초록 ▼

본 연구의 목표는 볼밀한 금속산화물 혼합분말을 수소환원하여 합금/복합상 나노분말을 제조하고, 이를 분말사출성형과 상암 소결하여 실형상 나노분말부품소재를 경제적이고 환경친화적인 일체형 공정으로 제조하는것. - Fe계 나노합금분말 (Fe-Ni)과 Cu계 나노복합분말 (W-Cu. Cu-Co)을 결정립도 20 nm이하, 응집도 1 $\umm$ 이하로 제어하며 불순물혼입과 재산화를 억제할 수 있는 나노합금/복합금속분말 제조기술을 개발하였음. - Fe-Ni 및 W-Cu 나노합금/복합분말에 대한 소결치밀화 기구를 미세구조와

본 연구의 목표는 볼밀한 금속산화물 혼합분말을 수소환원하여 합금/복합상 나노분말을 제조하고, 이를 분말사출성형과 상암 소결하여 실형상 나노분말부품소재를 경제적이고 환경친화적인 일체형 공정으로 제조하는것. - Fe계 나노합금분말 (Fe-Ni)과 Cu계 나노복합분말 (W-Cu. Cu-Co)을 결정립도 20 nm이하, 응집도 1 $\umm$ 이하로 제어하며 불순물혼입과 재산화를 억제할 수 있는 나노합금/복합금속분말 제조기술을 개발하였음. - Fe-Ni 및 W-Cu 나노합금/복합분말에 대한 소결치밀화 기구를 미세구조와 원자확산 기구 관점에서 해석하였음. Fe-Ni 나노분말재료의 원자확산이 분말재료의 2중 입계구조 (나노입계 및 agglomerate 계면)에 의존함을 이론적으로 해석하였고, tracer diffusion 실험을 통해 실험적으로 입증하였음. - Fe-Ni 나노분말을 상압소결로 밀도 98% 이상, 결정립도 100nm 미만의 벌크체로 제조 성공. HIP 처리한 Fe-Ni 나노소재의 경우 40nm 미만의 결정립도와 1.7GPa의 항복강도를 구현. - 사출성형에 대한 기초연구로서 W-Cu, Fe-Ni 나노분말 사출성형체에 대해 탈지후 잔류불순물이 소결에 미치는 영향을 조사한 결과 잔류탄소는 소결과정에서 분말의 미세구조와 초기소결거동과 밀접한 관련이 있음을 관찰하였음. - $Al_2O3$-나노금속분말입자 분산형 나노복합분말을 수소 환원후 후속되는 가압소결을 이용항 99% 이상의 완전치밀화를 얻었음. 수 마이크론 크기의 $Al_2O3$ 기지상 내에 50nm 이하의 합금 분산상이 입계와 입내에 고르게 분포시킴으로서 기존 nonolithic 세라믹 소재에 비해 2배 이상 높은 파괴인성을 가짐.

Abstract ▼

1. Fabrication of nanoalloy- and composite powder for bulk nanoparticulate materials o Preparation of nanocomposite oxide powder by mechanical and ultrasonic crushing, and precipitation using metallic salt o Preparation of a mixture of nanoalloyed oxide-$Al_2O3$ by precipitation reaction

1. Fabrication of nanoalloy- and composite powder for bulk nanoparticulate materials o Preparation of nanocomposite oxide powder by mechanical and ultrasonic crushing, and precipitation using metallic salt o Preparation of a mixture of nanoalloyed oxide-$Al_2O3$ by precipitation reaction using metallic salt (nitrate). 2. Consolidation of nanoalloy- and composite powder o Analysis of densification behavior (or mechanism) depending on microstructure of green compacts (control of pore size distribution) o Influence of metal dispersoid on densification process and particle growth during sintering process o Fundamental studies on PIM process of nanoalloy- and composite powder, Optimization of PIM process of nanoalloy- and composite powder, Optimization of PIM processing conditions 3. Characteristics of nanocrystalline materials o Atomic diffusion in nanomaterials : Analysis of the densification mechanism of $\gamma$-Fc-Ni powder in viewpoint of atomic diffusion o Characterization of mechanical and magnetic properties of nano $Al_2O3$/(Fe-Ni, Fe-Co, Cu-Co) composites

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...18
• 1. 나노분말소재의 국내외 기술개발 현황과 응용분야...18
• 2. 나노분말의 소결기술과 나노소결체의 응용가능성...21
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...23
• Part I : 나노 합금/복합 분말합성...23
• 제 1 절 서론...23
• 제 2 절 이론적 배경...25
• 1. 나노분말의 제조기술...25
• 2. 나노합금분말의 합성...26
• 3. 나노 혼합산화물의 수소환원 거동...27
• 제 3 절 연구방법 및 결과...34
• 1. Fe계/Cu계 안정상 나노금속분말 제조 및 분말구조제어 (INTRINSIC)...34
• 2. 세라믹/금속 나노복합분말 제조 및 구조제어기술 확립(EXTRINSIC)...117
• 제 4 절 총론...143
• 제 5 절 참고문헌...144
• Part II : 나노 합금/복합분말의 소결치밀화와 물성평가...147
• 제 1 절 서론...147
• 제 2 절 이론적 배경...149
• 1. 새로운 실형상 벌크화 기술...149
• 2. 나노결정재료에서의 원자확산...155
• 3. 나노 벌크소재의 특성...159
• 제 3 절 연구방법 및 결과...162
• 1. 상압소결에 의한 나노분말의 치밀화기술 개발...162
• 2. 금속사출성형 (MIM)법을 이용한 나노합금/복합분말의 소결거동...198
• 3. 나노 Fe-Ni 소결체내에서의 원자확산 거동...233
• 4. 나노벌크체의 물성평가...251
• 제 4 절 총론...267
• 제 5 절 참고문헌...269
• 제 4 장 목표달성도...272
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...274
• 1. 추가연구의 필요성...274
• 2. 타 연구에의 응용...276
• 제 6 장 참고문헌...278