원소분말의 통전가압소결에 의한 TiB2입자강화 TiAl-Mn계 금속간화합물의 제조

초록

항공우주 및 자동차 분야에 있어 경량화와 고성능화가 더 한층 요구되고 있는 현실에서 낮은 밀도, 높은 용융점, 우수한 고온강도를 가진 TiAl계 금속간화합물은 경량화와 고성능화에 답할 수 있는 경량내열재료로서 주목받고 있으나, 난가공재로서 성형이 곤란한 점이 아직 고온용 구조재료로서 실용화되지 못하고 있는 원인의 하나로 알려져 있다. 이러한 문제점을 극복할 수 있는 방안의 하나로 최근, 연성이 풍부한 원소분말을 near-net-shpape로 성형한 다음 화합물반응을 이용하여 금속간화합물을 제조하는, 소위 반응소결법이 주목받고 있다. 본 연구에서는 원소분말성형체에 압력을 가한 상태에서 전류를 흘려 발열시키는 방법으로 반응소결법을 진행시키는 통전가압소결법응로 TiB2입자를 첨가한 TiAl-Mn 금속간화합물을 제조하고 이때 TiB2가 TiAl-Mn 금속감화합물의 미세조직 및 기계적특성에 미치는 영향에 대하여 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 혼합분말성형체를 통전가압소결함으로써 건전한 TiAl-Mn 금속간화합물상이 생성되었으며, 소결온도와 시간의 조정으로 duplex조직 또는 fully lamellar조직으로의 조직제어가 가능하였다. 또한, 통전가압소결재에 있어서 TiB2의 함유량이 증가함에 따라 조직이 미세해짐이 밝혀졌다.