 응력해석 프로그램...349
• 부록3. Kovar/Al₂O₃tube 진공차단기부품 Asse'y의 응력해석 프로그램...356