SHS법에 의한 Al2O3-TiC 복합체의 제조 및 가압소결에 관한 연구

초록

본 실험에서는, 종전의 두 화합물(Al2O3, TiC)을 섞는 방법과는 달리 출발원료인 TiO2, Al 및 C 혼합물로부터 SHS법을 이용하여 Al2O3-TiC 복합체를 제조하였다. 이렇게 제조한 복합체와 Al2O3와 TiC의 두 화합물(A급 시약)을 온도 1800℃, 1850℃, 1900℃와 압력 30 MPa에서 각각 1시간동안 가압소결하였다. 3종의 탄소원(炭素源)의 반응성은, 흑연과 활성탄에 비해 카본블랙이 더 우수하였고, 열분석(熱分析) 결과, 출발원료인 TiO2, Al 및 C 혼합물의 연소합성(燃燒合成) 과정은 먼저 용융된 알루미늄과 환원(還元)된 TiO2의 반응에 의해 Al2O3가 생성되었고, TiO2로부터 환원된 Ti는 환원과 동시에 카본블랙과 반응하여 TiC가 생성됨으로써 최종적으로 Al2O3-TiC 복합체가 합성되었다. SHS법으로 제조한 Al2O3-TiC 복합체와 두 화합물(Al2O3, TiC)의 혼합물을 가압소결(加壓燒結)한 결과, 모든 온도에서 두 시편 모두 상대밀도(相對密度)가 99.0% 이상으로 치밀화가 잘 되었으며 굽힘강도와 경도(硬度)도 비슷한 결과를 얻었다. 그러나 파괴인성(破壞靭性)의 경우 SHS법으로 제조한 복합체가 더 우수하였다. 이는 SHS법으로 제조한 복합체는 합성 시 Al2O3와 TiC가 균일하게 혼합되어 있고 소결시 서로 복합적으로 연결되어 있기 때문으로 생각된다.