초미립 금속의 성장 거동에 대한 몬테칼로 시뮬레이션기법의 응용

초록

몬테칼로 기법은 격자점의 방위 변화를 확률적으로 계산함으로서 금속미세조직의 성장 과정을 연구할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션 법이다. 이 방법에 의하면 결정립성장에 따른 입자형상, 입계특성 및 집합조직등을 예측할 수 있으며, 입계의 에너지 및 기동도 이방성을 취급할 수 있다. 최근 벌크 나노 소재의 제조 방법으로 각광을 받고 있는 ECAP 법에 의해 초미세화된 Zr의 입자성장 과정을 실험과 컴퓨터 시뮬레이션을 병행하여 연구한 결과, ECAP된 상태에서의 집합조직 및 입계 어긋남 각 분포는 매우 안정적이어서 열처리에 의해 크게 변하지 않으며, 또한 입자성장은 정상성장을 하는 것으로 밝혀졌다. Fe-Si 합금의 경우, 재결정 집합조직 형성의 원인의 하나로 거론되고 있는 특수입계의 기동도 이방성은 알려진 바와는 달리 입계특성 분포에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이밖에 전기도금층 조직 등에 대해서도 시뮬레이션을 통해 주상정 조직의 성장 및 집합조직 형성에 대한 표면에너지 이방성의 역할을 예측할 수 있었다.