백금 및 백금합금의 고온산화 휘발특성

초록

높은 융점과 우수한 내화학성, 내산화성을 갖는 백금계 합금은 석유 화학공업에서의 촉매 뿐만 아니라 유리의 열팽창 계수와 유사하여 유리 용해 산업의 도가니, 유리 섬유용 부싱, 백금 열전대 등 폭넓게 사용되고 있다. 한편 LCD Glass와 같이 높은 용해온도와 고품질이 요구되는 용해 장치에는 강도를 향상시키기 위해 Rh 원소를 첨가한 고용강화(Pt-Rh)합금이 사용되고 있지만 최근 Rh의 공급 부족으로 인한 가격 상승으로 대체 조성의 설계가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 백금과 백금 기지에 다른 원소를 첨가한 백금합금의 고온산화 휘발특성에 관한 조사를 목적으로 하였다. Plasma melting 법으로 제조한 분말 성형체를 열간압연 및 냉간압연 후 어닐링 한 각각의Pt-100%, Pt-20%Rh, Pt-11%Ir, Pt-10%Ir-10%Rh 합금을 1000℃, 1200℃, 1400℃에서 24h, 48h, 72h, 96h까지 산화 열처리한 후 중량변화를 측정하였다. 또한 각각의 시편을 OM, SEM을 이용하여 표면을 관찰하고 XPS를 이용하여 깊이별 원소분석을 하여 휘발거동을 규명하였다. 그 결과 온도와 시간이 증가함에 따라 각 조성합금의 휘발량이 증가하였고 고온 휘발속도는 Pt-20%Rh < Pt < Pt-10%Rh-10%Ir < Pt-11%Rh 합금 순이었으며 이 결과를 증기압 관점에서 고찰하였다.